WO2015159676A1 - 光源装置 - Google Patents

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愛子 坂井
亮 町田
雄亮 矢部
智也 高橋
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オリンパス株式会社
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    • H05B45/22—Controlling the colour of the light using optical feedback

Definitions

  • the present invention relates to a light source device suitable for an endoscope.
  • a light source device is employed to perform imaging inside the cavity.
  • a light source device employing a semiconductor light source such as an LED as a light emitting unit may be used.
  • Such a light source device can perform dimming control of the LED by PWM control that changes the duty ratio of the drive pulse or current control that changes the LED current.
  • the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-192772 is designed to obtain illumination light by combining light from an LED that generates red light, an LED that generates green light, and an LED that generates blue light.
  • An optical sensor for detecting the light emission amount of each LED is provided, and the drive current supplied to each LED is controlled so that the difference between the light amount detected by each optical sensor and the light amount target value becomes small.
  • the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-192773 can obtain illumination light having a desired color balance.
  • each LED differs depending on the color of the generated light. For example, the maximum amount of emitted light is different for each LED of each color. Also, depending on the color balance setting, the maximum amount of light used by each color LED varies. That is, the amount of light incident on each photosensor is different for each color LED.
  • each optical sensor has different resolutions that can be used for detecting the amount of incident light. In each optical sensor, it is necessary to set the maximum value of the incident light quantity that can be detected in accordance with the emitted light quantity of the LED with the largest use maximum light quantity. The sensor has a problem that the resolution is low and the light quantity cannot be detected with sufficient accuracy.
  • An object of the present invention is to provide a light source device that can detect the amount of light of each color with high accuracy even when optical sensors having the same characteristics with a common dynamic range are used.
  • the light source device includes a first semiconductor light emitting element that emits light of a first color with a first light quantity as a maximum use light quantity, and a second color light with a second light quantity as a use maximum light quantity.
  • the second semiconductor light emitting element to emit, the first light quantity detection unit for detecting the light emission amount of the first semiconductor light emitting element, and the detection range identical to the detection range of the first light quantity detection unit.
  • a second light amount detector for detecting the light emission amount of the second semiconductor light emitting element, and the first and second light amounts to match the predetermined value within the detection range.
  • the first light amount limiting unit that restricts the amount of the first light incident on the first light amount detection unit from the semiconductor light emitting element and the second light emitting unit incident on the second light amount detection unit At least one of the second light quantity limiting units for limiting the quantity of the second light to be performed.
  • a control unit for controlling the light emission amounts of the first and second semiconductor light emitting elements based on the detection results of the first and second light quantity detection units. It has.
  • the light source device has the same detection range as that of the first to fifth semiconductor light emitting elements, and detects the amount of light emitted from the first to fifth semiconductor light emitting elements.
  • a control unit that controls the light emission amount of the first to fifth semiconductor light emitting elements, and the first to sixth light guides are used for the first to fifth semiconductor light emitting elements, respectively.
  • the maximum light intensity is matched with a predetermined value within the detection range. In order, at least one of the diameter and length are adjusted individually.
  • the block diagram which shows the light source device which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • the graph which shows an example of the light emission amount of each LED required in order to obtain the illumination light suitable for the predetermined observation mode of an endoscope by taking a wavelength on a horizontal axis and taking a light emission amount on a vertical axis.
  • the graph showing the spectral sensitivity characteristics of the optical sensors 42c to 44c, with the horizontal axis representing wavelength and the vertical axis representing relative sensitivity.
  • Explanatory drawing which shows typically a mode that the emitted light of each LED42-44 injects into the optical sensors 42c-44c, respectively.
  • Explanatory drawing which shows typically a mode that the emitted light of each LED42-44 injects into the optical sensors 42c-44c, respectively.
  • Explanatory drawing for demonstrating a modification Explanatory drawing for demonstrating a modification.
  • Explanatory drawing for demonstrating a modification Explanatory drawing for demonstrating the 2nd Embodiment of this invention.
  • Explanatory drawing for demonstrating the 3rd Embodiment of this invention Explanatory drawing for demonstrating the 4th Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a light source device according to the first embodiment of the present invention.
  • the light source device is applied to an endoscope system having an endoscope, a video processor, and a monitor.
  • the endoscope system 1 includes an endoscope 10, a video processor 20, a monitor 30, and a light source device 40.
  • the endoscope 10 has an elongated insertion portion 11 that can be inserted into a lumen or the like at the distal end side, and the proximal end side is detachably connected to the light source device 40 by a connector 12. ing.
  • the endoscope 10 is detachably connected to the video processor 20 by a cable 17 and a connector 18.
  • a cable 17 and a connector 18 can be attached to the light source device 40 and the video processor 20.
  • an imaging element 13 for capturing an image of a subject such as in a lumen and a lens 14 for irradiating the subject with light from the light source device 40 are disposed.
  • the illumination light transmitted from the light source device 40 via the light guide 15 is irradiated to the subject by the lens 14.
  • the imaging element 13 is configured by a CCD, a CMOS sensor, or the like. Return light from the subject is incident on the imaging surface, photoelectrically converts the incident subject optical image, and sequentially outputs imaging outputs based on the accumulated charges.
  • the image sensor 13 operates when a drive signal including a synchronization signal is supplied from the video processor 20, and supplies an imaging output to the video processor 20 via the signal line 16.
  • the video processor 20 performs predetermined signal processing on the imaging output to generate a video signal that can be displayed on the monitor 30.
  • a video signal from the video processor 20 is supplied to the monitor 30 via the cable 21. In this way, an endoscopic image based on the imaging output can be displayed on the display screen of the monitor 30.
  • the video processor 20 can control the light source device 40 so that the brightness of the captured image becomes the target brightness.
  • the video processor 20 outputs information for adjusting the brightness of the captured image to the target brightness to the light source device 40 as brightness control information.
  • the brightness control information is supplied to the control unit 41 of the light source device 40 via the cable 22.
  • the light source device 40 includes an LED (R-LED) 42 that generates red light, an LED (G-LED) 43 that generates green light, and an LED (B-LED) 44 that generates blue light.
  • R-LED red light
  • G-LED green light
  • B-LED blue light
  • Lenses 42a to 44a are arranged on the optical axes of the emitted light from the LEDs 42 to 44, respectively. Each of the lenses 42a to 44a converts the light emitted from the LEDs 42 to 44 into substantially parallel light and emits the light. On the optical axis of the lens 42a that emits light from the R-LED 42, dichroic filters 47 and 48 constituting an optical path portion are arranged. Light from the G-LED 43 is also incident on the dichroic filter 47 through the lens 43a. Further, light from the B-LED 44 is also incident on the dichroic filter 48 through the lens 44a.
  • the dichroic filter 47 reflects the light from the G-LED 43 and transmits the light from the R-LED 42.
  • the dichroic filter 48 reflects the light from the B-LED 44 and transmits the light transmitted through the dichroic filter 47. In this way, the light from the LEDs 42 to 44 is synthesized by the dichroic filters 47 and 48.
  • the combined light from the dichroic filter 48 enters the light guide 15 via the lens 50. It is possible to change the arrangement order of the LEDs 42 to 44 by appropriately setting the characteristics of the dichroic filters 47 and 48. However, the characteristics of the dichroic filter are better when the LEDs 42 to 44 are arranged in the wavelength band of the emitted light. Is easy to set.
  • the LEDs 42 to 44 are driven by the LED driving unit 46 and light up.
  • the LED drive unit 46 is controlled by the control unit 41 to generate a PWM pulse that is a drive signal for driving each LED.
  • Each of the LEDs 42 to 44 emits light with a light emission amount corresponding to the duty ratio and current amount of the PWM pulse from the LED drive unit 46.
  • the control unit 41 outputs the dimming information for controlling each of the LEDs 42 to 44 to the LED driving unit 46, thereby controlling the duty ratio and current level of the PWM pulse to control the dimming of each of the LEDs 42 to 44. .
  • the control unit 41 generates dimming information so that the light emission amounts of the LEDs 42 to 44 can maintain a predetermined color balance.
  • the color balance of each LED 42 to 44 needs to be determined by the spectral sensitivity characteristics of the endoscope 10.
  • the memory unit 53 of the light source device 40 stores information on the light amount ratios generated by the LEDs 42 to 44 in accordance with the spectral sensitivity characteristics of the endoscope 10.
  • the control unit 41 outputs control information for controlling each of the LEDs 42 to 44 to the LED drive unit 46 based on the information on the light amount ratio stored in the memory unit 53.
  • the memory unit 53 has been described on the assumption that information on the light quantity ratio of each LED for obtaining an optimum color balance is stored.
  • the endoscope 10 is attached to the video processor 20 or the light source device 40.
  • information regarding the light amount ratio may be read from the endoscope 10 and set in the control unit 41.
  • the LED has a temperature characteristic, and the amount of light changes depending on the temperature even if the LED current value is the same. Since the LED has a characteristic that the temperature rises with light emission, it is necessary to consider the temperature characteristic in order to accurately control the amount of illumination light. And since temperature characteristics differ for each LED of each color, it is necessary to measure temperature for every LED. However, the LEDs 42 to 44 are relatively close to each other in the light source device 40, and it is difficult to measure a temperature change due to each LED alone. Therefore, in the present embodiment, the current value is controlled by measuring and obtaining the light quantity of each LED.
  • optical sensors having the same characteristics with a common dynamic range are used as the optical sensors. Even in this case, the resolution of each optical sensor is improved by controlling the incident light quantity so that the incident light quantities of the light incident on the respective optical sensors are substantially equal to each other.
  • optical sensors 42c to 44c for detecting the amount of light from each LED 42 are disposed.
  • the optical sensors 42c to 44c have sufficient sensitivity in the wavelength band of the emitted light from the LEDs 42 to 44.
  • the optical sensors 42c to 44c generate an output signal proportional to the incident light intensity.
  • the output signals of the optical sensors 42c to 44c are supplied to the control unit 41.
  • a light amount limiting member 42b is disposed between the LED 42 and the optical sensor 42c, and a light amount limiting member 43b is disposed between the LED 43 and the optical sensor 43c, and the LED 44 and the optical sensor 44c.
  • a light quantity limiting member 44b is disposed between the two.
  • the light quantity limiting members 42b to 44b can adjust the light quantity of the emitted light from the LEDs 42 to 44 and enter the light sensors 42c to 44c, respectively.
  • a neutral density filter ND filter
  • the light quantity limiting members 42b to 44b are configured to be able to adjust the rate (attenuation rate) of light attenuation according to the light emission intensity of the LEDs 42 to 44, respectively.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of the light emission amount of each LED necessary for obtaining illumination light suitable for a predetermined observation mode of the endoscope, with the wavelength on the horizontal axis and the light emission amount on the vertical axis.
  • Curves Tr, Tg, and Tb in FIG. 2 indicate the light emission amounts necessary for the R-LED 42, the G-LED 43, and the B-LED 44, respectively.
  • the light emission amounts of the respective LEDs necessary for obtaining illumination light suitable for a predetermined observation mode are different from each other.
  • FIG. 3 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of the optical sensors 42c to 44c, with the horizontal axis representing wavelength and the vertical axis representing relative sensitivity.
  • the optical sensors 42c to 44c employ the same characteristics.
  • a solid line in FIG. 3 indicates spectral sensitivity characteristics.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are explanatory views schematically showing how light emitted from the LEDs 42 to 44 enters the optical sensors 42c to 44c, respectively.
  • the light quantity limiting member 62 represents the light quantity limiting members 42b to 44b
  • the optical sensor 64 represents the optical sensors 42c to 44c.
  • an arrow 61 at the left end indicates the emitted light of each of the LEDs 42 to 44.
  • Light emitted from the LEDs 42 to 44 enters a light sensor 64 corresponding to the light sensors 42c to 44c via a light amount limiting member 62 corresponding to the light amount limiting members 42b to 44b.
  • a thin arrow 63 on the right side indicates that light emitted from the LEDs 42 to 44 is attenuated by the light amount limiting member 62 and enters the optical sensor 64.
  • the example in which the light quantity limiting members 42b to 44b and the optical sensors 42c to 44c are arranged in the vicinity of the LEDs 42 to 44 has been described.
  • the light from the LEDs 42 to 44 to the lenses 42a to 44a is described.
  • the light sensors 42c to 44c can detect the amount of light emitted from the LEDs 42 to 44 at positions other than the road, they can be arranged at appropriate positions.
  • the amount of light attenuation varies depending on the distance between each of the LEDs 42 to 44 and each of the optical sensors 42c to 44c.
  • FIG. 4B shows this state, and each light emitted from the light source 65 corresponding to each of the LEDs 42 to 44 is gradually attenuated after the light intensity limiting members 42b to 44b as shown by the thicknesses of the arrows 61, 63, 66.
  • the light enters the optical sensor 64 corresponding to the optical sensors 42c to 44c through the light amount limiting member 62 corresponding to the above. It shows that as the distance from the light source 65 to the optical sensor 64 is longer, the light is attenuated with a larger attenuation amount and enters the optical sensor 64.
  • the amount of attenuation of light also changes depending on the position and optical axis direction of each LED 42 to 44, the position of the light amount limiting members 42b to 44b and the optical sensors 42c to 44c, and the angle of the light incident surface. With the angle set, the characteristics of the light quantity limiting members 42b to 44b are controlled.
  • the light sensors 42c to 44c receive the same amount of light and the detection ranges of the light sensors 42c to 44c.
  • the characteristics (attenuation rates) of the light quantity limiting members 42b to 44b are set so that light matching the above is incident.
  • the sensitivity of the optical sensors 42c to 44c with respect to the R, G, and B lights is based on green (G) light. Assuming (1), it is 0.2 for red (R) light and 0.6 for blue (B) light.
  • the ratio (light emission ratio) of the light emission amounts of the LEDs 42 to 44 suitable for the predetermined observation mode shown in FIG. 3 is 0.8 to 1: 0.5 with the light emission amount of the G-LED 42 as a reference (1). Shall.
  • the light quantity limiting members 42b to 44b are set so that the ratio of the attenuation rate is (n ⁇ 0.2 ⁇ 0.8) vs. n (n ⁇ 0.6 ⁇ 0.5). .
  • Table 1 below shows such a relationship of the attenuation ratio.
  • each LED 42 to 44 emits light with the characteristics of FIG. 2, and even when the optical sensors 42c to 44c having the same characteristics as FIG.
  • Each of the light sensors 42c to 44c receives light whose maximum incident light amount of each color light corresponds to the detection range, and the resolution that can be used for detecting the incident light amount can be made common and maximized. In the optical sensors 42c to 44c, the light amount can be detected with high accuracy.
  • the characteristics of the light quantity limiting members 42b to 44b are shown in correspondence with the characteristics of FIGS. 2 and 3, but the characteristics of the light quantity limiting members 42b to 44b are the light emission ratios of the LEDs 42 to 44 and the characteristics. What is necessary is just to set according to the sensor sensitivity ratio of the optical sensors 42c-44c.
  • the attenuation rate of the light quantity limiting member 44b with respect to the B-LED 44 having the highest efficiency.
  • the characteristics of the optical sensors 42c to 44c the sensitivity to the blue (B) light is lower than the sensitivity to the green (G) light.
  • the light amount limitation on the G-LED 43 and the B-LED 44 is limited.
  • the characteristics (attenuation rate) of the members 43b and 44b may be made similar, and the characteristics (attenuation rate) of the light quantity limiting member 42b with respect to the R-LED 42 may be reduced.
  • the example in which the light quantity limiting members 42b to 44b are provided in the respective optical sensors 42c to 44c has been described.
  • either one or two of the optical sensors 42c to 44c are provided with a light quantity limiting member. Even if light is incident, it is clear that a certain degree of effect can be obtained.
  • each LED is incident on each optical sensor via each light quantity limiting member, and each light sensor is controlled by individually controlling the characteristics of each light quantity limiting member. It is possible to allow light having an appropriate light amount level to enter. Thereby, it is possible to make the use maximum light quantity of each LED and the detection range of an optical sensor substantially correspond. That is, regardless of the light emission ratio of the LED and the characteristics of the optical sensor, each optical sensor can determine the amount of incident light with the same and maximum resolution. In this way, the photometric accuracy by each optical sensor can be improved, and the light quantity ratio of each LED can be controlled with high accuracy, for example, to the optimum color balance for the connected endoscope.
  • Modification 5 to 7 are explanatory diagrams for explaining modifications of the present embodiment.
  • the modification of FIG. 5 shows an example in which a wavelength cut filter is employed.
  • a wavelength cut filter 67 and a light amount limiting member 62 are provided between the LEDs 42 to 44 and the optical sensors 42c to 44c, respectively.
  • the light emitted from the LEDs 42 to 44 enters the optical sensors 64 via the wavelength cut filters 67 and the light quantity limiting members 62.
  • FIG. 5 corresponds to the G light
  • the light amount limiting member 62 and the optical sensor 64 are examples that are the light amount limiting member 43b and the optical sensor 43c of FIG. 1, respectively.
  • the wavelength cut filter 67 provided for each of the optical sensors 42c to 44c restricts the wavelength of light incident on each of the optical sensors 42c to 44c, and allows only light of the corresponding wavelength to pass therethrough. That is, the wavelength cut filter 67 provided corresponding to the optical sensor 42c allows only red (R) light to pass and blocks other color light from passing. Similarly, the wavelength cut filter 67 provided corresponding to the optical sensor 43c allows only green (G) light to pass therethrough and blocks the passage of other color lights. Similarly, the wavelength cut filter 67 provided corresponding to the optical sensor 44c allows only blue (B) light to pass and blocks other color light from passing.
  • each optical sensor 42c to 44c receives leakage light from an LED other than the inspection target, it is extremely difficult for each of the optical sensors 42c to 44c to accurately detect the light amount of each of the detection target LEDs.
  • a wavelength cut filter 67 is provided corresponding to each of the optical sensors 42c to 44c, and prevents leakage light from an LED other than the inspection target from entering each of the optical sensors 42c to 44c. .
  • each light sensor 42c to 44c can detect the light emission amount of the LED to be inspected with high accuracy.
  • FIG. 5 shows an example in which the wavelength cut filter and the light quantity limiting member are combined, the light quantity limiting members 42b to 44b themselves may have wavelength cut characteristics.
  • FIG. 6 shows an example in which a pinhole (aperture) member 68 is employed as the light quantity limiting member.
  • FIG. 6 corresponds to the G light
  • the pinhole member 68 and the optical sensor 64 show examples of the light quantity limiting member 43b and the optical sensor 43c of FIG. 1, respectively.
  • the pinhole member 68 has an opening 68a having a predetermined opening diameter. The amount of passing light is limited according to the opening diameter of the opening 68a.
  • the aperture diameters of the pinhole members which are the respective light quantity limiting members 42b to 44b, are appropriately set, so that all the optical sensors 42c to 44c are dynamically adjusted. Light of a level corresponding to the range can be made incident, and the amount of light emitted from each of the LEDs 42 to 44 can be detected with high accuracy.
  • FIG. 7 shows another modification example, in which a mesh member 71 is employed as the light quantity limiting member.
  • the mesh member 71 has slits 71a formed at appropriate intervals, and the amount of light passing therethrough can be limited by the interval of the slits 71a and the slit size. In this case, the same effect as that obtained when the pinhole member is employed can be obtained.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
  • a light guide is employed as the light quantity limiting member.
  • FIG. 8 shows only the configuration of an optical system that detects the light amount of each LED in the light source device.
  • the light source device in the present embodiment includes a light source unit 81 that emits light to an endoscope or the like and three sensors 83R, 83G, and 83B.
  • the light source unit 81 is provided with three R-LEDs 81R, G-LEDs 81G, and B-LEDs 81B that respectively emit R, G, and B light.
  • Lenses 83R, 83G, and 83B are disposed on the optical axes of the emitted light from the LEDs 81R, 81G, and 81B, respectively.
  • Each of the lenses 83R, 83G, 83B converts the light emitted from the LEDs 81R, 81G, 81B into substantially parallel light and emits the light.
  • LEDs 81R, 81G, and 81B Light emitted from these LEDs 81R, 81G, and 81B is synthesized by an optical path portion configured by dichroic filters 84a and 84b similar to those in the first embodiment. The combined light is emitted to an endoscope or the like (not shown) through a lens 86.
  • the light guide members and the incident end surfaces of the light guides 87R, 87G, and 87B that are also the light amount limiting members are desired.
  • Light emitted from the LEDs 81R, 81G, and 81B is incident on the incident end faces of the light guides 87R, 87G, and 87B, transmitted through the light guides 87R, 87G, and 87B, and then transmitted to the light guides 87R, 87G, and 87B.
  • the emission ends of the light guides 87R, 87G, and 87B are desired on the light receiving surfaces of the sensors 82R, 82G, and 82B.
  • the sensors 82R, 82G, and 82B measure the amount of light transmitted by the light guides 87R, 87G, and 87B. Can be detected.
  • the sensors 82R, 82G, and 82B may have the same configuration as the optical sensors 42c to 44c in FIG.
  • the incident end faces of the light guides 87R, 87G, and 87B are arranged in the vicinity of the LEDs 81R, 81G, and 81B, respectively, the LEDs 81R, 81G, and 81B lead to the lenses 83R, 83G, and 83B. If the sensor 82R, 82G, or 82B can supply light that can detect the amount of light emitted from each of the LEDs 81R, 81G, and 81B at a position other than the optical path, the incident end faces of the light guides 87R, 87G, and 87B are appropriately positioned. Can be arranged.
  • the attenuation of light transmitted by the light guides 87R, 87G, and 87B by changing the number (diameter) of the light guides 87 and the length of the light guides 87. .
  • the sensors 82R, 82G having the same characteristics are changed.
  • 82B can be made to receive light having substantially the same amount of incident light. Accordingly, the sensors 82R, 82G, and 82B can be operated with the same resolution, and the amount of light emitted from the LEDs 81R, 81G, and 81B can be detected with high accuracy.
  • the light emitted from the LEDs 81R, 81G, and 81B is guided to the sensors 82R, 82G, and 82B by the light guides 87R, 87G, and 87B, so that the arrangement of the sensors 82R, 82G, and 82B is performed.
  • the degree of freedom is high.
  • the light guides 87R, 87G, and 87B can guide the light from the LEDs 81R, 81G, and 81B to the sensors 82R, 82G, and 82B mounted on a substrate (not shown).
  • the light guide is used as an example of the light guide member.
  • the light guide member is not limited to the light guide.
  • a rod lens or the like may be used as long as it functions to transmit light from the incident end to the exit end, and the light transmission characteristics in the transmission path can be adjusted.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a third embodiment of the present invention. This embodiment shows an example in which a color sensor is used as a sensor. In FIG. 9, the same components as those of FIG.
  • This embodiment is different from the second embodiment only in that one color sensor 90 is used instead of the three sensors 82R, 82G, and 82B in FIG.
  • the color sensor 90 for example, one having three light receiving parts for red, green, and blue can be adopted, but is not limited to this.
  • the light exit surfaces of the light guides 87R, 87G, 87B for guiding the light emitted from the LEDs 81R, 81G, 81B are desired on the light incident surfaces of the three light receiving portions of the color sensor 90.
  • the color sensor 90 can determine the amounts of R, G, and B light incident on the R, G, and B light receiving portions.
  • the diameters and lengths of the light guides 87R, 87G, and 87B are appropriately set according to the light emission amounts of the LEDs 81R, 81G, and 81B and the sensitivity characteristics of the R, G, and B light receiving portions of the color sensor 90. By doing so, the resolution of the color sensor 90 with respect to the R, G, and B light can be made similar and maximized. Thereby, the color sensor 90 can detect the light emission amount of the LEDs 81R, 81G, and 81B with high accuracy.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.
  • the present embodiment shows an example in which a color sensor is used as a sensor and LEDs that generate five colors of light are employed.
  • the five LEDs 81R, 81G, and the A-LED 81A that emits amber light and the V-LED 81V that emits violet light are added. This is an example applied to a light source section 93 having 81B, 81A, and 81V.
  • Lenses 83R, 83G, 83B, 83A, and 83V are disposed on the optical axes of the emitted light from the LEDs 81R, 81G, 81B, 81A, and 81V, respectively.
  • the lenses 83R, 83G, 83B, 83A, and 83V convert the light emitted from the LEDs 81R, 81G, 81B, 81A, and 81V into substantially parallel light and emit the light.
  • Light emitted from these LEDs 81R, 81G, 81B, 81A, and 81V is synthesized by an optical path portion constituted by dichroic filters 84a to 84d.
  • the combined light is emitted to an endoscope or the like (not shown) through a lens 86.
  • the incident end faces of the light guides 87R, 87G, 87B, 87A, 87V which are light quantity limiting members, are desired in the vicinity of the LEDs 81R, 81G, 81B, 81A, 81V.
  • an incident end face of the light guide 87G2 that is a light amount limiting member is also desired in the vicinity of the LED 81G.
  • the amount of light emitted from each LED is detected at a position other than the light path from each LED to each lens on the incident end face of the light guides 87R, 87G, 87B, 87A, 87V, 87G2. It may be arranged at any position where
  • light emitted from the five LEDs 81R, 81G, 81B, 81A, 81V is detected by the two color sensors 90, 91.
  • the color sensors 90 and 91 measure purple (V) and blue (B) as blue without distinction, and detect amber (A) and red (R) as red without distinction. Therefore, R, G, B light is made incident on one color sensor 90 via light guides 87R, 87G, 87B, and A, G, B is inputted to the other sensor 91 via light guides 87A, 87G2, 87V. V light is incident.
  • the light guides 87G and 87G2 transmit substantially the same amount of G light from the LED 81G.
  • the light amounts of the R, G, B, A, and V light emitted from the LEDs 81R, 81G, 81B, 81A, and 81V from the outputs of the sensors are determined. Can be sought.
  • the diameters and lengths of the light guides 87R, 87G, 87B, 87A, 87V, 87G2, the light emission amounts of the LEDs 81R, 81G, 81B, 81A, 81V and the R, G By appropriately setting according to the sensitivity characteristic of the B light receiving unit, the resolution of the color sensors 90 and 91 with respect to the R, G, and B light can be made comparable. Thereby, the color sensors 90 and 91 can detect the light emission amounts of the LEDs 81R, 81G, 81B, 81A, and 81V with high accuracy.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, you may delete some components of all the components shown by embodiment.
  • constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

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Abstract

　光源装置は、第１及び第２の半導体発光素子と、相互に同一の検出レンジを有し、第１及び第２の半導体発光素子の発光量をそれぞれ検出するための第１及び第２の光量検出部と、第１及び第２の半導体発光素子の使用最大光量である第１及び第２の光量を検出レンジ内の所定値に一致させるために、第１の半導体発光素子から第１の光量検出部に入射される第１の光の光量を制限する第１の光量制限部及び第２の半導体発光素子から第２の光量検出部に入射される第２の光の光量を制限する第２の光量制限部のうちの少なくとも一方を有する光量制限手段と、第１及び第２の光量検出部の検出結果に基づいて、第１の半導体発光素子及び第２の半導体発光素子の発光量を制御する制御部とを具備する。

Description

光源装置
　本発明は、内視鏡に好適な光源装置に関する。
　従来より、体腔内等へ細長の内視鏡を挿入して被検部位の観察や各種処置を行うようにした内視鏡が広く用いられている。このような内視鏡においては、腔内の撮影を行うために光源装置が採用される。近年、発光部としてＬＥＤ等の半導体光源を採用した光源装置が用いられることがある。このような光源装置は、駆動パルスのデューティ比を変化させるＰＷＭ制御やＬＥＤ電流を変化させる電流制御によって、ＬＥＤを調光制御することができる。
　このようなＬＥＤ光源を利用した照明装置として、特開２００９－１９２７７２号公報に開示された装置がある。特開２００９－１９２７７２号公報の装置は、赤色光を発生するＬＥＤ、緑色光を発生するＬＥＤ及び青色光を発生するＬＥＤからの光を合成して照明光を得るようになっており、各色のＬＥＤの発光量を夫々検出する光センサを設けて、各光センサで検出された光量と光量目標値との差が小さくなるように、各ＬＥＤに供給する駆動電流を制御するものである。これにより、特開２００９－１９２７７２号公報の装置では、所望の色バランスの照明光を得ることができる。
　しかしながら、各ＬＥＤは、発生する光の色によって特性が異なり、例えば、各色のＬＥＤ毎に最大出射光量は相違する。また、色バランスの設定によっても、各色のＬＥＤの使用最大光量が異なる。即ち、各光センサの入射光量は各色のＬＥＤ毎に相互に相違する。これに対し、ダイナミックレンジが共通の同一特性の光センサを用いた場合、各光センサは入射光量の検出に利用可能な分解能が異なってしまう。各光センサにおいては、使用最大光量が最も大きいＬＥＤの出射光量に合わせて、検出可能な入射光量の最大値を設定する必要があり、使用最大光量が比較的小さいＬＥＤからの光を検出する光センサについては分解能が低く、十分な精度での光量検出ができないという問題があった。
　本発明は、ダイナミックレンジが共通の同一特性の光センサを用いた場合でも、高精度に各色光の光量を検出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。
　本発明に係る光源装置は、第１の光量を使用最大光量とし第１の色の光を出射する第１の半導体発光素子と、第２の光量を使用最大光量とし第２の色の光を出射する第２の半導体発光素子と、前記第１の半導体発光素子の発光量を検出するための第１の光量検出部と、前記第１の光量検出部の検出レンジと同一の検出レンジを有し、前記第２の半導体発光素子の発光量を検出するための第２の光量検出部と、前記第１及び第２の光量を前記検出レンジ内の所定値に一致させるために、前記第１の半導体発光素子から前記第１の光量検出部に入射される前記第１の光の光量を制限する第１の光量制限部及び前記第２の半導体発光素子から前記第２の光量検出部に入射される前記第２の光の光量を制限する第２の光量制限部のうちの少なくとも一方を有する光量制限手段と、前記第１及び第２の光量検出部の検出結果に基づいて、前記第１の半導体発光素子及び前記第２の半導体発光素子の発光量を制御する制御部とを具備する。
　また、本発明に係る光源装置は、第１乃至第５の半導体発光素子と、相互に同一の検出レンジを有し、前記第１乃至第５の半導体発光素子の発光量を検出するための第１及び第２のカラーセンサと、前記第１乃至第３の半導体発光素子からの光を前記第１のカラーセンサの３つの受光部に伝達する第１乃至第３のライトガイドと、前記第３乃至第５の半導体発光素子からの光を前記第２のカラーセンサの３つの受光部に伝達する第４乃至第６のライトガイドと、前記第１及び第２のカラーセンサの検出結果に基づいて、前記第１乃至第５の半導体発光素子の発光量を制御する制御部と、を具備し、前記第１乃至第６のライトガイドは、前記第１乃至第５の半導体発光素子のそれぞれの使用最大光量を前記検出レンジ内の所定値に一致させるために、径及び長さの少なくとも一方が個別に調整される。
本発明の第１の実施の形態に係る光源装置を示すブロック図。 横軸に波長をとり縦軸に発光量をとって、内視鏡の所定の観察モードに適した照明光を得るために必要な各ＬＥＤの発光量の一例を示すグラフ。 横軸に波長をとり縦軸に相対感度をとって、光センサ４２ｃ～４４ｃの分光感度特性を示すグラフ。 各ＬＥＤ４２～４４の出射光がそれぞれ光センサ４２ｃ～４４ｃに入射する様子を模式的に示す説明図。 各ＬＥＤ４２～４４の出射光がそれぞれ光センサ４２ｃ～４４ｃに入射する様子を模式的に示す説明図。 変形例を説明するための説明図。 変形例を説明するための説明図。 変形例を説明するための説明図。 本発明の第２の実施の形態を説明するための説明図。 本発明の第３の実施の形態を説明するための説明図。 本発明の第４の実施の形態を説明するための説明図。
　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。
（第１の実施の形態）
　図１は本発明の第１の実施の形態に係る光源装置を示すブロック図である。本実施の形態は、光源装置を内視鏡、ビデオプロセッサ及びモニタを有する内視鏡システムに適用したものである。
　内視鏡システム１は、内視鏡１０、ビデオプロセッサ２０、モニタ３０及び光源装置４０によって構成される。内視鏡１０は、先端側に、管腔内等に挿入可能な細長の挿入部１１を有しており、基端側は、コネクタ１２によって光源装置４０に着脱自在に接続されるようになっている。
　また、内視鏡１０はケーブル１７及びコネクタ１８によってビデオプロセッサ２０に着脱自在に接続されるようになっている。このように、光源装置４０及びビデオプロセッサ２０には、異なる種別の内視鏡を装着することができるようになっている。
　挿入部１１の先端には、管腔内等の被写体の映像を撮像するための撮像素子１３及び光源装置４０からの光を被写体に照射するためのレンズ１４が配設されている。レンズ１４によって、光源装置４０からライトガイド１５を介して伝送された照明光が被写体に照射される。撮像素子１３は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等によって構成されており、被写体からの戻り光が撮像面に入射され、入射した被写体光学像を光電変換し、蓄積した電荷に基づく撮像出力を順次出力する。
　撮像素子１３は、ビデオプロセッサ２０から同期信号を含む駆動信号が供給されて動作し、撮像出力を信号線１６を介してビデオプロセッサ２０に供給する。
　ビデオプロセッサ２０は、撮像出力に対して所定の信号処理を施してモニタ３０に表示可能な映像信号を生成する。ビデオプロセッサ２０からの映像信号は、ケーブル２１を介してモニタ３０に供給される。こうして、モニタ３０の表示画面上において、撮像出力に基づく内視鏡画像が表示可能である。
　また、ビデオプロセッサ２０は、撮像画像の明るさが目標の明るさとなるように、光源装置４０を制御することができるようになっている。ビデオプロセッサ２０は、撮像画像の明るさを目標明るさに調整するための情報を明るさ制御情報として光源装置４０に出力するようになっている。明るさ制御情報はケーブル２２を介して光源装置４０の制御部４１に供給される。
　光源装置４０は、赤色光を発生するＬＥＤ（Ｒ－ＬＥＤ）４２、緑色光を発生するＬＥＤ（Ｇ－ＬＥＤ）４３及び青色光を発生するＬＥＤ（Ｂ－ＬＥＤ）４４を有している。なお、本実施の形態においては、３色の光を発生するＬＥＤを採用する例について説明するが、色の種類及び色数は本実施の形態に限定されるものではない。本実施の形態では、複数種類のＬＥＤを用いればよく、例えば図１に紫色（バイオレット）や琥珀色（アンバー）光を発生するＬＥＤを追加してもよい。
　各ＬＥＤ４２～４４の出射光の光軸上にはそれぞれレンズ４２ａ～４４ａが配置されている。各レンズ４２ａ～４４ａは、それぞれＬＥＤ４２～４４の出射光を略平行光に変換して出射する。Ｒ－ＬＥＤ４２からの光を出射するレンズ４２ａの光軸上には、光路部を構成するダイクロイックフィルタ４７，４８が配置されている。ダイクロイックフィルタ４７には、レンズ４３ａを介してＧ－ＬＥＤ４３からの光も入射される。また、ダイクロイックフィルタ４８には、レンズ４４ａを介してＢ－ＬＥＤ４４からの光も入射される。
　ダイクロイックフィルタ４７は、Ｇ－ＬＥＤ４３からの光を反射して、Ｒ－ＬＥＤ４２からの光を透過させる。ダイクロイックフィルタ４８は、Ｂ－ＬＥＤ４４からの光を反射して、ダイクロイックフィルタ４７の透過光を透過させる。こうして、ＬＥＤ４２～４４の光がダイクロイックフィルタ４７，４８によって合成される。ダイクロイックフィルタ４８からの合成光は、レンズ５０を介してライトガイド１５に入射するようになっている。なお、ダイクロイックフィルタ４７，４８の特性を適宜設定することによって、ＬＥＤ４２～４４の配置順を変更することも可能であるが、ＬＥＤ４２～４４を出射光の波長帯域順に配置した方がダイクロイックフィルタの特性の設定が容易である。
　各ＬＥＤ４２～４４は、ＬＥＤ駆動部４６によって駆動されて点灯する。ＬＥＤ駆動部４６は、制御部４１に制御されて、各ＬＥＤを駆動するための駆動信号であるＰＷＭパルスを発生するようになっている。なお、各ＬＥＤ４２～４４は、ＬＥＤ駆動部４６からのＰＷＭパルスのデューティ比及び電流量に応じた発光量で発光するようになっている。制御部４１は、各ＬＥＤ４２～４４を制御するための調光情報をＬＥＤ駆動部４６に出力することで、ＰＷＭパルスのデューティ比及び電流レベルを制御して、各ＬＥＤ４２～４４を調光制御する。
　制御部４１は、各ＬＥＤ４２～４４の発光量が、所定のカラーバランスを維持できるように、調光情報を発生する。各ＬＥＤ４２～４４のカラーバランスは、内視鏡１０の分光感度特性によって決定する必要がある。光源装置４０のメモリ部５３には、内視鏡１０の分光感度特性に応じて各ＬＥＤ４２～４４に発生させる光量比の情報が格納されている。制御部４１は、メモリ部５３に記憶された光量比の情報に基づいて各ＬＥＤ４２～４４を制御するための制御情報をＬＥＤ駆動部４６に出力するようになっている。
　なお、メモリ部５３には、最適なカラーバランスを得るための各ＬＥＤの光量比の情報が記憶されているものとして説明したが、内視鏡１０をビデオプロセッサ２０や光源装置４０に装着することによって、内視鏡１０からこの光量比に関する情報を読み出して制御部４１に設定するようにしてもよい。
　しかしながら、ＬＥＤは温度特性を有し、同一ＬＥＤ電流値であっても温度によって光量が変化する。ＬＥＤは、発光に伴って温度上昇する特性を有しているので、照明光量を正確に制御するためには、温度特性を考慮する必要がある。しかも、各色のＬＥＤ毎に温度特性が異なることから、各ＬＥＤ毎に温度を測定する必要がある。しかし、光源装置４０内ではＬＥＤ４２～４４は比較的近接配置されており、各ＬＥＤ単体による温度変化を計測することは困難である。そこで、本実施の形態においては、各ＬＥＤの光量を測定して求めることで、電流値を制御するようになっている。
　この場合において、本実施の形態においては、各光センサとしてダイナミックレンジが共通の同一特性の光センサを用いる。この場合でも、各光センサに入射する光の入射光量が相互に略等しくなるように、入射光量制御を行うことで、各光センサの分解能を向上させるようになっている。
　各ＬＥＤ４２～４４のそれぞれの近傍には各ＬＥＤ４２からの光の量を検出するための光センサ４２ｃ～４４ｃが配設されている。光センサ４２ｃ～４４ｃは、ＬＥＤ４２～４４の出射光の波長帯域で十分な感度を有する。光センサ４２ｃ～４４ｃは、入射光強度に比例した出力信号を生成。光センサ ４２ｃ～４４ｃの出力信号は制御部４１に供給されるようになっている。
　本実施の形態においては、ＬＥＤ４２と光センサ４２ｃとの間には、光量制限部材４２ｂが配置され、ＬＥＤ４３と光センサ４３ｃとの間には、光量制限部材４３ｂが配置され、ＬＥＤ４４と光センサ４４ｃとの間には、光量制限部材４４ｂが配置されている。
　光量制限部材４２ｂ～４４ｂは、それぞれＬＥＤ４２～４４の出射光の光量を調整して光センサ４２ｃ～４４ｃに入射させることができるようになっている。例えば、光量制限部材４２ｂ～４４ｂとしては、減光フィルタ（ＮＤフィルタ）を採用することができる。本実施の形態においては、光量制限部材４２ｂ～４４ｂは、それぞれ、ＬＥＤ４２～４４の発光強度に応じて光を減衰させる割合（減衰率）を調整可能に構成されている。
　図２は横軸に波長をとり縦軸に発光量をとって、内視鏡の所定の観察モードに適した照明光を得るために必要な各ＬＥＤの発光量の一例を示すグラフである。図２の曲線Ｔｒ，Ｔｇ，ＴｂはそれぞれＲ－ＬＥＤ４２，Ｇ－ＬＥＤ４３及びＢ－ＬＥＤ４４に必要な発光量を示している。図２に示すように、所定の観察モードに適した照明光を得るために必要な各ＬＥＤの発光量は相互に相違している。
　また、図３は横軸に波長をとり縦軸に相対感度をとって、光センサ４２ｃ～４４ｃの分光感度特性を示すグラフである。本実施の形態においては、光センサ４２ｃ～４４ｃとしては相互に同一特性のものを採用する。図３の実線は分光感度特性を示している。
　図４Ａ、図４Ｂは各ＬＥＤ４２～４４の出射光がそれぞれ光センサ４２ｃ～４４ｃに入射する様子を模式的に示す説明図である。なお、図４Ａ、図４Ｂでは、光量制限部材６２は光量制限部材４２ｂ～４４ｂを代表して示すものであり、光センサ６４は光センサ４２ｃ～４４ｃを代表して示すものである。図４Ａにおいて、左端の矢印６１は各ＬＥＤ４２～４４の出射光を示している。ＬＥＤ４２～４４の各出射光は光量制限部材４２ｂ～４４ｂに相当する光量制限部材６２を介して光センサ４２ｃ～４４ｃに相当する光センサ６４に入射する。右側の細い矢印６３はＬＥＤ４２～４４の出射光が光量制限部材６２によって減衰して光センサ６４に入射することを示している。
　なお、図１の例においては、光量制限部材４２ｂ～４４ｂ及び光センサ４２ｃ～４４ｃを各ＬＥＤ４２～４４の近傍に配置する例について説明したが、各ＬＥＤ４２～４４から各レンズ４２ａ～４４ａに至る光路上以外の位置で、光センサ４２ｃ～４４ｃが各ＬＥＤ４２～４４の出射光量を検出することができる位置であれば、適宜の位置に配置可能である。
　また、各ＬＥＤ４２～４４と各光センサ４２ｃ～４４ｃまでのそれぞれの距離によっても、光の減衰量は変化する。図４Ｂはこの状態を示しており、各ＬＥＤ４２～４４に相当する光源６５の各出射光は、矢印６１，６３，６６の太さにて示すように、次第に減衰した後光量制限部材４２ｂ～４４ｂに相当する光量制限部材６２を介して光センサ４２ｃ～４４ｃに相当する光センサ６４に入射する。光源６５から光センサ６４までの距離が長い程、大きな減衰量で光が減衰して光センサ６４に入射することを示している。
　なお、各ＬＥＤ４２～４４の位置及び光軸方向と、光量制限部材４２ｂ～４４ｂ及び光センサ４２ｃ～４４ｃの位置及び光の入射面の角度によっても光の減衰量は変化するので、適宜の位置及び角度に設定した状態で、光量制限部材４２ｂ～４４ｂの特性を制御する。
　本実施の形態においては、ＬＥＤ４２～４４からそれぞれの使用最大光量の光が出射された場合において、各光センサ４２ｃ～４４ｃに、同一光量の光であって、各光センサ４２ｃ～４４ｃの検出レンジに一致する光が入射するように、光量制限部材４２ｂ～４４ｂの特性（減衰率）が設定される。
　いま、光センサ４２ｃ～４４ｃとして、図３に示す特性を有する光センサを採用した場合には、各Ｒ，Ｇ，Ｂ光に対する各光センサ４２ｃ～４４ｃの感度は、緑（Ｇ）光を基準（１）とすると、赤（Ｒ）光については０．２であり、青（Ｂ）光については０．６である。
　図３に示す所定の観察モードに適した各ＬＥＤ４２～４４の発光量の比（発光比率）が、Ｇ－ＬＥＤ４２の発光量を基準（１）として、０．８対１対０．５であるものとする。この場合には、光量制限部材４２ｂ～４４ｂは、それぞれ減衰率の比が（ｎ÷０．２÷０．８）対ｎ対（ｎ÷０．６÷０．５）となるように設定する。下記表１はこのような減衰比の関係を示している。
［表１］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　例えば、表１の例では、Ｇ－ＬＥＤ４３からのＧ光を光量制限部材４３ｂによって１／１０００に減衰させる場合には、Ｒ光については、光量制限部材４２ｂによって（１／１０００）×５×５／４＝６．２５／１０００だけ減衰させればよく、Ｂ光については、光量制限部材４４ｂによって（１／１０００）×（５／３）×２＝１／３００だけ減衰させればよい。
　表１に対応する減衰比の光量制限部材４２ｂ～４４ｂを採用することにより、図２の特性で各ＬＥＤ４２～４４を発光させ、図３と同一特性の光センサ４２ｃ～４４ｃを用いた場合でも、各光センサ４２ｃ～４４ｃには、各色光の最大入射光量が検知レンジに対応した光が入射することになり、入射光量の検出に利用可能な分解能を共通で且つ最大にすることができ、各光センサ４２ｃ～４４ｃにおいて、高精度の光量検出が可能である。
　また、表１では、各光量制限部材４２ｂ～４４ｂの特性を図２及び図３の特性に対応させて示したが、各光量制限部材４２ｂ～４４ｂの特性は、各ＬＥＤ４２～４４の発光比率及び光センサ４２ｃ～４４ｃのセンサ感度比に応じて設定すればよい。
　なお、一般的には、効率が最も高いＢ－ＬＥＤ４４に対する光量制限部材４４ｂの減衰率を最も大きくすることが考えられる。また、一般的に光センサ４２ｃ～４４ｃの特性としては、青（Ｂ）光に対する感度が、緑（Ｇ）光に対する感度よりも低いので、結果的に、Ｇ－ＬＥＤ４３及びＢ－ＬＥＤ４４に対する光量制限部材４３ｂ，４４ｂの特性（減衰率）を同程度にし、Ｒ－ＬＥＤ４２に対する光量制限部材４２ｂの特性（減衰率）を小さくするようにしてもよい。
　なお、図１の例では、各光センサ４２ｃ～４４ｃにそれぞれ光量制限部材４２ｂ～４４ｂを設ける例について説明したが、各光センサ４２ｃ～４４ｃのいずれか１つ又は２つに光量制限部材を介して光を入射させるようにしても、ある程度の効果が得られることは明らかである。
　このように本実施の形態においては、各ＬＥＤの光を各光量制限部材を介して各光センサに入射させるようにしており、各光量制限部材の特性を個別に制御することで、各光センサに適宜の光量レベルの光を入射させることができる。これにより、各ＬＥＤの使用最大光量と光センサの検知レンジとを略一致させることが可能である。即ち、ＬＥＤの発光比率及び光センサの特性に拘わらず、各光センサが入射光の光量を同様で且つ最大の分解能で求めることができる。こうして、各光センサによる測光精度を向上させることができ、各ＬＥＤの光量比を、例えば接続された内視鏡に最適なカラーバランスに高精度に制御することができる。
　なお、上記実施の形態においては、３個のＬＥＤによる３つの発光部を用いた光源の例を説明したが、２個又は４個以上の発光部を有する光源に適用することができることは明らかである。
（変形例）
　図５乃至図７は本実施の形態の変形例を説明するための説明図である。図５の変形例は、波長カットフィルタを採用した例を示している。各ＬＥＤ４２～４４と各光センサ４２ｃ～４４ｃとの間には、それぞれ波長カットフィルタ６７及び光量制限部材６２が設けられる。本変形例においては、図５に示すように、各ＬＥＤ４２～４４の出射光は、各波長カットフィルタ６７及び各光量制限部材６２を介して各光センサ６４に入射されることになる。なお、図５はＧ光に対応したものであり、光量制限部材６２及び光センサ６４はそれぞれ図１の光量制限部材４３ｂ及び光センサ４３ｃである例を示している。
　各光センサ４２ｃ～４４ｃに対してそれぞれ設けられた波長カットフィルタ６７は、各光センサ４２ｃ～４４ｃに入射する光の波長を制限し、対応する波長の光のみを通過させる。即ち、光センサ４２ｃに対応して設けられた波長カットフィルタ６７は赤（Ｒ）光のみを通過させ、他の色光の通過を阻止する。同様に、光センサ４３ｃに対応して設けられた波長カットフィルタ６７は緑（Ｇ）光のみを通過させ、他の色光の通過を阻止する。同様に、光センサ４４ｃに対応して設けられた波長カットフィルタ６７は青（Ｂ）光のみを通過させ、他の色光の通過を阻止する。
　比較的狭い範囲に複数のＬＥＤ及び光センサが配置されている場合には、各光センサに検査対象以外のＬＥＤからの漏れ光が入射する虞れがある。各光センサ４２ｃ～４４ｃが検査対象以外のＬＥＤからの漏れ光を受光した場合には、各光センサ４２ｃ～４４ｃにおいて、検知対象の各ＬＥＤの光量を正確に検知することは極めて困難となる。
　そこで、本変形例においては、各光センサ４２ｃ～４４ｃに対応させて波長カットフィルタ６７を設けており、各光センサ４２ｃ～４４ｃに検査対象以外のＬＥＤからの漏れ光が入射することを阻止する。これにより、本変形例では、各光センサ４２ｃ～４４ｃにおいて、検査対象のＬＥＤの発光量を高精度に検知することが可能である。
　なお、図５では波長カットフィルタと光量制限部材とを組み合わせた例を示したが、光量制限部材４２ｂ～４４ｂ自体に波長カット特性を持たせるようにしてもよい。
　図６は光量制限部材として、ピンホール（絞り）部材６８を採用した例を示している。なお、図６はＧ光に対応したものであり、ピンホール部材６８及び光センサ６４はそれぞれ図１の光量制限部材４３ｂ及び光センサ４３ｃである例を示している。ピンホール部材６８は、所定の開口径の開口部６８ａを有する。開口部６８ａの開口径に応じて通過光量は制限される。ＬＥＤ４２～４４の発光量及び光センサ４２ｃ～４４ｃの感度特性に基づいて、各光量制限部材４２ｂ～４４ｂであるピンホール部材の開口径を適宜設定することで、全ての光センサ４２ｃ～４４ｃにダイナミックレンジに対応したレベルの光を入射させることができ、各ＬＥＤ４２～４４の出射光量を高精度に検出することが可能である。
　また、図７は他の変形例を示しており、光量制限部材として、メッシュ部材７１を採用した例を示している。メッシュ部材７１は、適宜の間隔でスリット７１ａが形成されており、スリット７１ａの間隔及びスリットサイズによって、通過光量を制限することができる。この場合にも、ピンホール部材を採用した場合と同様の効果が得られる。
（第２の実施の形態）
　図８は本発明の第２の実施の形態を説明するための説明図である。本実施の形態は光量制限部材として、ライトガイドを採用したものである。なお、図８は光源装置のうち各ＬＥＤの光量を検出する光学系の構成のみを示している。
　本実施の形態における光源装置は、光を内視鏡等に出射する光源部８１と３つのセンサ８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂとを有している。光源部８１には、Ｒ，Ｇ，Ｂ光をそれぞれ出射する３つのＲ－ＬＥＤ８１Ｒ，Ｇ－ＬＥＤ８１Ｇ，Ｂ－ＬＥＤ８１Ｂが設けられている。各ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの出射光の光軸上にはそれぞれレンズ８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂが配置されている。各レンズ８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂは、それぞれＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの出射光を略平行光に変換して出射する。これらのＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの出射光は、第１の実施の形態と同様のダイクロイックフィルタ８４ａ，８４ｂにより構成される光路部によって合成される。この合成光はレンズ８６を介して図示しない内視鏡等に出射させるようになっている。
　本実施の形態においては、各ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの近傍には、導光部材であり、且つ光量制限部材でもあるライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの入射端面がそれぞれ望んでいる。各ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂからの出射光は、各ライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの入射端面に入射し、それぞれライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂによって伝送されてライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの出射端に導かれる。
　ライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの出射端は、各センサ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂの受光面に望んでおり、センサ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂは、ライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂによって伝送された光の光量を検出することができる。なお、センサ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂとしては、図１の光センサ４２ｃ～４４ｃと同様の構成のものを採用することができる。
　なお、図８では、各ライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの入射端面をそれぞれＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの近傍に配置する例について示したが、ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂから各レンズ８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂに至る光路上以外の位置で、センサ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂにおいて各ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの出射光量を検出可能な光を供給できる位置であれば、ライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの入射端面を適宜の位置に配置可能である。
　本実施の形態においては、ライトガイド８７の本数（径）及びライトガイド８７の長さを変化させることで、ライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂによって伝送する光の減衰量を制御することが可能である。ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの発光量及びセンサ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂの分光感度に応じて、ライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの径及び長さの少なくとも一方を変更することで、同一特性のセンサ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂに略同様の入射光量の光を入射させることが可能である。これにより、各センサ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂを同様の分解能で動作させることができ、各ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの出射光量を高精度に検出することが可能である。
　なお、本実施の形態においては、ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの出射光をライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂによってセンサ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂに導くようになっていることから、センサ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂの配置の自由度が高いという利点がある。例えば、ライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂによって各ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂからの光を図示しない基板上に搭載されたセンサ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂまで導くことも可能である。
　また、本実施の形態においては、導光部材の一例としてライトガイドを用いて説明したが、導光部材はライトガイドに限定されるものではない。例えば、導光部材としては、ロッドレンズなど、光を入射端から出射端へ伝送する機能を果たし、伝達経路での光の伝達特性が調整可能であればよい。
（第３の実施の形態）
　図９は本発明の第３の実施の形態を説明するための説明図である。本実施の形態はセンサとしてカラーセンサを用いた例を示している。図９において図８と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
　本実施の形態は、図８の３つのセンサ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂに代えて１つのカラーセンサ９０を採用した点が第２の実施の形態と異なるのみである。カラーセンサ９０としては、例えば、赤、緑、青用の３つ受光部を有するものを採用することができるが、これに限定されるものではない。
　ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂからの出射光を導くライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの各出射面は、カラーセンサ９０の３つの受光部の各入射面に望んでいる。カラーセンサ９０は、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の各受光部に入射したＲ，Ｇ，Ｂ光の光量を求めることができるようになっている。
　本実施の形態においても、ライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの径及び長さを、ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの発光量及びカラーセンサ９０のＲ，Ｇ，Ｂ受光部の感度特性に応じて、適宜設定することによって、カラーセンサ９０のＲ，Ｇ，Ｂ光に対する分解能を同程度で且つ最大にすることができる。これにより、カラーセンサ９０は、ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの発光量を、高精度に検出することが可能である。
　他の構成、作用及び効果は、第２の実施の形態と同様である。
（第４の実施の形態）
　図１０は本発明の第４の実施の形態を説明するための説明図である。図１０において図９と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態はセンサとしてカラーセンサを用いると共に、５色の色光を発生するＬＥＤを採用した例を示している。
　本実施の形態はＲ，Ｇ，Ｂ光を出射する３つのＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの他にアンバー光を出射するＡ－ＬＥＤ８１Ａ及びバイオレット光を出射するＶ－ＬＥＤ８１Ｖを加えた５つのＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ，８１Ａ，８１Ｖを有する光源部９３に適用した例である。
　各ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ，８１Ａ，８１Ｖの出射光の光軸上にはそれぞれレンズ８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂ，８３Ａ，８３Ｖが配置されている。各レンズ８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂ，８３Ａ，８３Ｖは、それぞれＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ，８１Ａ，８１Ｖの出射光を略平行光に変換して出射する。これらのＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ，８１Ａ，８１Ｖの出射光は、ダイクロイックフィルタ８４ａ～８４ｄにより構成される光路部によって合成される。この合成光はレンズ８６を介して図示しない内視鏡等に出射させるようになっている。
　本実施の形態においても、各ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ，８１Ａ，８１Ｖの近傍には、光量制限部材であるライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂ，８７Ａ，８７Ｖの入射端面が望んでいる。更に、本実施の形態においては、ＬＥＤ８１Ｇの近傍には光量制限部材であるライトガイド８７Ｇ２の入射端面も望んでいる。
　なお、本実施の形態においても、ライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂ，８７Ａ，８７Ｖ，８７Ｇ２の入射端面を、各ＬＥＤから各レンズに至る光路上以外の位置で、各ＬＥＤの出射光量を検出することができるいずれの位置に配置してもよい。
　本実施の形態においては、５つのＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ，８１Ａ，８１Ｖからの出射光を２つのカラーセンサ９０，９１によって検出する。カラーセンサ９０，９１は、紫（Ｖ）と青（Ｂ）については、区別無く青色として計測し、アンバー（Ａ）と赤（Ｒ）についても区別無く赤として検出する。そこで、一方のカラーセンサ９０に、ライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂを介してＲ，Ｇ，Ｂ光を入射させると共に、他方のセンサ９１に、ライトガイド８７Ａ，８７Ｇ２，８７Ｖを介してＡ，Ｇ，Ｖ光を入射させる。この場合において、ライトガイド８７Ｇ，８７Ｇ２はＬＥＤ８１Ｇから略同一の光量のＧ光を伝送する。従って、カラーセンサ９０，９１に入射されるＧ光を基準とすることで、各センサの出力からＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ，８１Ａ，８１Ｖが出射したＲ，Ｇ，Ｂ，Ａ，Ｖ光の光量を求めることができる。
　本実施の形態においても、ライトガイド８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂ，８７Ａ，８７Ｖ，８７Ｇ２の径及び長さを、ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ，８１Ａ，８１Ｖの発光量及びカラーセンサ９０，９１のＲ，Ｇ，Ｂ受光部の感度特性に応じて、適宜設定することによって、カラーセンサ９０，９１のＲ，Ｇ，Ｂ光に対する分解能を同程度にすることができる。これにより、カラーセンサ９０，９１は、ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ，８１Ａ，８１Ｖの発光量を、高精度に検出することが可能である。
　このように、本実施の形態においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態においては、２個のカラーセンサを用いて、５色のＬＥＤの発光量を高精度に求めることが可能である。
　本発明は、上記各実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

　本出願は、２０１４年４月１７日に日本国に出願された特願２０１４－８５８１８号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、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (10)

  1. 　第１の光量を使用最大光量とし第１の色の光を出射する第１の半導体発光素子と、
    　第２の光量を使用最大光量とし第２の色の光を出射する第２の半導体発光素子と、
    　前記第１の半導体発光素子の発光量を検出するための第１の光量検出部と、
    　前記第１の光量検出部の検出レンジと同一の検出レンジを有し、前記第２の半導体発光素子の発光量を検出するための第２の光量検出部と、
    　前記第１及び第２の光量を前記検出レンジ内の所定値に一致させるために、前記第１の半導体発光素子から前記第１の光量検出部に入射される前記第１の光の光量を制限する第１の光量制限部及び前記第２の半導体発光素子から前記第２の光量検出部に入射される前記第２の光の光量を制限する第２の光量制限部のうちの少なくとも一方を有する光量制限手段と、
    　前記第１及び第２の光量検出部の検出結果に基づいて、前記第１の半導体発光素子及び前記第２の半導体発光素子の発光量を制御する制御部と
    　を具備したことを特徴とする光源装置。
  2. 　前記第１及び第２の光量制限部は、基準光量に対する前記第１の半導体発光素子の発光量の比率である第１の発光比率と前記第１の光量検出部の分光感度特性との関係、及び前記基準光量に対する第２の半導体発光素子の発光量の比率である第２の発光比率と前記第２の光量検出部の分光感度特性との関係に基づいて光の減衰率が決定される
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  3. 　前記第１及び第２の光量制限部の少なくとも一方は、減光フィルタによって構成される
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
  4. 　前記第１及び第２の光量制限部の少なくとも一方は、前記第１及び第２の光量検出部に検出対象の色の光のみを通過させる波長フィルタを含む
    　ことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
  5. 　前記第１及び第２の光量制限部の少なくとも一方は、前記発光比率に基づいた大きさの開口が形成されたスリットによって構成される
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
  6. 　前記第１及び第２の光量制限部の少なくとも一方は、前記第１及び第２の光量検出部に検出対象の光を伝達するものであって、前記第１及び第２の光量を前記検出レンジ内の所定値に一致させるために、光の伝達特性が調整された導光部材によって構成される
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
  7. 　前記導光部材はライトガイドファイバであり、該ライトガイドファイバは、前記光の伝達特性として径および長さの少なくとも一方が調整されている
    　ことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
  8. 　前記第１及び第２の光量検出部は、複数の光の光量を検出可能なカラーセンサによって構成される
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
  9. 　第１乃至第５の半導体発光素子と、
    　相互に同一の検出レンジを有し、前記第１乃至第５の半導体発光素子の発光量を検出するための第１及び第２のカラーセンサと、
    　前記第１乃至第３の半導体発光素子からの光を前記第１のカラーセンサの３つの受光部に伝達する第１乃至第３のライトガイドと、
    　前記第３乃至第５の半導体発光素子からの光を前記第２のカラーセンサの３つの受光部に伝達する第４乃至第６のライトガイドと、
    　前記第１及び第２のカラーセンサの検出結果に基づいて、前記第１乃至第５の半導体発光素子の発光量を制御する制御部と、を具備し、
    　前記第１乃至第６のライトガイドは、前記第１乃至第５の半導体発光素子のそれぞれの使用最大光量を前記検出レンジ内の所定値に一致させるために、径及び長さの少なくとも一方が個別に調整される
    　ことを特徴とする光源装置。
  10. 　前記第３の半導体発光素子は緑色光を発生し、
    　前記第１及び第２のカラーセンサは、共通に受光する前記第３の半導体発光素子からの緑色光を基準に第１，第２，第４及び第５の半導体発光素子の発光量を求める
    　ことを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
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