WO2019167315A1 - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

内視鏡用光源装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019167315A1
WO2019167315A1 PCT/JP2018/032441 JP2018032441W WO2019167315A1 WO 2019167315 A1 WO2019167315 A1 WO 2019167315A1 JP 2018032441 W JP2018032441 W JP 2018032441W WO 2019167315 A1 WO2019167315 A1 WO 2019167315A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pulse width
light
light source
current value
current
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/032441
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
麦穂 大道寺
和恵 本江
雄亮 矢部
真博 西尾
幸太郎 蘭
裕明 北村
Original Assignee
オリンパス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オリンパス株式会社 filed Critical オリンパス株式会社
Priority to JP2018567968A priority Critical patent/JP6564538B1/ja
Publication of WO2019167315A1 publication Critical patent/WO2019167315A1/ja

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0655Control therefor
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/26Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes using light guides

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope light source device including a plurality of laser light sources that generate light of the same color.
  • Japanese Patent No. 6138203 describes a technique for performing dimming control while maintaining a color balance at an optimum value in an endoscope apparatus including a plurality of LEDs as light sources. Specifically, when a PWM pulse is applied to the LED as the drive current, for example, when dimming from the maximum light amount to the minimum light amount, the current value is controlled from the maximum current value to the minimum current value with the pulse width maximized. When the current value reaches the minimum current value, the control shifts to PWM dimming, and the pulse width is sequentially reduced.
  • speckles in which a speckled pattern is formed due to random interference may occur. This speckle is suppressed to a low level in a region where the current value of the drive current applied to the laser light source is high, but is likely to occur at a high level in a region where the current value of the drive current is low.
  • the dimming characteristics are deteriorated, for example, the dimming dynamic range becomes narrow and the gradation reproducibility also decreases.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an endoscope light source device that can suppress speckle of a laser light source and realize good dimming characteristics. .
  • the first drive current is applied, and the current value of the first drive current is used as part of the illumination light from the endoscope inserted into the subject.
  • a first laser light source that generates a first laser light having an intensity corresponding to the first laser light source, and a first pulse value having a first current value that is equal to or less than a maximum rated current value of the first laser light source.
  • a first application unit that applies a drive current to the first laser light source; and a second drive current that is applied, and has an intensity corresponding to a current value of the second drive current.
  • a second laser light source that generates a second laser light of the same first color as the color as part of the illumination light from the endoscope, and a second pulse width of the second laser light source
  • a first threshold value that is set to suppress speckle of the first laser light and that is a current value larger than a minimum rated current value of the first laser light source, and a spec of the second laser light.
  • the first current value is When it is larger than the threshold value, the first pulse width is set to the maximum pulse width to perform current dimming, and when equal to the first threshold value, the first application unit is controlled to perform pulse width dimming.
  • the second current value is larger than the second threshold value, current dimming is performed with the second pulse width set to the maximum pulse width, and when the second current value is equal to the second threshold value, pulse width dimming is performed.
  • a light source control unit that controls the second application unit to perform .
  • produces in a laser light source, and an electric current value.
  • the timing chart which shows the mode of the drive of each light emitting element at the time of light control from the maximum light quantity to the minimum light quantity.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a flow of light amount control in the endoscope light source device of the first embodiment.
  • 7 is a flowchart showing details of a G light amount reduction process in FIG. 6 of the first embodiment.
  • the flowchart which shows the detail of the process of B light quantity reduction
  • FIG. 2 of this invention the timing chart which shows the mode of the drive of each light emitting element concerning B color light and G color light at the time of light control from the maximum light quantity to the minimum light quantity.
  • 9 is a flowchart showing processing for reducing the amount of B light in the endoscope light source device according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an endoscope system 1.
  • the endoscope system 1 includes an endoscope 10, a video processor 20, a monitor 30, and an endoscope light source device 40 (hereinafter abbreviated as a light source device 40).
  • the endoscope 10 has an elongated insertion portion 11 that can be inserted into a subject on the distal end side.
  • the subject is an object to be examined, for example, inside a body cavity of a human body, a living body other than a human body, or an object other than a living body such as an engine plant.
  • An imaging unit 13 including an objective optical system that forms an optical image of the subject and an imaging element that captures the optical image formed by the objective optical system and outputs an imaging signal is provided at the distal end of the insertion unit 11.
  • the objective optical system has, for example, one or more optical lenses and an optical diaphragm.
  • the imaging element is configured to include sensors such as a CCD (Charge-Coupled Device) and a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor).
  • CCD Charge-Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor
  • an illumination lens 14 for irradiating the subject with illumination light transmitted from the light source device 40 via the light guide 15 is disposed at the distal end of the insertion portion 11.
  • the exit end face which is the tip face of the light guide 15 is disposed at a position where the illumination lens 14 is irradiated with illumination light.
  • the light guide 15 is disposed in the insertion portion 11 along the longitudinal direction of the insertion portion 11, and further extends into the connector 12 provided on the proximal end side of the endoscope 10.
  • the connector 12 is a connection part that detachably connects the endoscope 10 to the light source device 40.
  • the incident end surface which is the base end surface of the light guide 15, is arranged at the illumination light receiving position in the light source device 40.
  • the signal line 16 is connected to the imaging unit 13 described above.
  • the signal line 16 is disposed in the insertion portion 11 along the longitudinal direction of the insertion portion 11.
  • a cable 17 extends from the endoscope 10 and is detachably connected to the video processor 20 by a connector 18 provided at a distal end portion of the cable 17.
  • the signal line 16 extends in the cable 17 and is connected to the connector 18.
  • the imaging unit 13 is electrically connected to the video processor 20 via the signal line 16 and the connector 18.
  • the video processor 20 is an image processing device that drives the imaging unit 13 and processes an imaging signal obtained from the imaging unit 13.
  • the video processor 20 generates a drive signal including a synchronization signal, supplies the drive signal to the imaging unit 13, and drives the imaging unit 13 while controlling the operation.
  • the imaging unit 13 performs imaging, for example, in units of frames, generates a moving image, and outputs it as an imaging signal.
  • the imaging signal output from the imaging unit 13 in this way is transmitted to the video processor 20.
  • the video processor 20 performs signal processing on the image pickup signal to generate an image signal that can be displayed on the monitor 30.
  • the video processor 20 outputs the generated image signal to the monitor 30 via the cable 21 that connects the video processor 20 and the monitor 30. Thereby, an endoscopic image is displayed on the display screen of the monitor 30.
  • the video processor 20 detects the brightness of the image based on the imaging signal obtained from the imaging unit 13. Then, the video processor 20 generates a light source control signal for controlling the light source device 40 so that the brightness of the detected image becomes the brightness of the target image.
  • an example of the light source control signal is information on the ratio of the target brightness of the current frame image to be acquired next to the brightness of the acquired image of the latest frame (however, the present invention is not limited to this). Absent).
  • the light source control signal is output from the video processor 20 and transmitted to the light source device 40 via the communication cable 22 that connects the video processor 20 and the light source device 40.
  • the light source device 40 includes a control unit 41, a light source driving unit 42, an R-LED 43 (R: red, LED: Light Emitting Diode), a lens 43l, an R light sensor 43s, and a G-LED 44 (G: green).
  • R-LED 43 red, LED: Light Emitting Diode
  • a dichroic filter 46, a dichroic filter 47, a lens 48, and an operation panel 49 are provided.
  • the control unit 41 is connected to the light source driving unit 42, the R light sensor 43s, the G light sensor 44s, the B light sensor 45s, and the operation panel 49. Based on the operation input from the operation panel 49, the sensor outputs of the R light sensor 43s, the G light sensor 44s, and the B light sensor 45s, and the light source control signal from the video processor 20, the control unit 41 It is a light source control unit that outputs dimming information to the drive unit 42 and controls the inside of the light source device 40.
  • the control unit 41 includes a nonvolatile storage unit inside.
  • a light quantity ratio of R light, G light, and B light for constituting white light for example, a light quantity ratio Crg of R light to G light when G light is used as a reference, and B light to G light
  • the light quantity ratio Cbg is stored.
  • the storage unit of the control unit 41 has a table showing the relationship between the current value of the drive current and the light emission intensity for each of the R-LED 43, the G-LED 44, the first B-LD 45a, and the second B-LD 45b. It is remembered.
  • the control unit 41 applies a drive current to be applied as a pulse to the R-LED 43, the G-LED 44, the first B-LD 45a, and the second B-LD 45b, which are light emitting elements (more specifically, semiconductor light emitting elements).
  • the current value and the pulse width are output as dimming information to the light source driving unit 42.
  • the dimming information is such that the brightness of the target image indicated by the light source control signal from the video processor 20 is achieved, and the light quantity ratio of the R light, G light, and B light constituting the white light is maintained. Current value and pulse width.
  • the light emission amount control (dimming) of each light-emitting element by the light source driving unit 42 is performed by applying current dimming by controlling the current value of the driving current and applying a pulsed current within one frame.
  • pulse width dimming by so-called PWM (Pulse Width Modulation)
  • a duty ratio is used as a unit representing the pulse width.
  • the light source drive unit 42 applies a pulsed drive current to the R-LED 43, G-LED 44, the first B-LD 45a, and the second B-LD 45b, which are light emitting elements, based on the dimming information of the control unit 41, and emits light. To do.
  • the light source drive unit 42 has a first pulse width PWb1, a first application unit that generates a first drive current having a first current value Ib1 that is equal to or less than the maximum rated current value Imax (B1), and a second pulse width.
  • the maximum rated current at the second application unit that generates the second drive current of the second current value Ib2 equal to or less than the maximum rated current value Imax (B2) at the PWb2 and the third pulse width PWg (or PWr)
  • This also serves as a third application unit that generates a third drive current having a third current value Ig (or Ir) equal to or less than the value Imax (G) (or Imax (R)).
  • the first application unit is a functional unit of the light source driving unit 42 that applies the first driving current to the first B-LD 45a.
  • the second application unit is a functional unit of the light source drive unit 42 that applies the second drive current to the second B-LD 45b.
  • the third application unit is a functional unit of the light source drive unit 42 that applies a third drive current to the R-LED 43 and the G-LED 44, respectively.
  • each light emitting element emits light for the light emission period corresponding to the duty ratio of the PWM pulse at the light emission intensity corresponding to the current value of the drive current applied from the light source driving unit 42 in the imaging period of one frame. ing.
  • the R-LED 43 receives the drive current from the light source drive unit 42 and emits red light (R light) with a light emission intensity corresponding to the third current value Ir in the light emission period of the third pulse width PWr. .
  • the lens 43l is disposed on the optical path of the emitted light from the R-LED 43, converts the light emitted from the R-LED 43 into substantially parallel light, and emits it.
  • the R light sensor 43 s detects the intensity of the R light emitted from the R-LED 43.
  • the G-LED 44 receives the driving current from the light source driving unit 42 and emits green light (G light) in the light emission period of the third pulse width PWg with the light emission intensity corresponding to the third current value Ig. . Therefore, the third pulse width PWg is the pulse width of the third drive current of the G-LED 44.
  • the R-LED 43 and the G-LED 44 are applied with the third drive current from the light source drive unit 42, and are different in intensity from the first color (blue) according to the third current values Ir and Ig.
  • the lens 44l is disposed on the optical path of the emitted light from the G-LED 44, converts the light emitted from the G-LED 44 into substantially parallel light, and emits it.
  • the G light sensor 44s detects the intensity of the G light emitted from the G-LED 44.
  • the R light sensor 43s and the G light sensor 44s described above are the second light detection units that receive the light generated by the light sources (R-LED 43, G-LED 44) and detect the second intensity of the incident light. is there.
  • the first B-LD 45a is applied with the first drive current from the light source drive unit 42 as the first application unit, and the first laser beam (blue light: B light) having an intensity corresponding to the first current value Ib1.
  • I a first laser light source that is generated as part of the illumination light from the endoscope 10 during the light emission period of the first pulse width PWb1. Therefore, the first pulse width PWb1 is the pulse width of the first drive current of the first B-LD 45a.
  • the second B-LD 45b is supplied with the second drive current from the light source driver 42, which is the second application unit, and has the same intensity as the first laser light having the intensity corresponding to the second current value Ib2.
  • LDs that emit blue light
  • R and G are LEDs and B is LD.
  • the present invention is not limited to this combination, and one or more arbitrary colors may be LD and the other colors may be LEDs.
  • the multiplexing unit 45c combines and emits the light emitted from the first B-LD 45a and the light emitted from the second B-LD 45b. Since the laser light source has a small light emission area, for example, by using an optical fiber or the like as the multiplexing unit 45c, multiplexing can be performed relatively easily.
  • the lens 45l is disposed on the optical path of the outgoing light of the multiplexing unit 45c, converts the light emitted from the multiplexing unit 45c into substantially parallel light, and emits it.
  • the B light sensor 45s is a first light detection unit that receives the first laser light and the second laser light and detects the first intensity of the incident light. That is, the B light sensor 45s is a laser light detector that detects the intensity of the B light combined by the combining unit 45c.
  • the R light sensor 43s, the G light sensor 44s, and the B light sensor 45s in this embodiment are non-integrating types that convert received light into electrical signals in real time (that is, time-integrates the emission intensity within one frame). This is assumed to be a type different from the integral type that detects the light emission amount of one frame).
  • the first light detection unit is configured as a laser light detector that receives the combined light obtained by adding the first laser light and the second laser light and detects the intensity of the incident combined light.
  • the first light detection unit is configured as a laser light detector that receives the combined light obtained by adding the first laser light and the second laser light and detects the intensity of the incident combined light.
  • it is not limited to this.
  • the first light detection unit receives the first laser light, the first laser light detector that detects the intensity of the incident first laser light, and the second laser light is incident.
  • a second laser beam detector that detects the intensity of the incident second laser beam (that is, a first B photosensor that detects B light emitted from the first B-LD 45a)
  • a second B light sensor for detecting the B light emitted from the second B-LD 45b may be provided.
  • the dichroic filter 46 is disposed at a position where the optical axis of the lens 43l and the optical axis of the lens 44l intersect.
  • the dichroic filter 46 transmits the R light from the R-LED 43 and reflects the G light from the G-LED 44. Thus, the R light and the G light are combined by the dichroic filter 46.
  • the dichroic filter 47 is disposed at a position where the optical axis of the lens 43l and the optical axis of the lens 45l intersect.
  • the dichroic filter 46 transmits the R light from the R-LED 43 and the G light from the G-LED 44, and reflects the B light from the multiplexing unit 45c. In this way, the dichroic filter 47 combines the R light, the G light, and the B light into white light.
  • the lens 48 irradiates the incident end face of the light guide 15 with the white light from the dichroic filter 47 as parallel light.
  • the operation panel 49 includes, for example, a touch panel, an operation switch, and the like, and is an operation unit that performs settings for the light source device 40 when operated by a user.
  • a signal generated by operating the operation panel 49 is input to the control unit 41.
  • the operation panel 49 can display the current setting value of the light source device 40 and the like.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between speckles generated in the laser light source and the current value.
  • the speckle contrast is an index generally used as an evaluation index for speckle, and is defined by a ratio of a standard deviation to an average value of luminance. Therefore, a threshold current value (coherence threshold current value) that is a large or small category of the speckle contrast value is set as the speckle suppression current value Isp-th.
  • the speckle suppression current value Isp-th is a value that falls within the range of the rated current value of the laser light source (the range between the minimum rated current value Ith and the maximum rated current value Imax). Specifically, the speckle suppression current value Isp-th is a value satisfying Ith ⁇ Isp-th ⁇ Imax.
  • the minimum rated current value Ith is assumed to be the minimum current value at which the laser is oscillated from the laser light source, that is, the laser oscillation threshold, but is not limited to this.
  • the speckle suppression current value Isp-th related to the first B-LD 45a is larger than the minimum rated current value Ith of the first B-LD 45a set to suppress speckle of the first laser beam. Is the first threshold value.
  • the speckle suppression current value Isp-th related to the second B-LD 45b is larger than the minimum rated current value Ith of the second B-LD 45b, which is set to suppress the speckle of the second laser beam. Is the second threshold value.
  • FIG. 3 is a timing chart showing how each light emitting element is driven when dimming from the maximum light amount to the minimum light amount
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of current dimming and pulse width dimming for the laser light source
  • FIG. It is a diagram which shows a mode that the color balance of each color light is maintained even if it changes.
  • the G light with any light amount from when the white light combined by the dichroic filter 47 is the maximum light amount Lmax (R + G + B) to when it is the minimum light amount Lmin (R + G + B).
  • the dimming is performed so that the ratio of the light quantity L (G), the light quantity L (R) of the R light, and the light quantity L (B) of the B light is kept constant.
  • the dimming is performed by the ratio Crg of the R light amount L (R) to the G light amount L (G) and the ratio of the B light amount L (B) to the G light amount L (G).
  • the control unit 41 generates the dimming information so that Cbg is always kept constant.
  • dimming of each light emitting element is performed by current dimming and pulse width dimming, and specifically, as shown in FIG.
  • the first B-LD 45a and the second B-LD 45b which are laser light sources have the maximum light amount Lmax when the maximum rated current value Imax is applied with the pulse width as the maximum pulse width (duty ratio 100%).
  • 100% was mentioned here as an example of the duty ratio corresponding to the maximum pulse width, it is not limited to this.
  • the pulse width when light is emitted over the entire exposure possible period is the maximum pulse width.
  • the exposure possible period of all lines is shorter than the frame period
  • the exposure start timing and the exposure end timing are shifted for each line the exposure is started from the timing when the last line starts exposure. The entire line exposure period is until the end of exposure of the first line.
  • pulse width dimming is performed by reducing the pulse width (that is, reducing the duty ratio) while maintaining the current value at the speckle suppression current value Isp-th. This pulse width dimming is performed until the pulse width reaches the minimum pulse width PWmin.
  • the current value is the speckle suppression current value Isp-th and the pulse width is the minimum pulse width PWmin, the minimum light amount Lmin is obtained. Therefore, a current value range not less than the minimum rated current value Ith and less than the speckle suppression current value Isp-th is not used for causing the laser light source to emit light. Thereby, the speckle of a laser beam can be suppressed.
  • the laser light source (the first B-LD 45a and the second B-LD 45b) is set to non-emission (even if the generation of light does not become completely zero, it may be in a state where the amount of light can be regarded as substantially zero).
  • the pulse width is set to the minimum pulse width PWmin
  • the current value is set to the standby current value Istby that is greater than 0 and less than the minimum rated current value Ith. This is because, if the current value is set to 0, overshoot or the like occurs when a current is applied to emit light again, and it may take time for the light intensity to stabilize.
  • FIG. 4 shows an example of a laser light source
  • the speckle suppression current value Isp-th can be replaced with the minimum rated current value Imin for dimming of the LEDs (R-LED 43, G-LED 44). Almost similar graphs can be applied.
  • dimming that reduces the light amount from the maximum light amount Lmax is also performed on the LED by current dimming.
  • This current dimming is performed until the current value reaches the minimum rated current value Imin. Then, the process shifts to pulse width dimming.
  • the current value is set to 0, for example (however, when the intensity of light when shifting from the non-light emission to the light emission becomes unstable as in the case of the LD,
  • the standby current value Istby may be larger than 0 and less than the minimum rated current value Imin).
  • control unit 41 sets the first pulse width PWb1 to the maximum pulse width when the first current value Ib1 is larger than the first threshold value (speckle suppression current value Isp-th related to the first B-LD 45a). Current dimming is performed at 100%, and if it is equal to the first threshold, the light source driving unit 42 is controlled to perform pulse width dimming.
  • control unit 41 sets the second pulse width PWb2 to the maximum pulse width when the second current value Ib2 is larger than the second threshold value (speckle suppression current value Isp-th related to the second B-LD 45b). Current dimming is performed at 100%, and if it is equal to the second threshold value, the light source drive unit 42 is controlled to perform pulse width dimming.
  • control unit 41 performs current dimming when the third current values Ir and Ig are larger than the minimum rated current value Imin of the light source (R-LED 43, G-LED 44), and the minimum rated current value of the light source When equal to Imin, the light source driving unit 42 is controlled to perform pulse width dimming.
  • each light emitting element is driven as shown in FIG. 3, for example.
  • the control unit 41 performs light amount control in units of frames.
  • each light emitting element receives a driving current having a maximum pulse width of 100% and a maximum rated current value Imax within one frame period FP. Apply and emit at maximum light intensity.
  • the maximum rated current value Imax and the minimum rated current values Ith and Imin may be different values for each light emitting element, and the speckle suppression current value Isp-th may be a different value for each laser light source. Absent. Therefore, as an example in FIG. 3, the maximum rated current value of the R-LED 43 is Imax (R), the maximum rated current value of the G-LED 44 is Imax (G), and the maximum rated current value of the first B-LD 45a is Imax (B1). ), The maximum rated current value of the second B-LD 45b is described as Imax (B2).
  • the maximum rated current values Imax (R), Imax (G), Imax (B1), and Imax (B2) are determined by the light emitting elements (R-LED43, G-LED44, 1B-LD45a, 2B-LD45b). In the frame F1 that emits light with the maximum light amount, the white balance is set.
  • the maximum light amount obtained when each light emitting element emits light with the maximum pulse width of 100% and the maximum rated current values Imax (R), Imax (G), Imax (B1), and Imax (B2) is expressed as Lmax (R).
  • the maximum rated current values Imax (R), Imax (G), Imax (B1), and Imax (B2) are set so that
  • the control unit 41 applies the first B-LD 45a to the first B-LD 45a when performing the first control for causing the light source driving unit 42 to perform current dimming of the first B-LD 45a and the second B-LD 45b (frames F1 to F3).
  • the first current value Ib1 is equal to the speckle suppression current value Isp-th
  • the second current value Ib2 applied to the second B-LD 45b is equal to the speckle suppression current value Isp-th.
  • control unit 41 causes the light source driving unit 42 to make the second current value Ib2 equal to the speckle suppression current value Isp-th and the second pulse width PWb2 to be the maximum pulse width 100%. Control is performed so that pulse width dimming is performed while maintaining the state where the first current value Ib1 is equal to the speckle suppression current value Isp-th while maintaining the state (frames F4 to F7).
  • control unit 41 performs control so that current dimming or pulse width dimming is set individually for the first application unit and the second application unit.
  • control unit 41 causes the light source driving unit 42 to maintain the state in which the first pulse width PWb1 is the minimum pulse width PWmin, while the second current value Ib2 is the speckle suppression current. Control is performed to perform pulse width dimming while maintaining a state equal to the value Isp-th (frames F8 to F10).
  • control unit 41 When shifting to the third control, the control unit 41 first causes the light source driving unit 42 to set the first current value Ib1 to the standby current value Istby (frame F8), and then the second B-LD 45b. Control is performed to perform pulse width dimming (frames F9 to F10).
  • the control unit 41 sets the light amount of light of another color on the basis of the light amount of light of one color.
  • the control unit 41 stores the light amount ratios Crg and Cbg and sets the light amounts of the R light and the B light on the basis of the G light.
  • light of another color may be used as a reference, and the light is not limited to light of one color.
  • the amount of emitted light can be obtained by integrating the intensity of the emitted light over time.
  • the light quantity is proportional to a value obtained by multiplying the light intensity and the pulse width.
  • the pulse width is obtained from the light source driving unit 42.
  • the light intensity is obtained as a detection result of the R light sensor 43s, the G light sensor 44s, and the B light sensor 45s in the present embodiment.
  • the R light sensor 43 s, the G light sensor 44 s, and the B light sensor 45 s are non-integrating types. A sensor value other than zero is output, but the sensor value becomes zero when no light is emitted. Accordingly, the intensity Sg of G light obtained by the G light sensor 44s, the intensity Sb of B light obtained by the B light sensor 45s, and the intensity Sr of R light obtained by the R light sensor 43s as described below are as follows. It is assumed that the sensor value is In particular, the intensity Sb of B light is a sensor value detected during the W light emission period when there is a W light emission period during which the first B-LD 45a and the second B-LD 45b emit light within one frame. And
  • the R light sensor 43 s, the G light sensor 44 s, and the B light sensor 45 s are omitted, and the table stored in the control unit 41 as described above based on the current value of the drive current applied to each light emitting element.
  • the light emission intensity may be obtained by referring to (a table showing the relationship between the current value of the drive current and the light emission intensity).
  • the control unit 41 has a first intensity of the first color (blue) light (in this embodiment, the first intensity Sb detected by the first light detection unit (B light sensor 45s)), and Second intensity of the second color (red or green) light (in this embodiment, second intensities Sr, Sg detected by the second light detection unit (R light sensor 43s, G light sensor 44s)) ) So that the light of the first color (blue) and the light of the second color (red or green) are maintained in a predetermined color balance (color balance represented by the light amount ratios Crg and Cbg).
  • the light source driving unit 42 is controlled.
  • the control unit 41 sets the amount of G light to be emitted in the next frame based on the image brightness target value included in the light source control signal from the video processor 20.
  • the set amount of G light is larger than the pulse width 100% ⁇ (the intensity of light emitted from the G-LED 44 at the minimum rated current value Imin)
  • the current control is performed, and when it is less than the pulse width
  • the third pulse width PWg and the third current value Ig of the third drive current applied to the G-LED 44 are determined so as to perform control. Accordingly, the third pulse width PWg and the third current value Ig relating to the G light are determined based on the light source control signal from the video processor 20.
  • the following is based on the third pulse width PWg and the third current value Ig relating to the G light: To be determined.
  • the second current value Ib2 of the second drive current of the second B-LD 45b is determined.
  • the first current value Ib1 and the second current value Ib2 may be either different values or the same value, but the first B-LD 45a and the second B-LD 45b are configured by the same product.
  • the first pulse width PWb1 reaches the maximum pulse width of 100% and the first current value Ib1 reaches the first threshold value (speckle suppression current value Isp-th related to the first B-LD 45a),
  • the second pulse width PWb2 is the maximum pulse width 100%, and the second current value Ib2 reaches the second threshold value (speckle suppression current value Isp-th related to the second B-LD 45b).
  • the pulse width dimming of the first B-LD 45a is performed while maintaining the drive control of the second B-LD 45b in the same manner as in the frame F3.
  • the current dimming is continuously performed on the G-LED 44 (and the R-LED 43). That is, the frames F4 to F5 are frames in which the light source driving unit 42 functioning as the third application unit performs current dimming on the G-LED 44 and the R-LED 43.
  • the G-LED 44 (and the R-LED 43), which is a light source, controls the control unit 41 to reduce the amount of light while maintaining a predetermined color balance (Crg, Cbg).
  • the third current value (the current value Ir of the drive current of the R-LED 43, the current value Ig of the drive current of the G-LED 44) reaches the minimum rated current value Imin.
  • a minimum rated current value Imin is set.
  • Sg (F3) is the second intensity Sg in the frame F3.
  • the intensity of the light of the frame Fx is represented as S (Fx) or the like.
  • Sg is a target second intensity in the current frame.
  • control unit 41 maintains the second pulse width PWb2 at the maximum pulse width of 100%, and maintains the intensity ratio ⁇ Sg / Sg (F3) ⁇ to 2 of the maximum pulse width 100% of the first pulse width PWb1.
  • a value obtained by subtracting the maximum pulse width of 100% of the first pulse width PWb1 [ ⁇ Sg / Sg (F3) ⁇ ⁇ 200 ⁇ 100] is set to the first pulse width PWb1 in the current frame.
  • control unit 41 performs the control for reducing the light amount while maintaining the predetermined color balance (Crg, Cbg) based on the intensity ratio ⁇ Sg / Sg (F3) ⁇ when performing the control for the frames F4 to F5.
  • control is performed so as to set the first pulse width PWb1 in the current frame.
  • the frame F5 is a frame in which the third current value Ig reaches the minimum rated current value Imin of the light source while maintaining the second pulse width PWb2 at the maximum pulse width of 100%.
  • the pulse width dimming of the first B-LD 45a is continued while the drive control of the second B-LD 45b is kept the same as that in the frame F3, and the G-LED 44 and the R-LED 43 are pulsed. Shift to width dimming. That is, the frames F6 to F7 are frames in which the light source driving unit 42 functioning as the third applying unit performs pulse width dimming of the G-LED 44 and the R-LED 43.
  • the control unit 41 adds the pulse width to the value ⁇ PWb1 (F5) +100 ⁇ obtained by adding the first pulse width PWb1 (F5) in the frame F5 and the maximum pulse width 100% of the first pulse width PWb1.
  • the maximum pulse width 100% of the first pulse width PWb1 is subtracted from the value ([ ⁇ PWg / PWg (F5) ⁇ ⁇ ⁇ PWb1 (F5) +100 ⁇ ]) multiplied by the ratio ⁇ PWg / PWg (F5) ⁇ .
  • the value ([ ⁇ PWg / PWg (F5) ⁇ ⁇ ⁇ PWb1 (F5) +100 ⁇ ] ⁇ 100) is controlled to be set to the first pulse width PWb1 in the current frame.
  • the first pulse width PWb1 of the first driving current applied to the first B-LD 45a reaches the minimum pulse width PWmin.
  • control unit 41 sets the first current value Ib1 to the standby current value Istby as shown in the frame F8.
  • the first B-LD 45a substantially does not emit light
  • the first intensity Sb detected by the B light sensor 45s is half of the first intensity Sb (F3) in the frame F3.
  • control unit 41 performs control so as to perform pulse width dimming with the second pulse width PWb2.
  • the ratio ⁇ PWg / PWg (F8) ⁇ is the ratio of the target third pulse width PWg in the current frame to the third pulse width ⁇ PWg (F8) ⁇ in the frame F8.
  • the second pulse width PWb2 reaches the minimum pulse width PWmin (in the example of FIG. 3, in the frame F10, the third pulse widths PWg and PWr both reach the minimum pulse width PWmin.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a flow of light amount control in the light source device 40.
  • the processing in FIG. 6 and FIGS. 7 and 8 described later is performed by the control unit 41 controlling each unit in the light source device 40.
  • step S1 it is determined whether or not the light source control signal from the video processor 20 decreases the target light amount of the image.
  • step S2 G light amount reduction processing
  • step S3 R light amount reduction processing
  • step S4 B light amount reduction processing
  • step S1 If it is determined in step S1 that the target light amount is not decreased, it is determined whether or not the target light amount of the image is increased (step S5).
  • the process returns to step S1 to prepare for the next frame processing.
  • step S5 if it is determined in step S5 that the target light amount is to be increased, G light amount increase processing (step S6), R light amount increase processing (step S7), and B light amount increase processing (step S8) are performed. . Note that the processing of steps S6 to S8 may be performed in an arbitrary order, or may be performed simultaneously.
  • step S8 when the process of step S8 is performed, the process returns to step S1 to prepare for the processing of the next frame.
  • step S3 is performed in substantially the same manner as the G light quantity reduction process in step S2 (see FIG. 7), and thus detailed description thereof is omitted.
  • the G, R, and B light quantity increasing processes in steps S6 to S8 are performed as the reverse process of the G, R, and B light quantity reducing processes in steps S2 to S4, respectively, and thus detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 7 is a flowchart showing details of the G light quantity reduction process in FIG.
  • step S11 it is determined whether or not the current control of the G-LED 44 is in a current control region where current dimming is performed.
  • step S12 if it is determined that the current control region is set, the third current value Ig applied to the G-LED 44 is decreased (step S12).
  • step S13 it is determined whether or not the target light amount of G light has been reached.
  • step S14 If it is determined that the target light amount has not been reached, it is further determined whether or not the third current value Ig has reached the minimum rated current value Imin (step S14).
  • step S12 If it is determined that the minimum rated current value Imin has not been reached, the process returns to step S12 to further decrease the third current value Ig.
  • step S11 determines whether the current control region is not reached, or if it is determined in step S14 that the minimum rated current value Imin has been reached.
  • the control of the G-LED 44 is shifted to pulse width dimming, The pulse width PWg is decreased (step S15).
  • step S16 it is determined whether or not the target light amount of G light has been reached.
  • step S17 If it is determined that the target light amount has not been reached, it is further determined whether or not the pulse width PWg has reached the minimum pulse width PWmin (step S17).
  • step S15 If it is determined that the minimum pulse width PWmin has not been reached, the process returns to step S15 to further reduce the pulse width PWg.
  • step S17 determines whether the minimum pulse width PWmin has been reached, or if it is determined in step S13 or step S16 that the target light amount of G light has been reached.
  • FIG. 8 is a flowchart showing details of the B light quantity reduction processing in FIG.
  • step S21 it is determined whether or not the current control of the first B-LD 45a and the second B-LD 45b is a current control region in which current dimming is performed.
  • the first current value Ib1 applied to the first B-LD 45a and the second current value Ib2 applied to the second B-LD 45b are decreased (step S22). .
  • step S23 it is determined whether or not the target amount of B light has been reached.
  • step S24 it is further determined whether or not the first current value Ib1 and the second current value Ib2 have reached the speckle suppression current value Isp-th (step S24). ).
  • the process returns to step S22 to further decrease the first current value Ib1 and the second current value Ib2.
  • step S21 if it is determined in step S21 that the current control region is not reached, or if it is determined in step S24 that the speckle suppression current value Isp-th has been reached, first, the first pulse width of the first B-LD 45a is set. It is determined whether PWb1 is the minimum pulse width PWmin (step S25).
  • the control of the first B-LD 45a is shifted to pulse width dimming to decrease the first pulse width PWb1 (step S26). ).
  • step S27 it is determined whether or not the target amount of B light has been reached.
  • step S28 If it is determined that the target light amount has not been reached, it is further determined whether or not the first pulse width PWb1 has reached the minimum pulse width PWmin (step S28).
  • step S26 the process returns to step S26 to further reduce the first pulse width PWb1.
  • step S28 if it is determined in step S28 that the minimum pulse width PWmin has been reached, or if it is determined in step S25 that the first drive current is the minimum pulse width PWmin, the first current value Ib1 is waited for.
  • the current value is set to Istby (step S29).
  • step S30 the control of the second B-LD 45b is shifted to pulse width dimming, and the second pulse width PWb2 of the second drive current is decreased.
  • step S31 it is determined whether or not the target amount of B light has been reached.
  • step S32 If it is determined that the target light amount has not been reached, it is further determined whether or not the second pulse width PWb2 has reached the minimum pulse width PWmin (step S32).
  • step S30 If it is determined that the minimum pulse width PWmin has not been reached, the process returns to step S30 to further reduce the second pulse width PWb2.
  • step S32 determines whether the second pulse width PWb2 has reached the minimum pulse width PWmin. If it is determined in step S23, step S27, or step S31 that the target amount of B light has been reached, From this process, the process returns to the process shown in FIG.
  • the endoscope light source device 40 configured separately from the endoscope 10 has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the endoscope light source device 40 is provided in the endoscope 10. May be configured to be incorporated.
  • the switching timing between current dimming and pulse width dimming is different for each LD.
  • two (or more) LDs may be grouped, and the switching timing of current dimming and pulse width dimming may be different for each group. Absent.
  • the pulse width dimming is controlled.
  • the second current value Ib2 applied to the second B-LD 45b is larger than the speckle suppression current value Isp-th
  • the current dimming is performed.
  • the speckle suppression current value is equal to Isp-th
  • the pulse width dimming is controlled, so that the speckles of the first laser beam and the second laser beam can be suppressed satisfactorily.
  • first B-LD 45a and the second B-LD 45b are configured to generate laser beams of the same color, it is possible to realize good dimming characteristics by performing appropriate control.
  • the first current value Ib1 and the second current value Ib2 are equal to the speckle suppression current value Isp-th, and the second pulse width PWb2 is maintained at the maximum pulse width of 100% while maintaining the first pulse value Pbb2. Since the pulse width dimming with the pulse width PWb1 is performed, the gradation reproducibility can be improved while suppressing speckles.
  • the dimming dynamic range can be widened with high gradation reproducibility.
  • the pulse width dimming of the second pulse width PWb2 is performed, only one laser diode that emits B light is provided. Low light intensity that cannot be achieved in some cases can be achieved while suppressing speckle.
  • a G-LED 44 that generates G light (or an R-LED 43 that generates R light) is provided, and the first intensity Sb of B light and the second intensity Sg of G light (or the first intensity of R light). Since the B light and G light (or R light) are maintained at a predetermined color balance based on the intensity Sr) of 2), the white balance of the illumination light is made constant even if light control is performed. Can do.
  • the first pulse width PWb1 in the current frame is set based on the intensity ratio ⁇ Sg / Sg (F3) ⁇ , color balance control is performed based on the second intensity Sg of G light. Can be controlled.
  • PWb1 ([ ⁇ PWg / PWg (F5) ⁇ ⁇ ⁇ PWb1 (F5) +100 ⁇ ] ⁇ 100)
  • PWb2 100%.
  • Ib1 Istby is set and pulse width dimming with the second pulse width PWb2 is performed, so that only one laser diode that emits B light is provided.
  • the low light quantity that cannot be achieved can be achieved while suppressing speckles.
  • the second pulse width PWb2 of the G light can be set with reference to the third pulse width PWg of G light. Color balance control by pulse width dimming can be easily performed.
  • the color balance is controlled based on the first intensity Sb detected by the B light sensor 45s and the second intensity Sg detected by the G light sensor 44s. It becomes possible to control the accuracy. Thereby, for example, even when the temperature changes and the light emission intensity of each light emitting element changes, an accurate white balance can be maintained.
  • the first laser beam detector for detecting the intensity of the first laser beam generated by the first B-LD 45a and the second laser beam for detecting the intensity of the second laser beam generated by the second B-LD 45b.
  • the detector is provided separately, the intensity of the light generated by each detector can be accurately measured.
  • the configuration when the intensity of the combined light obtained by adding the first laser light and the second laser light is detected by one laser light detector (B optical sensor 45s), the configuration can be simplified. it can.
  • FIGS. 9 and 10 show Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a timing chart showing how each light emitting element is driven according to B color light and G color light when dimming from the maximum light amount to the minimum light amount. It is a chart.
  • control unit 41 controls whether the current dimming or the pulse width dimming is set individually in the first application unit and the second application unit. .
  • control unit 41 sets whether the current dimming or the pulse width dimming is set to be the same for the first application unit and the second application unit. I have control.
  • the current dimming is performed in the frames F1 to F5
  • the pulse width dimming is performed in the frames F6 to F10, as in FIG.
  • the control of the frames F1 to F3 is the same as in FIG. 3, and the control unit 41 performs the first control that causes the light source driving unit 42 to perform current dimming of the first B-LD 45a and the second B-LD 45b.
  • the first current value Ib1 and the second current value Ib2 both reach the speckle suppression current value Isp-th.
  • control unit 41 causes the light source driving unit 42 to maintain the state where the first current value Ib1 and the second current value Ib2 are equal to the speckle suppression current value Isp-th.
  • the first pulse width PWb1 and the second pulse width PWb2 are controlled so as to perform pulse width dimming.
  • the control unit 41 multiplies the intensity ratio ⁇ Sg / Sg (F3) ⁇ by the maximum pulse width 100% of the first pulse width PWb1 ⁇ 100Sg / Sg (F3) ⁇ .
  • the control unit 41 multiplies the intensity ratio ⁇ Sg / Sg (F3) ⁇ by the maximum pulse width 100% of the first pulse width PWb1 ⁇ 100Sg / Sg (F3) ⁇ .
  • the third current value Ig reaches the minimum rated current value Imin of the G-LED 44.
  • the control unit 41 multiplies the pulse width ratio ⁇ PWg / PWg (F5) ⁇ by the first pulse width ⁇ PWb (F5) ⁇ in the frame F5 ⁇ PWb (F5) ⁇ PWg / PWg (F5) ⁇ is controlled to be set to the first pulse width PWb1 and the second pulse width PWb2 in the current frame.
  • PWb ⁇ PWb (F5) ⁇ PWg / PWg (F5) ⁇ is set.
  • the common pulse width PWb reaches the minimum pulse width PWmin.
  • processing that prioritizes the dimming dynamic range over white balance is performed.
  • the control unit 41 maintains the common pulse width PWb at the minimum pulse width PWmin and the first current value Ib1 and the first current value as shown in the frame F8.
  • the current value Ib2 of 2 is set to the standby current value Istby so that the first B-LD 45a and the second B-LD 45b are substantially non-light emitting.
  • the control unit 41 performs the pulse width dimming of the third pulse widths PWg and PWr while maintaining the third current values Ig and Ir of the G-LED 44 (and the R-LED 43) at the minimum rated current value Imin. By doing so, the amount of illumination light is controlled.
  • the light quantity becomes minimum.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the process of reducing the B light quantity in the endoscope light source device 40.
  • step S4 of FIG. 6 first, the processes of steps S21 to S24 as described with reference to FIG. 8 are performed.
  • step S21 If it is determined in step S21 that the current control region is not reached, or if it is determined in step S24 that the speckle suppression current value Isp-th has been reached, first, the first pulse width PWb1 and the second pulse width PWb1 It is determined whether or not the pulse width PWb2 is the minimum pulse width PWmin (step S25A).
  • step S26A If it is determined that the first pulse width PWb1 and the second pulse width PWb2 are not the minimum pulse width PWmin, the control of the first B-LD 45a and the second B-LD 45b is shifted to pulse width dimming, The first pulse width PWb1 and the second pulse width PWb2 are decreased (step S26A).
  • step S27A it is determined whether or not the target amount of B light has been reached.
  • step S28A If it is determined that the target light amount has not been reached, it is further determined whether or not the first pulse width PWb1 and the second pulse width PWb2 have reached the minimum pulse width PWmin (step S28A).
  • step S26A If it is determined that the minimum pulse width PWmin has not been reached, the process returns to step S26A to further reduce the first pulse width PWb1 and the second pulse width PWb2.
  • step S28A If it is determined in step S28A that the minimum pulse width PWmin has been reached, or if it is determined in step S25A that the first pulse width PWb1 and the second pulse width PWb2 are the minimum pulse width PWmin.
  • the first current value Ib1 and the second current value Ib2 are set to the standby current value Istby (step S29A).
  • the standby current value Istby of the first current value Ib1 and the standby current value Istby of the second current value Ib2 are May be different.
  • step S29A When the process of step S29A is performed, when it is determined in step S23 or step S27A that the target light amount of B light has been reached, the process returns to the process shown in FIG.
  • the same effects as those of the first embodiment described above are obtained, and the first pulse width PWb1 and the second pulse width PWb2 are both set to ⁇ 100Sg / Sg (F3) ⁇ .
  • the color balance can be appropriately maintained based on the second intensity Sg of the G light while performing the same control on the first B-LD 45a and the second B-LD 45b.
  • the first B-LD 45a and the second B-LD 45b are identical. While performing the control, the color balance can be appropriately maintained based on the third pulse width PWg of the G light.
  • each unit may be a processor configured as an electronic circuit, or may be each circuit unit in a processor configured by an integrated circuit such as an FPGA (Field Programmable Gate Gate Array).
  • a processor constituted by one or more CPUs may execute the functions of each unit by reading and executing a processing program recorded on a recording medium.
  • the endoscope light source device has been mainly described.
  • an operation method for operating the endoscope light source device as described above may be used, or the computer may perform the same processing as the endoscope light source device.
  • a non-temporary recording medium that can be read by a computer that records the processing program.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • various aspects of the invention can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.
  • constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

第1,第2の駆動電流を、同一色のレーザ光を発生するB-LD(45a,45b)へ各印加する光源駆動部(42)と、第1,第2の駆動電流の電流値が、スペックル抑圧電流値よりも大きい場合は最大パルス幅で電流調光を行い、スペックル抑圧電流値に等しい場合はパルス幅調光を行うように、光源駆動部(42)を制御する制御部(41)と、を有する内視鏡用光源装置(40)。

Description

内視鏡用光源装置
 本発明は、同一色の光を発生する複数のレーザ光源を備える内視鏡用光源装置に関する。
 内視鏡の照明光を発生する内視鏡用光源装置において、半導体光源を用いるものが提案されている。
 例えば、日本国特許6138203号公報には、複数のLEDを光源として備える内視鏡装置において、カラーバランスを最適値に維持した状態で調光制御を行う技術が記載されている。具体的に、LEDに駆動電流としてPWMパルスを印加し、例えば最大光量から最小光量へ調光する際に、まず、パルス幅を最大にした状態で最大電流値から最小電流値まで電流値を制御し、電流値が最小電流値に到達したところでPWM調光に移行してパルス幅を順次小さくするものとなっている。
 ところで、内視鏡用光源装置の半導体光源としてレーザ光源を用いる場合、ランダムな干渉によって斑点模様が形成されるスペックルが発生する場合があることが知られている。このスペックルは、レーザ光源に印加する駆動電流の電流値が高い領域では低いレベルに抑制されるが、駆動電流の電流値が低い領域では高いレベルで発生し易い。
 そこで、レーザ光源の定格電流値の範囲内であっても、スペックルが発生し易い低い電流値の領域を使用しないようにすることで、スペックルを抑制する運用が考えられる。しかしこの場合には、調光ダイナミックレンジが狭くなり、階調再現性も低下してしまうなど、調光特性が劣化することになる。
 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、レーザ光源のスペックルを抑制し、かつ、良好な調光特性を実現することができる内視鏡用光源装置を提供することを目的としている。
 本発明の一態様による内視鏡用光源装置は、第1の駆動電流が印加され、被検体に挿入される内視鏡からの照明光の一部として、前記第1の駆動電流の電流値に応じた強度の第1のレーザ光を発生する第1のレーザ光源と、第1のパルス幅で、前記第1のレーザ光源の最大定格電流値以下の第1の電流値の前記第1の駆動電流を前記第1のレーザ光源に印加する第1の印加部と、第2の駆動電流が印加され、前記第2の駆動電流の電流値に応じた強度の、前記第1のレーザ光の色と同じ第1の色の第2のレーザ光を、前記内視鏡からの照明光の一部として発生する第2のレーザ光源と、第2のパルス幅で、前記第2のレーザ光源の最大定格電流値以下の第2の電流値の前記第2の駆動電流を前記第2のレーザ光源に印加する第2の印加部と、前記第1のレーザ光のスペックルを抑制するために設定された、前記第1のレーザ光源の最小定格電流値よりも大きい電流値である第1の閾値と、前記第2のレーザ光のスペックルを抑制するために設定された、前記第2のレーザ光源の最小定格電流値よりも大きい電流値である第2の閾値と、に基づいて、前記第1の電流値が、前記第1の閾値よりも大きい場合は前記第1のパルス幅を最大パルス幅にして電流調光を行い、前記第1の閾値に等しい場合はパルス幅調光を行うように前記第1の印加部を制御し、前記第2の電流値が、前記第2の閾値よりも大きい場合は前記第2のパルス幅を最大パルス幅にして電流調光を行い、前記第2の閾値に等しい場合はパルス幅調光を行うように前記第2の印加部を制御する光源制御部と、を有する。
本発明の実施形態1における内視鏡システムの構成を示す図。 上記実施形態1において、レーザ光源に発生するスペックルと電流値との関係の一例を示す線図。 上記実施形態1において、最大光量から最小光量へ調光する際の各発光素子の駆動の様子を示すタイミングチャート。 上記実施形態1において、レーザ光源に対する電流調光およびパルス幅調光の例を示す図。 上記実施形態1において、光量を変化させても各色光のカラーバランスが維持される様子を示す線図。 上記実施形態1の内視鏡用光源装置における光量制御の流れを示すフローチャート。 上記実施形態1の図6におけるG光量減少の処理の詳細を示すフローチャート。 上記実施形態1の図6におけるB光量減少の処理の詳細を示すフローチャート。 本発明の実施形態2において、最大光量から最小光量へ調光する際のB色光およびG色光に係る各発光素子の駆動の様子を示すタイミングチャート。 上記実施形態2の内視鏡用光源装置におけるB光量減少の処理を示すフローチャート。
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
[実施形態1]
 図1から図8は本発明の実施形態1を示したものであり、図1は内視鏡システム1の構成を示す図である。
 内視鏡システム1は、内視鏡10と、ビデオプロセッサ20と、モニタ30と、内視鏡用光源装置40(以降、光源装置40と略称する)と、を備えている。
 内視鏡10は、先端側に、被検体に挿入可能な細長の挿入部11を有している。ここに、被検体は、検査対象の物体であり、例えば人体の体腔内でもよいし、人体以外の生体でも構わないし、エンジンプラントなどの生体以外の物体でもよい。
 挿入部11の先端部には、被検体の光学像を結像する対物光学系および対物光学系により結像された光学像を撮像して撮像信号を出力する撮像素子を含む撮像部13が設けられている。ここに対物光学系は、例えば、1枚以上の光学レンズおよび光学絞りを有して構成されている。また、撮像素子は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のセンサを有して構成されている。こうして、本実施形態の内視鏡10は撮像機能を有する撮像装置として構成されているが、これに限定されるものではなく、光学観察を行う光学内視鏡であっても構わない。
 さらに、挿入部11の先端部には、光源装置40からライトガイド15を経由して伝送された照明光を、被検体へ照射するための照明用レンズ14が配設されている。
 すなわち、照明用レンズ14へ照明光を照射する位置に、ライトガイド15の先端面である出射端面が配置されている。ライトガイド15は、挿入部11の長手方向に沿って挿入部11内に配置され、さらに内視鏡10の基端側に設けられたコネクタ12内へ延びて設けられている。
 コネクタ12は、内視鏡10を光源装置40に着脱自在に接続する接続部である。そして、コネクタ12を光源装置40のコネクタ受けに接続すると、ライトガイドの15の基端面である入射端面が光源装置40内の照明光受光位置に配置される。
 上述した撮像部13には信号線16が接続されている。信号線16は、挿入部11の長手方向に沿って挿入部11内に配置されている。内視鏡10からはケーブル17が延びて設けられ、ケーブル17の先端部に設けられたコネクタ18によりビデオプロセッサ20に着脱自在に接続されるようになっている。信号線16は、ケーブル17内に延びて設けられて、コネクタ18に接続されている。
 このような構成により、撮像部13は、信号線16およびコネクタ18を経由して、ビデオプロセッサ20に電気的に接続される。
 ビデオプロセッサ20は、撮像部13を駆動すると共に、撮像部13から得られた撮像信号を処理する画像処理装置である。
 すなわち、ビデオプロセッサ20は、同期信号を含む駆動信号を生成して、撮像部13へ供給し、動作を制御しながら撮像部13を駆動する。これにより撮像部13は、例えばフレーム単位で撮像を行って動画像を生成し、撮像信号として出力する。こうして撮像部13から出力された撮像信号は、ビデオプロセッサ20へ送信される。
 ビデオプロセッサ20は、撮像信号に信号処理を行って、モニタ30に表示可能な画像信号を生成する。ビデオプロセッサ20は、生成した画像信号を、ビデオプロセッサ20とモニタ30とを接続するケーブル21により、モニタ30へ出力する。これにより、モニタ30の表示画面に、内視鏡画像が表示される。
 また、ビデオプロセッサ20は、撮像部13から得られた撮像信号に基づいて、画像の明るさを検出する。そして、ビデオプロセッサ20は、検出した画像の明るさが、目標の画像の明るさとなるように、光源装置40を制御するための光源制御信号を生成する。ここに、光源制御信号の一例は、取得済みの最新フレームの画像の明るさに対する、次に取得する現フレームの画像の目標明るさの比率の情報である(ただし、これに限定されるものではない)。この光源制御信号は、ビデオプロセッサ20から出力され、ビデオプロセッサ20と光源装置40とを接続する通信ケーブル22により、光源装置40へ伝送される。
 光源装置40は、制御部41と、光源駆動部42と、R-LED43(R:赤色、LED:Light Emitting Diode)と、レンズ43lと、R光センサ43sと、G-LED44(G:緑色)と、レンズ44lと、G光センサ44sと、第1B-LD45a(B:青色、LD:Laser Diode)と、第2B-LD45bと、合波部45cと、レンズ45lと、B光センサ45sと、ダイクロイックフィルタ46と、ダイクロイックフィルタ47と、レンズ48と、操作パネル49と、を備えている。
 制御部41は、光源駆動部42と、R光センサ43sと、G光センサ44sと、B光センサ45sと、操作パネル49と、に接続されている。そして、制御部41は、操作パネル49からの操作入力と、R光センサ43s、G光センサ44s、およびB光センサ45sのセンサ出力と、ビデオプロセッサ20からの光源制御信号とに基づいて、光源駆動部42に調光情報を出力し、光源装置40内を制御する光源制御部である。
 制御部41は、内部に不揮発性の記憶部を備えている。この記憶部には、白色光を構成するためのR光、G光、B光の光量比率(例えばG光を基準とした場合の、G光に対するR光の光量比率Crg、およびG光に対するB光の光量比率Cbg)が記憶されている。さらに、制御部41の記憶部には、R-LED43、G-LED44、第1B-LD45a、および第2B-LD45bのそれぞれに対して、駆動電流の電流値と発光強度との関係を示すテーブルが記憶されている。
 そして、制御部41は、発光素子(より限定的には、半導体発光素子)であるR-LED43、G-LED44、第1B-LD45a、および第2B-LD45bに対してパルスとして印加する駆動電流の電流値、およびパルス幅を、光源駆動部42への調光情報として出力するようになっている。この調光情報は、ビデオプロセッサ20からの光源制御信号により示される目標の画像の明るさが達成され、かつ、白色光を構成するR光、G光、B光の光量比率が維持されるような電流値およびパルス幅として設定される。
 こうして、光源駆動部42による各発光素子の発光量の制御(調光)は、駆動電流の電流値を制御することによる電流調光と、1フレーム内で電流をパルス状に印加して、印加するパルス幅を制御する(いわゆるPWM(Pulse Width Modulation)による)パルス幅調光と、により行われる。なお、パルス幅を表す単位としては、例えばデューティ比が用いられる。
 光源駆動部42は、制御部41の調光情報に基づいて、発光素子であるR-LED43、G-LED44、第1B-LD45a、および第2B-LD45bにパルス状の駆動電流を印加し、発光を行わせる。
 光源駆動部42は、第1のパルス幅PWb1で、最大定格電流値Imax(B1)以下の第1の電流値Ib1の第1の駆動電流を発生する第1の印加部、第2のパルス幅PWb2で、最大定格電流値Imax(B2)以下の第2の電流値Ib2の第2の駆動電流を発生する第2の印加部、および第3のパルス幅PWg(またはPWr)で、最大定格電流値Imax(G)(またはImax(R))以下の第3の電流値Ig(またはIr)の第3の駆動電流を発生する第3の印加部を兼ねたものとなっている。
 すなわち、第1の印加部は、第1B-LD45aに第1の駆動電流を印加する光源駆動部42の機能部である。また、第2の印加部は、第2B-LD45bに第2の駆動電流を印加する光源駆動部42の機能部である。さらに、第3の印加部は、R-LED43およびG-LED44に第3の駆動電流をそれぞれ印加する光源駆動部42の機能部である。
 こうして各発光素子は、1フレームの撮像期間において、光源駆動部42から印加される駆動電流の、電流値に応じた発光強度で、PWMパルスのデューティ比に応じた発光期間だけ発光するようになっている。
 R-LED43は、光源駆動部42からの駆動電流を受けて、第3の電流値Irに応じた発光強度で、第3のパルス幅PWrの発光期間において、赤色光(R光)を発光する。
 レンズ43lは、R-LED43の出射光の光路上に配置され、R-LED43から発光された光を略平行光に変換して出射する。
 R光センサ43sは、R-LED43から発光されたR光の強度を検出する。
 G-LED44は、光源駆動部42からの駆動電流を受けて、第3の電流値Igに応じた発光強度で、第3のパルス幅PWgの発光期間において、緑色光(G光)を発光する。従って、第3のパルス幅PWgは、G-LED44の第3の駆動電流のパルス幅である。
 すなわち、R-LED43およびG-LED44は、光源駆動部42から第3の駆動電流が印加され、第3の電流値Ir,Igに応じた強度の、第1の色(青色)とは異なる第2の色(赤色または緑色)の光を、内視鏡10からの照明光の一部として発生する光源である。
 レンズ44lは、G-LED44の出射光の光路上に配置され、G-LED44から発光された光を略平行光に変換して出射する。
 G光センサ44sは、G-LED44から発光されたG光の強度を検出する。
 上述したR光センサ43sおよびG光センサ44sは、光源(R-LED43、G-LED44)が発生する光が入射され、入射された光の第2の強度を検出する第2の光検出部である。
 第1B-LD45aは、第1の印加部である光源駆動部42から第1の駆動電流が印加され、第1の電流値Ib1に応じた強度の第1のレーザ光(青色光:B光)を、第1のパルス幅PWb1の発光期間において、内視鏡10からの照明光の一部として発生する第1のレーザ光源である。従って、第1のパルス幅PWb1は、第1B-LD45aの第1の駆動電流のパルス幅である。
 第2B-LD45bは、第2の印加部である光源駆動部42から第2の駆動電流が印加され、第2の電流値Ib2に応じた強度の、第1のレーザ光の色と同じ第1の色(青色)の第2のレーザ光を、第2のパルス幅PWb2の発光期間において、内視鏡10からの照明光の一部として発生する第2のレーザ光源である。従って、第2のパルス幅PWb2は、第2B-LD45bの第2の駆動電流のパルス幅である。
 なお、ここでは青色光を発光するLDを2つ設けたが、3つ以上設けても構わない。また、ここでは、RおよびGをLED、BをLDとしたが、この組み合わせに限定されるものではなく、1色以上の任意色をLDとし、その他の色をLEDとしてもよい。
 合波部45cは、第1B-LD45aから発光された光と、第2B-LD45bから発光された光と、を合波して出射する。レーザ光源は発光面積が小さいために、合波部45cとして例えば光ファイバ等を用いることで、合波を比較的容易に行うことができる。
 レンズ45lは、合波部45cの出射光の光路上に配置され、合波部45cから出射された光を略平行光に変換して出射する。
 B光センサ45sは、第1のレーザ光と第2のレーザ光とが入射され、入射された光の第1の強度を検出する第1の光検出部である。すなわち、B光センサ45sは、合波部45cにより合波されたB光の強度を検出するレーザ光検知器である。
 なお、本実施形態におけるR光センサ43s、G光センサ44s、およびB光センサ45sは、受光した光をリアルタイムに電気信号に変換する非積分タイプ(すなわち、1フレーム内の発光強度を時間積分して1フレームの発光量を検出する積分タイプとは異なるタイプ)を想定している。
 なおここでは、第1の光検出部を、第1のレーザ光と第2のレーザ光とが足し合わされた合波光が入射され、入射された合波光の強度を検知するレーザ光検知器として構成したが、これに限るものではない。
 例えば、第1の光検出部を、第1のレーザ光が入射され、入射された第1のレーザ光の強度を検知する第1のレーザ光検知器と、第2のレーザ光が入射され、入射された第2のレーザ光の強度を検知する第2のレーザ光検知器と、を有する構成としても(つまり、第1B-LD45aから発光されたB光を検出する第1のB光センサと、第2B-LD45bから発光されたB光を検出する第2のB光センサと、をそれぞれ設けても)構わない。
 ダイクロイックフィルタ46は、レンズ43lの光軸とレンズ44lの光軸とが交差する位置に配置されている。ダイクロイックフィルタ46は、R-LED43からのR光を透過し、G-LED44からのG光を反射する。こうして、ダイクロイックフィルタ46により、R光およびG光が合成される。
 ダイクロイックフィルタ47は、レンズ43lの光軸とレンズ45lの光軸とが交差する位置に配置されている。ダイクロイックフィルタ46は、R-LED43からのR光、およびG-LED44からのG光を透過し、合波部45cからのB光を反射する。こうして、ダイクロイックフィルタ47により、R光、G光、およびB光が合成され白色光となる。
 なお、本実施形態においては同時式で白色光照明を行う場合を想定して説明するが、面順次式で白色光照明を行う場合であっても、下記に説明する調光制御を同様に適用することができる。
 レンズ48は、ダイクロイックフィルタ47からの白色光を、平行光としてライトガイド15の入射端面へ照射する。
 操作パネル49は、例えばタッチパネルや操作スイッチ等を備え、ユーザが操作することで、光源装置40に対して設定を行う操作部である。操作パネル49を操作することで発生した信号は、制御部41へ入力される。また、操作パネル49には、光源装置40の現在の設定値等を表示することができるようになっている。
 図2は、レーザ光源に発生するスペックルと電流値との関係の一例を示す線図である。
 図示のように、レーザ光源に印加する駆動電流の電流値が、ある一定の電流値未満の場合には、ある一定の電流値以上である場合に比べて、レーザ光の干渉性が高く、スペックルコントラストが高い値となる。ここに、スペックルコントラストは、スペックルの評価指標として一般的に用いられている指標であり、輝度の平均値に対する標準偏差の比で定義される。そこで、このようなスペックルコントラストの値の大小の区分となる閾電流値(コヒーレンス閾電流値)を、スペックル抑圧電流値Isp-thとして設定する。このスペックル抑圧電流値Isp-thは、後述するように、レーザ光源の定格電流値の範囲(最小定格電流値Ith以上、最大定格電流値Imax以下の範囲)内に入る値である。スペックル抑圧電流値Isp-thは、具体的に、Ith<Isp-th<Imaxを満たす値となっている。なお、最小定格電流値Ithとしては、レーザ光源からレーザが発振される最低電流値、つまりレーザ発振閾値を想定しているが、これに限定されるものではない。
 そして、第1B-LD45aに係るスペックル抑圧電流値Isp-thは、第1のレーザ光のスペックルを抑制するために設定された、第1B-LD45aの最小定格電流値Ithよりも大きい電流値である第1の閾値となる。
 また、第2B-LD45bに係るスペックル抑圧電流値Isp-thは、第2のレーザ光のスペックルを抑制するために設定された、第2B-LD45bの最小定格電流値Ithよりも大きい電流値である第2の閾値となる。
 図3は最大光量から最小光量へ調光する際の各発光素子の駆動の様子を示すタイミングチャート、図4はレーザ光源に対する電流調光およびパルス幅調光の例を示す図、図5は光量を変化させても各色光のカラーバランスが維持される様子を示す線図である。
 まず、図5に示すように、ダイクロイックフィルタ47により合成された白色光が、最大光量Lmax(R+G+B)であるときから、最小光量Lmin(R+G+B)であるときまでの何れの光量においても、G光の光量L(G)とR光の光量L(R)とB光の光量L(B)とが比が一定に保たれるように、調光が行われる。
 上述したように、この調光は、G光の光量L(G)に対するR光の光量L(R)の比率Crg、G光の光量L(G)に対するB光の光量L(B)の比率Cbgが常に一定に保たれるように、制御部41が調光情報を生成することにより行われる。
 また、各発光素子の調光は、上述したように、電流調光とパルス幅調光とにより行われるが、具体的には図4に示すようになる。
 すなわち、レーザ光源である第1B-LD45aおよび第2B-LD45bは、パルス幅を最大パルス幅(デューティ比100%)として最大定格電流値Imaxを印加すると、最大光量Lmaxとなる。なお、ここでは最大パルス幅に対応するデューティ比の一例として100%を挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、露光可能期間がフレーム期間よりも短い場合には、露光可能期間全体に渡って発光を行うときのパルス幅が最大パルス幅となる。全ラインの露光可能期間がフレーム期間よりも短くなる具体例としては、ライン毎に露光開始タイミングと露光終了タイミングとをずらして行くローリングシャッタ方式の露光において、最終のラインが露光開始するタイミングから最初のラインが露光終了するタイミングまでが全ライン露光期間となる。
 最大光量Lmaxから光量を低下させる調光を行う際に、まず、最大パルス幅(デューティ比100%)を維持したまま、電流値を低下させる電流調光が行われる。この電流調光は、電流値がスペックル抑圧電流値Isp-thになるまで行われる。図4において、このときの光量をL(Isp-th)と記載している。
 電流値がスペックル抑圧電流値Isp-thになったところで、次は、パルス幅調光に移行する。すなわち、電流値をスペックル抑圧電流値Isp-thに維持したまま、パルス幅を小さくする(つまり、デューティ比を低下させる)ことにより、パルス幅調光が行われる。このパルス幅調光は、パルス幅が最小パルス幅PWminになるまで行われる。
 こうして、電流値がスペックル抑圧電流値Isp-th、パルス幅が最小パルス幅PWminであるときが、最小光量Lminとなる。従って、最小定格電流値Ith以上、スペックル抑圧電流値Isp-th未満の電流値範囲は、レーザ光源を発光させるために用いられない。これにより、レーザ光のスペックルを抑制することができる。
 また、レーザ光源(第1B-LD45a、第2B-LD45b)を非発光(光の発生が完全に0にならなくても、実質的に光量を0と見なせるような状態であればよい)にする場合には、図4に示すように、パルス幅を最小パルス幅PWminにして、電流値を0よりも大きく最小定格電流値Ith未満の待機電流値Istbyにする。これは、電流値を0にしてしまうと、再び発光させために電流を印加した際にオーバーシュート等が発生して、光の強度が安定するのに時間を要することがあるためである。
 なお、図4にはレーザ光源の例を示したが、LED(R-LED43、G-LED44)の調光に対しても、スペックル抑圧電流値Isp-thを最小定格電流値Iminに置き換えれば、ほぼ同様のグラフを適用することができる。
 すなわち、LEDに対しても、最大光量Lmaxから光量を低下させる調光を、電流調光により行う。この電流調光は、電流値が最小定格電流値Iminになるまで行われる。そして、その後にパルス幅調光に移行する。なお、LEDに対しては、非発光にする場合に、電流値を例えば0に設定する(ただし、LDと同様に非発光から発光に移行するときの光の強度が不安定になる場合には、0よりも大きく最小定格電流値Imin未満の待機電流値Istbyに設定しても構わない)。
 こうして、制御部41は、第1の電流値Ib1が、第1の閾値(第1B-LD45aに係るスペックル抑圧電流値Isp-th)よりも大きい場合は第1のパルス幅PWb1を最大パルス幅100%にして電流調光を行い、第1の閾値に等しい場合はパルス幅調光を行うように光源駆動部42を制御する。
 また、制御部41は、第2の電流値Ib2が、第2の閾値(第2B-LD45bに係るスペックル抑圧電流値Isp-th)よりも大きい場合は第2のパルス幅PWb2を最大パルス幅100%にして電流調光を行い、第2の閾値に等しい場合はパルス幅調光を行うように光源駆動部42を制御する。
 さらに、制御部41は、第3の電流値Ir,Igが、光源(R-LED43、G-LED44)の最小定格電流値Iminよりも大きい場合は電流調光を行い、光源の最小定格電流値Iminに等しい場合はパルス幅調光を行うように光源駆動部42を制御する。
 そして、最大光量から最小光量へ調光する場合には、各発光素子の駆動が、例えば図3に示すように行われる。ここに、制御部41は、フレーム単位で光量制御を行うようになっている。
 フレームF1においては、各発光素子(R-LED43、G-LED44、第1B-LD45a、第2B-LD45b)に、1フレーム期間FP内における最大パルス幅100%かつ最大定格電流値Imaxの駆動電流を印加して、最大光量で発光させる。
 なお、最大定格電流値Imaxおよび最小定格電流値Ith,Iminは、発光素子毎に異なる値であっても構わないし、スペックル抑圧電流値Isp-thもレーザ光源毎に異なる値であっても構わない。そこで、図3においては一例として、R-LED43の最大定格電流値をImax(R)、G-LED44の最大定格電流値をImax(G)、第1B-LD45aの最大定格電流値をImax(B1)、第2B-LD45bの最大定格電流値をImax(B2)として記載している。
 また、最大定格電流値Imax(R),Imax(G),Imax(B1),Imax(B2)は、各発光素子(R-LED43、G-LED44、第1B-LD45a、第2B-LD45b)を最大光量で発光させるフレームF1において、ホワイトバランスがとれているように設定されている。
 すなわち、最大パルス幅100%かつ最大定格電流値Imax(R),Imax(G),Imax(B1),Imax(B2)で各発光素子を発光させたときに得られる最大光量をLmax(R)、Lmax(G),Lmax(B)(ここに、Lmax(B)=Lmax(B1)+Lmax(B2))としたときに、
  Crg={Lmax(R)/Lmax(G)}
  Cbg={Lmax(B)/Lmax(G)}
が成り立つように、最大定格電流値Imax(R),Imax(G),Imax(B1),Imax(B2)が設定されている。
 そして、図3に示すフレームF1~F3の期間においては、全ての発光素子を電流調光により制御している。
 制御部41は、光源駆動部42に第1B-LD45aおよび第2B-LD45bの電流調光を行わせる第1の制御を行っているとき(フレームF1~F3)に、第1B-LD45aに印加する第1の電流値Ib1がスペックル抑圧電流値Isp-thに等しくなり、かつ第2B-LD45bに印加する第2の電流値Ib2がスペックル抑圧電流値Isp-thに等しくなった場合であって、さらに光量を低下させる制御が必要である場合に、第2の制御に移行する。
 そして、制御部41は、第2の制御において、光源駆動部42に、第2の電流値Ib2がスペックル抑圧電流値Isp-thに等しく第2のパルス幅PWb2が最大パルス幅100%である状態を維持させたまま、第1の電流値Ib1がスペックル抑圧電流値Isp-thに等しい状態を維持させながらパルス幅調光を行わせるように制御する(フレームF4~F7)。
 すなわち、制御部41は、電流調光を行うかパルス幅調光を行うかを、第1の印加部と第2の印加部とで個別に設定するように制御する。
 ここに、フレームF4,F5においては第1B-LD45aのみがパルス幅調光であるが、フレームF6,F7においてはさらにR-LED43およびG-LED44もパルス幅調光となっている。
 制御部41は、第2の制御を行っているときに、第1のパルス幅PWb1が最小パルス幅PWminになった場合(フレームF7)であって、さらに光量を低下させる制御が必要である場合に、第3の制御に移行する。
 そして、制御部41は、第3の制御において、光源駆動部42に、第1のパルス幅PWb1が最小パルス幅PWminである状態を維持させたまま、第2の電流値Ib2がスペックル抑圧電流値Isp-thに等しい状態を維持させながらパルス幅調光を行わせるように制御する(フレームF8~F10)。
 制御部41は、第3の制御に移行する際に、まず、光源駆動部42に、第1の電流値Ib1を待機電流値Istbyに設定させ(フレームF8)、その後に、第2B-LD45bのパルス幅調光を行わせるように制御する(フレームF9~F10)。
 次に、図3に示した制御例におけるホワイトバランスを維持した調光について、G-LED44と第1B-LD45aと第2B-LD45bとを例に挙げて説明する。
 まず、制御部41は、1つの色の光の光量を基準として、他の色の光の光量を設定するようになっている。本実施形態においては、上述したように、制御部41が、光量比率Crg,Cbgを記憶しており、G光を基準として、R光およびB光の光量を設定する例を説明する。ただし、他の色の光を基準としても構わないし、1つの色の光を基準とするに限定されるものでもない。
 発光される光の光量は、発光される光の強度を時間積分することにより得られる。このとき、矩形のPWMパルスを用いて矩形の光強度で発光を行えば、光量は、光の強度とパルス幅とを乗算した値に比例する。これらの内のパルス幅は、光源駆動部42から得られる。一方、光の強度は、本実施形態においては、R光センサ43s、G光センサ44s、B光センサ45sの検出結果として得られる。
 なお、上述したように、本実施形態ではR光センサ43s、G光センサ44s、およびB光センサ45sが非積分タイプであることを想定しているために、パルス幅制御を行うと、発光時にはゼロ以外のセンサ値が出力されるが、非発光時にはセンサ値がゼロとなる。従って、以下で述べるような、G光センサ44sにより得られるG光の強度Sg、B光センサ45sにより得られるB光の強度Sb、R光センサ43sにより得られるR光の強度Srは、発光時のセンサ値であるものとする。特に、B光の強度Sbについては、1フレーム内に第1B-LD45aおよび第2B-LD45bが発光しているW発光期間がある場合には、そのW発光期間に検出されるセンサ値であるものとする。
 ただし、R光センサ43s、G光センサ44s、B光センサ45sを省略して、各発光素子へ印加する駆動電流の電流値に基づいて、上述したように、制御部41が記憶しているテーブル(駆動電流の電流値と発光強度との関係を示すテーブル)を参照することにより、発光強度を求めても構わない。あるいは、テーブルに代えて数式等を用いて、電流値に基づき発光強度を算出しても構わない。例えば、α,βを定数としたときに、駆動電流の電流値Iと発光強度Sには、線形関係S=(α×I+β)が近似的に成り立つために、この線形式を用いて算出しても良いし、より複雑な非線形の関数等を用いて算出しても構わない。
 こうして制御部41は、第1の色(青色)の光の第1の強度(本実施形態では、第1の光検出部(B光センサ45s)により検出された第1の強度Sb)と、第2の色(赤色または緑色)の光の第2の強度(本実施形態では、第2の光検出部(R光センサ43s、G光センサ44s)により検出された第2の強度Sr,Sg)とに基づき、第1の色(青色)の光と第2の色(赤色または緑色)の光とが所定のカラーバランス(光量比率Crg,Cbgで表されるカラーバランス)に維持されるように、光源駆動部42を制御するようになっている。
 まず、G光に関して、制御部41は、ビデオプロセッサ20からの光源制御信号に含まれる、画像の明るさ目標値に基づいて、次のフレームにおいて発光させるG光の光量を設定する。設定したG光の光量が、パルス幅100%×(最小定格電流値IminでG-LED44から発光される光の強度)よりも大きい場合には電流制御を行い、未満である場合にはパルス幅制御を行うように、G-LED44へ印加する第3の駆動電流の第3のパルス幅PWgおよび第3の電流値Igを決定する。従って、G光に係る第3のパルス幅PWgおよび第3の電流値Igは、ビデオプロセッサ20からの光源制御信号に基づき決定される。
 一方、G光以外の色の光(ここではB光を説明する)については、G光に係る第3のパルス幅PWgおよび第3の電流値Igに基づき、図3に示す例においては次のように決定される。
 まず、フレームF1~F3においては、上述したように、G-LED44、第1B-LD45a、および第2B-LD45bの何れも電流調光が行われる。そして、PWb1=100%、PWb2=100%に設定した上で、B光の強度がSb=Cbg×Sgとなるように、第1B-LD45aの第1の駆動電流の第1の電流値Ib1、および第2B-LD45bの第2の駆動電流の第2の電流値Ib2が決定される。ここに、第1の電流値Ib1と第2の電流値Ib2とは、異なる値と同一の値との何れでも構わないが、第1B-LD45aと第2B-LD45bとを同一の製品により構成して、電流調光の期間においては同一の電流値で駆動するように制御すると、制御が簡単になってよい。
 そして、フレームF3では、第1のパルス幅PWb1が最大パルス幅100%で第1の電流値Ib1が第1の閾値(第1B-LD45aに係るスペックル抑圧電流値Isp-th)に到達し、かつ第2のパルス幅PWb2が最大パルス幅100%で第2の電流値Ib2が第2の閾値(第2B-LD45bに係るスペックル抑圧電流値Isp-th)に到達している。
 そこで、その後に続くフレームF4~F5においては、第2B-LD45bの駆動制御をフレームF3のときと同じに維持したまま、第1B-LD45aのパルス幅調光が行われる。このときには、G-LED44(およびR-LED43も同様)は引き続き電流調光が行われる。すなわち、フレームF4~F5は、第3の印加部として機能する光源駆動部42が、G-LED44およびR-LED43に対して電流調光を行うフレームである。
 ここに、光源であるG-LED44(およびR-LED43)は、制御部41が所定のカラーバランス(Crg,Cbg)を維持したまま光量を低下させる制御を行う際に、フレームF3よりも後のフレーム(図3の例ではフレームF5)において、第3の電流値(R-LED43の駆動電流の電流値Ir、G-LED44の駆動電流の電流値Ig)が最小定格電流値Iminに到達するように、最小定格電流値Iminが設定されたものとなっている。
 フレームF4~F5において、第1B-LD45aの第1の駆動電流の第1の電流値Ib1はスペックル抑圧電流値Isp-th、かつ第2B-LD45bの第2の駆動電流の第2の電流値Ib2もスペックル抑圧電流値Isp-thに設定されるために、B光の強度(非積分タイプのB光センサ45sにより上述したW発光期間に検出される強度)は、フレームF3のときの強度Sb(F3)と同じで、Sb=Sb(F3)=Cbg×Sg(F3)となる。ここに、Sg(F3)はフレームF3における第2の強度Sgである。なお、以下では同様に、フレームFxの光の強度をS(Fx)などと表すことにする。
 そして、第2B-LD45bの第2の駆動電流の第2のパルス幅PWb2は、PWb2=100%に設定される。また、第1B-LD45aの第1の駆動電流の第1のパルス幅PWb1は、PWb1=[{Sg/Sg(F3)}×200-100]に設定される。ここに、Sgは現フレームにおける目標となる第2の強度である。
 すなわち、制御部41は、第2のパルス幅PWb2を最大パルス幅100%に維持させたまま、強度比率{Sg/Sg(F3)}に第1のパルス幅PWb1の最大パルス幅100%の2倍の200%を乗じたもの[{Sg/Sg(F3)}×200]から、第1のパルス幅PWb1の最大パルス幅100%を減じた値[{Sg/Sg(F3)}×200-100]を、現フレームにおける、第1のパルス幅PWb1に設定するように制御する。
 こうして、制御部41は、所定のカラーバランス(Crg,Cbg)を維持したまま光量を低下させる制御を、フレームF4~F5に対して行う際に、強度比率{Sg/Sg(F3)}に基づいて、現フレームにおける第1のパルス幅PWb1を設定するように制御する。
 そして、フレームF5では、第3の電流値Ig,Irが最小定格電流値Iminに到達している。従って、フレームF5は、第2のパルス幅PWb2を最大パルス幅100%に維持させたまま、第3の電流値Igが光源の最小定格電流値Iminに到達したフレームである。
 そこで、フレームF6~F7においては、第2B-LD45bの駆動制御をフレームF3のときと同じに維持したまま、第1B-LD45aのパルス幅調光を引き続き行い、G-LED44およびR-LED43をパルス幅調光に移行する。すなわち、フレームF6~F7は、第3の印加部として機能する光源駆動部42が、G-LED44およびR-LED43のパルス幅調光を行うフレームである。
 このときに制御部41は、所定のカラーバランス(Crg,Cbg)を維持したまま光量を低下させる制御として、パルス幅比率{PWg/PWg(F5)}と、フレームF5における第1のパルス幅PWb1(F5)と、に基づいて、現フレームにおける第1のパルス幅PWb1を、PWb1=[{PWg/PWg(F5)}×{PWb1(F5)+100}-100]に設定する制御を行う。
 ここに、パルス幅比率{PWg/PWg(F5)}は、第3のパルス幅PWgの最大パルス幅{PWg(F5)=100%}に対する、現フレームにおける目標となる第3のパルス幅PWgの比率である。
 こうして、制御部41は、フレームF5における第1のパルス幅PWb1(F5)と、第1のパルス幅PWb1の最大パルス幅100%と、を加算した値{PWb1(F5)+100}に、パルス幅比率{PWg/PWg(F5)}を乗じた値([{PWg/PWg(F5)}×{PWb1(F5)+100}])から、第1のパルス幅PWb1の最大パルス幅100%を減算した値([{PWg/PWg(F5)}×{PWb1(F5)+100}]-100)を、現フレームにおける、第1のパルス幅PWb1に設定するように制御する。
 フレームF7では、第1B-LD45aに印加する第1の駆動電流の第1のパルス幅PWb1が、最小パルス幅PWminに到達している。
 ここでさらに光量を低下させる制御が必要である場合に、制御部41は、フレームF8に示すように、第1の電流値Ib1を待機電流値Istbyに設定する。
 これにより、第1B-LD45aは実質的に非発光となるために、B光センサ45sにより検出される第1の強度Sbは、フレームF3における第1の強度Sb(F3)の半分となる。
 そして、その後に制御部41は、第2のパルス幅PWb2のパルス幅調光を行うように制御する。
 すなわち、制御部41は、比率{PWg/PWg(F8)}に、第2のパルス幅PWb2の最大パルス幅100%を乗じたもの{100×PWg/PWg(F8)}を、現フレームにおける、第2のパルス幅PWb2に設定するように、つまり、PWb2={100×PWg/PWg(F8)}となるように制御する。
 ここに、比率{PWg/PWg(F8)}は、フレームF8における第3のパルス幅{PWg(F8)}に対する、現フレームにおける目標となる第3のパルス幅PWgの比率である。
 その後、フレームF10において、第2のパルス幅PWb2が最小パルス幅PWminに到達する(図3の例では、このフレームF10において、第3のパルス幅PWg,PWrも共に最小パルス幅PWminに到達している)と、最小光量となる。
 次に、図6は、光源装置40における光量制御の流れを示すフローチャートである。図6および後述する図7、図8の処理は、制御部41が光源装置40内の各部を制御することにより行われる。
 この処理を開始すると、ビデオプロセッサ20からの光源制御信号が、画像の目標光量を減少させるものであるか否かを判定する(ステップS1)。
 ここで、減少させるものであると判定された場合には、G光量減少処理(ステップS2)、R光量減少処理(ステップS3)、B光量減少処理(ステップS4)を行う。なお、ステップS2~S4の処理は任意の順序で行って構わないし、同時に行ってもよい。
 また、ステップS1において、目標光量を減少させるものでないと判定された場合には、画像の目標光量を増加させるものであるか否かを判定する(ステップS5)。
 ここで、目標光量を増加させるものでないと判定された場合には、目標光量は現状維持であるために、ステップS1へ戻って次のフレームの処理に備える。
 一方、ステップS5において、目標光量を増加させるものであると判定された場合には、G光量増加処理(ステップS6)、R光量増加処理(ステップS7)、B光量増加処理(ステップS8)を行う。なお、ステップS6~S8の処理は任意の順序で行って構わないし、同時に行ってもよい。
 こうしてステップS8の処理を行ったら、ステップS1へ戻って次のフレームの処理に備える。
 なお、ステップS3のR光量減少処理は、ステップS2のG光量減少処理(図7参照)とほぼ同様に行われるために、詳細な説明を省略する。また、ステップS6~S8のG,R,B光量増加処理は、それぞれ、ステップS2~S4のG,R,B光量減少処理の逆処理として行われるために、詳細な説明を同様に省略する。
 図7は、図6におけるG光量減少の処理の詳細を示すフローチャートである。
 この処理を開始すると、現在のG-LED44の制御が、電流調光を行う電流制御領域であるか否かを判定する(ステップS11)。
 ここで、電流制御領域であると判定された場合には、G-LED44に印加する第3の電流値Igを減少させる(ステップS12)。
 そして、G光の目標光量に達したか否かを判定する(ステップS13)。
 目標光量に達していないと判定された場合には、さらに、第3の電流値Igが最小定格電流値Iminに達したか否かを判定する(ステップS14)。
 ここで最小定格電流値Iminに達していないと判定された場合には、ステップS12へ戻って第3の電流値Igをさらに減少させる。
 一方、ステップS11において電流制御領域でないと判定された場合、またはステップS14において最小定格電流値Iminに達したと判定された場合には、G-LED44の制御をパルス幅調光に移行して、パルス幅PWgを減少させる(ステップS15)。
 そして、G光の目標光量に達したか否かを判定する(ステップS16)。
 目標光量に達していないと判定された場合には、さらに、パルス幅PWgが最小パルス幅PWminに達したか否かを判定する(ステップS17)。
 ここで最小パルス幅PWminに達していないと判定された場合には、ステップS15へ戻ってパルス幅PWgをさらに減少させる。
 こうして、ステップS17において最小パルス幅PWminに達したと判定された場合、ステップS13またはステップS16においてG光の目標光量に達したと判定された場合には、この処理から図6に示した処理にリターンする。
 図8は、図6におけるB光量減少の処理の詳細を示すフローチャートである。
 この処理を開始すると、現在の第1B-LD45aおよび第2B-LD45bの制御が、電流調光を行う電流制御領域であるか否かを判定する(ステップS21)。
 ここで、電流制御領域であると判定された場合には、第1B-LD45aに印加する第1の電流値Ib1および第2B-LD45bに印加する第2の電流値Ib2を減少させる(ステップS22)。
 そして、B光の目標光量に達したか否かを判定する(ステップS23)。
 目標光量に達していないと判定された場合には、さらに、第1の電流値Ib1および第2の電流値Ib2がスペックル抑圧電流値Isp-thに達したか否かを判定する(ステップS24)。
 ここでスペックル抑圧電流値Isp-thに達していないと判定された場合には、ステップS22へ戻って第1の電流値Ib1および第2の電流値Ib2をさらに減少させる。
 一方、ステップS21において電流制御領域でないと判定された場合、またはステップS24においてスペックル抑圧電流値Isp-thに達したと判定された場合には、まず、第1B-LD45aの第1のパルス幅PWb1が最小パルス幅PWminであるか否かを判定する(ステップS25)。
 ここで第1のパルス幅PWb1が最小パルス幅PWminでないと判定された場合には、第1B-LD45aの制御をパルス幅調光に移行して、第1のパルス幅PWb1を減少させる(ステップS26)。
 そして、B光の目標光量に達したか否かを判定する(ステップS27)。
 目標光量に達していないと判定された場合には、さらに、第1のパルス幅PWb1が最小パルス幅PWminに達したか否かを判定する(ステップS28)。
 ここで最小パルス幅PWminに達していないと判定された場合には、ステップS26へ戻って第1のパルス幅PWb1をさらに減少させる。
 一方、ステップS28において最小パルス幅PWminに達したと判定された場合、またはステップS25において第1の駆動電流が最小パルス幅PWminであると判定された場合には、第1の電流値Ib1を待機電流値Istbyに設定する(ステップS29)。
 その後、第2B-LD45bの制御をパルス幅調光に移行して、第2の駆動電流の第2のパルス幅PWb2を減少させる(ステップS30)。
 そして、B光の目標光量に達したか否かを判定する(ステップS31)。
 目標光量に達していないと判定された場合には、さらに、第2のパルス幅PWb2が最小パルス幅PWminに達したか否かを判定する(ステップS32)。
 ここで最小パルス幅PWminに達していないと判定された場合には、ステップS30へ戻って第2のパルス幅PWb2をさらに減少させる。
 こうして、ステップS32において第2のパルス幅PWb2が最小パルス幅PWminに達したと判定された場合、ステップS23、ステップS27、またはステップS31においてB光の目標光量に達したと判定された場合には、この処理から図6に示した処理にリターンする。
 なお、上述では内視鏡10と別体に構成された内視鏡用光源装置40を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、内視鏡10に内視鏡用光源装置40が組み込まれる構成であっても構わない。
 また、上述では同色の光を発光するLDを2つ設ける例を挙げたために、電流調光とパルス幅調光との切換タイミングを1つのLD毎に異ならせたが、例えば4つ(あるはそれ以上の数)のLDを設ける場合には、2つ(もしくはそれ以上の数)のLDを組にして、組毎に電流調光とパルス幅調光との切換タイミングを異ならせても構わない。
 このような実施形態1によれば、第1B-LD45aに印加する第1の電流値Ib1が、スペックル抑圧電流値Isp-thよりも大きい場合は電流調光を行い、スペックル抑圧電流値Isp-thに等しい場合はパルス幅調光を行うように制御し、第2B-LD45bに印加する第2の電流値Ib2が、スペックル抑圧電流値Isp-thよりも大きい場合は電流調光を行い、スペックル抑圧電流値Isp-thに等しい場合はパルス幅調光を行うように制御したために、第1のレーザ光および第2のレーザ光のスペックルを良好に抑制することができる。
 そして、第1B-LD45aおよび第2B-LD45bが同一色のレーザ光を発生するように構成したために、適切な制御を行うことで、良好な調光特性を実現することも可能となる。
 また、第1の電流値Ib1および第2の電流値Ib2がスペックル抑圧電流値Isp-thに等しく、第2のパルス幅PWb2が最大パルス幅100%である状態を維持させたまま、第1のパルス幅PWb1のパルス幅調光を行うようにしたために、スペックルを抑制しながら、階調再現性を高くすることができる。
 さらに、第1のパルス幅PWb1が最小パルス幅PWminである状態を維持したまま、第2の電流値Ib2がスペックル抑圧電流値Isp-thに等しい状態を維持して第2のパルス幅PWb2のパルス幅調光を行うようにしたために、高い階調再現性で、調光ダイナミックレンジを広くすることができる。
 そして、第1の電流値Ib1を待機電流値Istbyに設定し、その後に、第2のパルス幅PWb2のパルス幅調光を行うようにしたために、B光を発光するレーザダイオードを1つのみ設ける場合では達成できない低い光量を、スペックルを抑制しながら達成することができる。
 加えて、G光を発生するG-LED44(またはR光を発生するR-LED43)を設けて、B光の第1の強度Sbと、G光の第2の強度Sg(またはR光の第2の強度Sr)とに基づき、B光とG光(またはR光)とが所定のカラーバランスに維持されるようにしたために、調光を行っても照明光のホワイトバランスを一定にすることができる。
 また、強度比率{Sg/Sg(F3)}に基づいて現フレームにおける第1のパルス幅PWb1を設定するようにしたために、G光の第2の強度Sgを基準としたカラーバランス制御を行うことができ、制御が簡単となる。
 特に、第2のパルス幅をPWb2=100%に維持したまま、現フレームの第1のパルス幅をPWb1=[{Sg/Sg(F3)}×200-100]に設定することで、第1B-LD45aと第2B-LD45bとを個別に制御しながら、カラーバランスを適切に維持することができる。
 さらに、パルス幅比率{PWg/PWg(F5)}と、第1のパルス幅PWb1(F5)とに基づいて、現フレームにおける第1のパルス幅PWb1を設定するように制御したために、G光の第3のパルス幅PWgを基準としたカラーバランス制御を行うことができ、制御が簡単となる。
 特に、第2のパルス幅をPWb2=100%に維持したまま、現フレームの第1のパルス幅をPWb1=([{PWg/PWg(F5)}×{PWb1(F5)+100}]-100)に設定することで、第1B-LD45aと第2B-LD45bとを個別に制御しながら、カラーバランスを適切に維持することができる。
 そして、PWb1=PWminになった場合に、Ib1=Istbyに設定して、第2のパルス幅PWb2のパルス幅調光を行うようにしたために、B光を発光するレーザダイオードを1つのみ設ける場合では達成できない低い光量を、スペックルを抑制しながら達成することができる。
 加えて、現フレームの第2のパルス幅をPWb2={100×PWg/PWg(F8)}に設定することで、G光の第3のパルス幅PWgを基準として、第2のパルス幅PWb2のパルス幅調光によるカラーバランス制御を容易に行うことができる。
 また、カラーバランスの制御を、B光センサ45sにより検出された第1の強度Sbと、G光センサ44sにより検出された第2の強度Sgとに基づき行うようにしたために、実測値に基づく高精度の制御を行うことが可能となる。これにより、例えば温度が変化して各発光素子の発光強度が変化しても、正確なホワイトバランスを保つことができる。
 なお、第1B-LD45aが発生する第1のレーザ光の強度を検知する第1のレーザ光検知器と、第2B-LD45bが発生する第2のレーザ光の強度を検知する第2のレーザ光検知器とを個別に設ける場合には、それぞれが発生する光の強度を正確に測定することができる。
 一方、第1のレーザ光と第2のレーザ光とが足し合わされた合波光の強度を、1つのレーザ光検知器(B光センサ45s)で検出する場合には、構成を簡単にすることができる。
[実施形態2]
 図9および図10は本発明の実施形態2を示したものであり、図9は最大光量から最小光量へ調光する際のB色光およびG色光に係る各発光素子の駆動の様子を示すタイミングチャートである。
 この実施形態2において、上述の実施形態1と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
 上述した実施形態1では、制御部41が、電流調光を行うかパルス幅調光を行うかを、第1の印加部と第2の印加部とで個別に設定するように制御していた。これに対して本実施形態では、制御部41が、電流調光を行うかパルス幅調光を行うかを、第1の印加部と第2の印加部とに対して同一に設定するように制御している。
 図9に示す最大光量から最小光量へ調光する制御を、上述した実施形態1の図3に示した制御と対比しながら説明する。なお、G光を基準としたB光の制御について説明するために、図9ではR-LED43に係る記載は省略している。
 まず、G-LED44に対して、フレームF1~F5において電流調光を行い、フレームF6~F10においてパルス幅調光を行うのは、図3とほぼ同様である。
 フレームF1~F3の制御は、図3と同じであり、制御部41は、光源駆動部42に第1B-LD45aおよび第2B-LD45bの電流調光を行わせる第1の制御を行っている。
 そして、フレームF3では、第1の電流値Ib1および第2の電流値Ib2が何れもスペックル抑圧電流値Isp-thに到達している。
 続くフレームF4~F7において、制御部41は、光源駆動部42に、第1の電流値Ib1および第2の電流値Ib2がスペックル抑圧電流値Isp-thに等しい状態を維持させたまま、第1のパルス幅PWb1および第2のパルス幅PWb2をパルス幅調光するように制御する。
 具体的に、制御部41は、フレームF4~F5において、強度比率{Sg/Sg(F3)}に第1のパルス幅PWb1の最大パルス幅100%を乗じた値{100Sg/Sg(F3)}を、現フレームにおける、第1のパルス幅PWb1および第2のパルス幅PWb2に設定するように制御する。
 従って、フレームF4~F5においては、第1のパルス幅PWb1と第2のパルス幅PWb2とで共通するパルス幅をPWbとすれば、PWb={100Sg/Sg(F3)}に設定される。
 フレームF5では、第3の電流値IgがG-LED44の最小定格電流値Iminに到達している。
 そこで、フレームF6~F7において、制御部41は、パルス幅比率{PWg/PWg(F5)}に、フレームF5における第1のパルス幅{PWb(F5)}を乗じた値{PWb(F5)・PWg/PWg(F5)}を、現フレームにおける、第1のパルス幅PWb1および第2のパルス幅PWb2に設定するように制御する。
 従って、フレームF6~F7においては、PWb={PWb(F5)・PWg/PWg(F5)}に設定される。
 フレームF7では、共通するパルス幅PWbが、最小パルス幅PWminに到達している。
 ここで、本実施形態においては、ホワイトバランスよりも調光ダイナミックレンジを優先する処理を行う。
 すなわち、さらに光量を低下させる制御が必要である場合に、制御部41は、フレームF8に示すように、共通するパルス幅PWbを最小パルス幅PWminに維持したまま、第1の電流値Ib1および第2の電流値Ib2を待機電流値Istbyに設定して、第1B-LD45aおよび第2B-LD45bを実質的に非発光とする。そして、制御部41は、G-LED44(およびR-LED43)の第3の電流値Ig,Irを最小定格電流値Iminに維持したまま、第3のパルス幅PWg,PWrのパルス幅調光を行うことで、照明光の光量を制御する。
 こうして、第3のパルス幅PWg,PWrが共に最小パルス幅PWminに到達するフレームF10において、最小光量となる。
 次に、図10は、内視鏡用光源装置40におけるB光量減少の処理を示すフローチャートである。
 図6のステップS4においてこの処理を開始すると、まず、図8を参照して説明したようなステップS21~S24の処理を行う。
 そして、ステップS21において電流制御領域でないと判定された場合、またはステップS24においてスペックル抑圧電流値Isp-thに達したと判定された場合には、まず、第1のパルス幅PWb1および第2のパルス幅PWb2が最小パルス幅PWminであるか否かを判定する(ステップS25A)。
 ここで第1のパルス幅PWb1および第2のパルス幅PWb2が最小パルス幅PWminでないと判定された場合には、第1B-LD45aおよび第2B-LD45bの制御をパルス幅調光に移行して、第1のパルス幅PWb1および第2のパルス幅PWb2を減少させる(ステップS26A)。
 そして、B光の目標光量に達したか否かを判定する(ステップS27A)。
 目標光量に達していないと判定された場合には、さらに、第1のパルス幅PWb1および第2のパルス幅PWb2が最小パルス幅PWminに達したか否かを判定する(ステップS28A)。
 ここで最小パルス幅PWminに達していないと判定された場合には、ステップS26Aへ戻って第1のパルス幅PWb1および第2のパルス幅PWb2をさらに減少させる。
 また、ステップS28Aにおいて、最小パルス幅PWminに達したと判定された場合、またはステップS25Aにおいて第1のパルス幅PWb1および第2のパルス幅PWb2が最小パルス幅PWminであると判定された場合には、第1の電流値Ib1および第2の電流値Ib2を待機電流値Istbyに設定する(ステップS29A)。
 なお、0よりも大きく第1B-LD45aの最小定格電流値Ithよりも低いという条件を満たせば、第1の電流値Ib1の待機電流値Istbyと、第2の電流値Ib2の待機電流値Istbyとを異ならせても構わない。
 ステップS29Aの処理を行った場合、ステップS23、またはステップS27AにおいてB光の目標光量に達したと判定された場合には、この処理から図6に示した処理にリターンする。
 このような実施形態2によれば、上述した実施形態1とほぼ同様の効果を奏するとともに、第1のパルス幅PWb1および第2のパルス幅PWb2を何れも{100Sg/Sg(F3)}に設定することで、第1B-LD45aと第2B-LD45bとに同一の制御を行いながら、G光の第2の強度Sgを基準としてカラーバランスを適切に維持することができる。
 さらに、第1のパルス幅PWb1および第2のパルス幅PWb2を何れも{PWb(F5)・PWg/PWg(F5)}に設定することで、第1B-LD45aと第2B-LD45bとに同一の制御を行いながら、G光の第3のパルス幅PWgを基準としてカラーバランスを適切に維持することができる。
 なお、上述した各部の処理は、ハードウェアとして構成された1つ以上のプロセッサが行うようにしてもよい。例えば、各部は、それぞれが電子回路として構成されたプロセッサであっても構わないし、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路で構成されたプロセッサにおける各回路部であってもよい。または、1つ以上のCPUで構成されるプロセッサが、記録媒体に記録された処理プログラムを読み込んで実行することにより、各部としての機能を実行するようにしても構わない。
 また、上述では主として内視鏡用光源装置について説明したが、内視鏡用光源装置を上述したように作動させる作動方法であってもよいし、コンピュータに内視鏡用光源装置と同様の処理を行わせるための処理プログラム、該処理プログラムを記録するコンピュータにより読み取り可能な一時的でない記録媒体、等であっても構わない。
 さらに、本発明は上述した実施形態そのままに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することができる。また、上記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、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から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。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
 本出願は、2018年2月27日に日本国に出願された特願2018-33060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、図面に引用されたものとする。

Claims (15)

  1.  第1の駆動電流が印加され、被検体に挿入される内視鏡からの照明光の一部として、前記第1の駆動電流の電流値に応じた強度の第1のレーザ光を発生する第1のレーザ光源と、
     第1のパルス幅で、前記第1のレーザ光源の最大定格電流値以下の第1の電流値の前記第1の駆動電流を前記第1のレーザ光源に印加する第1の印加部と、
     第2の駆動電流が印加され、前記第2の駆動電流の電流値に応じた強度の、前記第1のレーザ光の色と同じ第1の色の第2のレーザ光を、前記内視鏡からの照明光の一部として発生する第2のレーザ光源と、
     第2のパルス幅で、前記第2のレーザ光源の最大定格電流値以下の第2の電流値の前記第2の駆動電流を前記第2のレーザ光源に印加する第2の印加部と、
     前記第1のレーザ光のスペックルを抑制するために設定された、前記第1のレーザ光源の最小定格電流値よりも大きい電流値である第1の閾値と、前記第2のレーザ光のスペックルを抑制するために設定された、前記第2のレーザ光源の最小定格電流値よりも大きい電流値である第2の閾値と、に基づいて、前記第1の電流値が、前記第1の閾値よりも大きい場合は前記第1のパルス幅を最大パルス幅にして電流調光を行い、前記第1の閾値に等しい場合はパルス幅調光を行うように前記第1の印加部を制御し、前記第2の電流値が、前記第2の閾値よりも大きい場合は前記第2のパルス幅を最大パルス幅にして電流調光を行い、前記第2の閾値に等しい場合はパルス幅調光を行うように前記第2の印加部を制御する光源制御部と、
     を有することを特徴とする内視鏡用光源装置。
  2.  前記光源制御部は、前記第1の印加部および前記第2の印加部に電流調光を行わせる第1の制御を行っているときに、前記第1の電流値が前記第1の閾値に等しくなり、かつ前記第2の電流値が前記第2の閾値に等しくなった場合であって、さらに光量を低下させる制御が必要である場合に、第2の制御に移行して、前記第2の印加部に、前記第2の電流値が前記第2の閾値に等しく前記第2のパルス幅が最大パルス幅である状態を維持させたまま、前記第1の印加部に、前記第1の電流値が前記第1の閾値に等しい状態を維持させながらパルス幅調光を行わせるように制御することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用光源装置。
  3.  前記光源制御部は、前記第2の制御を行っているときに、前記第1のパルス幅が最小パルス幅になった場合であって、さらに光量を低下させる制御が必要である場合に、第3の制御に移行して、前記第1の印加部に、前記第1のパルス幅が最小パルス幅である状態を維持させたまま、前記第2の印加部に、前記第2の電流値が前記第2の閾値に等しい状態を維持させながらパルス幅調光を行わせるように制御することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡用光源装置。
  4.  前記光源制御部は、前記第3の制御に移行する際に、まず、前記第1の印加部に、前記第1の電流値を0よりも大きく前記第1のレーザ光源の最小定格電流値よりも低い待機電流値に設定させ、その後に、前記第2の印加部によるパルス幅調光を行わせるように制御することを特徴とする請求項3に記載の内視鏡用光源装置。
  5.  第3のパルス幅で、最大定格電流値以下の第3の電流値の第3の駆動電流を発生する第3の印加部と、
     前記第3の印加部から前記第3の駆動電流が印加され、前記第3の電流値に応じた強度の、前記第1の色とは異なる第2の色の光を、前記内視鏡からの照明光の一部として発生する光源と、
     をさらに有し、
     前記光源制御部は、前記第3の電流値が、前記光源の最小定格電流値よりも大きい場合は電流調光を行い、前記光源の最小定格電流値に等しい場合はパルス幅調光を行うように前記第3の印加部を制御し、
     さらに、前記光源制御部は、前記第1の色の光の第1の強度と、前記第2の色の光の第2の強度とに基づき、前記第1の色の光と前記第2の色の光とが所定のカラーバランスに維持されるように、前記第1の印加部、前記第2の印加部、および前記第3の印加部を制御することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用光源装置。
  6.  前記光源制御部は、フレーム単位で光量制御を行うものであり、
     前記光源は、前記光源制御部が前記所定のカラーバランスを維持したまま光量を低下させる制御を行う際に、前記第1の電流値が前記第1の閾値に到達したフレームよりも後のフレームにおいて、前記第3の電流値が最小定格電流値に到達するように、前記最小定格電流値が設定されたものであり、
     さらに、前記光源制御部は、前記所定のカラーバランスを維持したまま光量を低下させる制御を、前記第3の印加部が電流調光を行うフレームに対して行う際に、強度比率に基づいて、現フレームにおける前記第1のパルス幅を設定するように制御する、
     ここに、前記強度比率は、前記第1のパルス幅が最大パルス幅で前記第1の閾値に到達し、かつ前記第2のパルス幅が最大パルス幅で前記第2の閾値に到達したフレームにおける、前記第2の強度に対する、現フレームにおける目標となる前記第2の強度の比率であることを特徴とする請求項5に記載の内視鏡用光源装置。
  7.  前記光源制御部は、前記所定のカラーバランスを維持したまま光量を低下させる制御を、前記第3の印加部がパルス幅調光を行うフレームに対して行う際に、パルス幅比率と、前記第3の電流値が前記光源の最小定格電流値に到達したフレームにおける前記第1のパルス幅と、に基づいて、現フレームにおける前記第1のパルス幅を設定するように制御する、
     ここに、前記パルス幅比率は、前記第3のパルス幅の最大パルス幅に対する、現フレームにおける目標となる前記第3のパルス幅の比率であることを特徴とする請求項6に記載の内視鏡用光源装置。
  8.  前記光源制御部は、電流調光を行うかパルス幅調光を行うかを、前記第1の印加部と前記第2の印加部とに対して同一に設定するように制御するものであり、
     さらに、前記光源制御部は、前記強度比率に前記第1のパルス幅の最大パルス幅を乗じた値を、現フレームにおける、前記第1のパルス幅および前記第2のパルス幅に設定するように制御することを特徴とする請求項6に記載の内視鏡用光源装置。
  9.  前記光源制御部は、電流調光を行うかパルス幅調光を行うかを、前記第1の印加部と前記第2の印加部とに対して同一に設定するように制御するものであり、
     さらに、前記光源制御部は、前記パルス幅比率に、前記第3の電流値が前記光源の最小定格電流値に到達したフレームにおける前記第1のパルス幅を乗じた値を、現フレームにおける、前記第1のパルス幅および前記第2のパルス幅に設定するように制御することを特徴とする請求項7に記載の内視鏡用光源装置。
  10.  前記光源制御部は、電流調光を行うかパルス幅調光を行うかを、前記第1の印加部と前記第2の印加部とで個別に設定するように制御するものであり、
     さらに、前記光源制御部は、前記第2のパルス幅を最大パルス幅に維持させたまま、前記強度比率に前記第1のパルス幅の最大パルス幅の2倍を乗じたものから、前記第1のパルス幅の最大パルス幅を減じた値を、現フレームにおける、前記第1のパルス幅に設定するように制御することを特徴とする請求項6に記載の内視鏡用光源装置。
  11.  前記光源制御部は、電流調光を行うかパルス幅調光を行うかを、前記第1の印加部と前記第2の印加部とで個別に設定するように制御するものであり、
     さらに、前記光源制御部は、前記第2のパルス幅を最大パルス幅に維持させたまま、前記第3の電流値が前記光源の最小定格電流値に到達したフレームにおける前記第1のパルス幅と、前記第1のパルス幅の最大パルス幅と、を加算した値に、前記パルス幅比率を乗じた値から、前記第1のパルス幅の最大パルス幅を減算した値を、現フレームにおける、前記第1のパルス幅に設定するように制御することを特徴とする請求項7に記載の内視鏡用光源装置。
  12.  前記光源制御部は、前記第1のパルス幅が最小パルス幅になった場合であって、さらに光量を低下させる制御が必要である場合に、前記第1の電流値を0よりも大きく前記第1のレーザ光源の最小定格電流値よりも低い待機電流値に設定して、前記第2のパルス幅のパルス幅調光を行うように制御するものであり、
     さらに、前記光源制御部は、前記第1の電流値が前記待機電流値に設定されたフレームにおける前記第3のパルス幅に対する、現フレームにおける目標となる前記第3のパルス幅の比率に、前記第2のパルス幅の最大パルス幅を乗じたものを、現フレームにおける、前記第2のパルス幅に設定するように制御することを特徴とする請求項11に記載の内視鏡用光源装置。
  13.  前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とが入射され、入射された光の前記第1の強度を検出する第1の光検出部と、
     前記光源が発生する光が入射され、入射された光の前記第2の強度を検出する第2の光検出部と、
     をさらに有し、
     前記光源制御部は、前記第1の色の光と前記第2の色の光とを前記所定のカラーバランスに維持する制御を、前記第1の光検出部により検出された前記第1の強度と、前記第2の光検出部により検出された前記第2の強度とに基づき行うことを特徴とする請求項5に記載の内視鏡用光源装置。
  14.  前記第1の光検出部は、前記第1のレーザ光が入射され、入射された前記第1のレーザ光の強度を検知する第1のレーザ光検知器と、前記第2のレーザ光が入射され、入射された前記第2のレーザ光の強度を検知する第2のレーザ光検知器と、を有することを特徴とする請求項13に記載の内視鏡用光源装置。
  15.  前記第1の光検出部は、前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とが足し合わされた合波光が入射され、入射された前記合波光の強度を検知するレーザ光検知器を有することを特徴とする請求項13に記載の内視鏡用光源装置。
PCT/JP2018/032441 2018-02-27 2018-08-31 内視鏡用光源装置 WO2019167315A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018567968A JP6564538B1 (ja) 2018-02-27 2018-08-31 内視鏡用光源装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018033060 2018-02-27
JP2018-033060 2018-02-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019167315A1 true WO2019167315A1 (ja) 2019-09-06

Family

ID=67808884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/032441 WO2019167315A1 (ja) 2018-02-27 2018-08-31 内視鏡用光源装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019167315A1 (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012100834A (ja) * 2010-11-09 2012-05-31 Fujifilm Corp 内視鏡装置
JP2012245349A (ja) * 2011-05-02 2012-12-13 Fujifilm Corp 医療機器の光源装置、及び内視鏡装置
JP2014207204A (ja) * 2013-04-16 2014-10-30 ローム株式会社 バックライト装置ならびにそれを用いたディスプレイ装置および電子機器
WO2016056459A1 (ja) * 2014-10-10 2016-04-14 オリンパス株式会社 光源装置及び光源装置の制御方法
WO2016084163A1 (ja) * 2014-11-26 2016-06-02 オリンパス株式会社 照明装置及び照明装置を備えた内視鏡
JP2016174976A (ja) * 2016-06-29 2016-10-06 富士フイルム株式会社 内視鏡システム
JP2016194981A (ja) * 2015-03-31 2016-11-17 ウシオ電機株式会社 調光装置及び光源装置
JP2017117740A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 電源装置および照明器具
WO2018008079A1 (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 オリンパス株式会社 複数の狭帯域光源を備えた照明装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012100834A (ja) * 2010-11-09 2012-05-31 Fujifilm Corp 内視鏡装置
JP2012245349A (ja) * 2011-05-02 2012-12-13 Fujifilm Corp 医療機器の光源装置、及び内視鏡装置
JP2014207204A (ja) * 2013-04-16 2014-10-30 ローム株式会社 バックライト装置ならびにそれを用いたディスプレイ装置および電子機器
WO2016056459A1 (ja) * 2014-10-10 2016-04-14 オリンパス株式会社 光源装置及び光源装置の制御方法
WO2016084163A1 (ja) * 2014-11-26 2016-06-02 オリンパス株式会社 照明装置及び照明装置を備えた内視鏡
JP2016194981A (ja) * 2015-03-31 2016-11-17 ウシオ電機株式会社 調光装置及び光源装置
JP2017117740A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 電源装置および照明器具
JP2016174976A (ja) * 2016-06-29 2016-10-06 富士フイルム株式会社 内視鏡システム
WO2018008079A1 (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 オリンパス株式会社 複数の狭帯域光源を備えた照明装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6138203B2 (ja) 内視鏡装置
JP5431294B2 (ja) 内視鏡装置
JP6010255B2 (ja) 光源装置及び光源装置の作動方法
JP5292379B2 (ja) 内視鏡装置
JP6072369B2 (ja) 内視鏡装置
WO2016056388A1 (ja) 撮像システム
JP6180612B2 (ja) 内視鏡装置
JP5974187B2 (ja) 撮像システム
JP6461742B2 (ja) 内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法
JP6564538B1 (ja) 内視鏡用光源装置
JP7087096B2 (ja) 光源装置、内視鏡システム、及び、光源装置の制御方法
WO2019167315A1 (ja) 内視鏡用光源装置
JP5694492B2 (ja) 内視鏡装置
JP6353962B2 (ja) 内視鏡装置
JP2016005804A (ja) 内視鏡装置
JP6046854B2 (ja) 内視鏡装置
JP5816765B2 (ja) 内視鏡装置
US11744436B2 (en) Subject observation system, light source apparatus for endoscope, method of operating subject observation system, and recording medium
JP6630777B2 (ja) 内視鏡装置
US20220057623A1 (en) Image system, endoscope system, light source device, and control method for light source device
JP2012100887A (ja) 内視鏡装置
WO2020044613A1 (ja) 内視鏡システム

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018567968

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18907956

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18907956

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1