JP2006043248A

JP2006043248A - Light source device

Info

Publication number: JP2006043248A
Application number: JP2004230555A
Authority: JP
Inventors: Minoru Murayama; 稔村山
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2006-02-16

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To apply two rays of light emitted from different light sources to an object of observation with the same characteristics of the luminous intensity distribution. SOLUTION: The light source device 20 comprises an excitation light source 41 to emit excitation light L2 for exciting autofluorescence and a white light source 31 to emit white light L1. The white light L1 and the excitation light L2 are incident on a converging lens 50 in such a way that their respective light paths are not superimposed on the light axis of the lens and that they are not superimposed on each other. When the excitation light L2 and the white light L1 are incident on the converging lens 50, the center of the luminous flux of the excitation light L2 and that of the white light L1 are located at equal distance from the light axis. The excitation light and visible light converging at the converging lens 50 enter a light guide 16 through a glass rod 51. COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、２つの光源から発せられる光を、照明光学系に入射させるための光源装置であって、例えば内視鏡の光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device for causing light emitted from two light sources to enter an illumination optical system, for example, an endoscope light source device.

従来、生体内の自家蛍光を利用することにより、生体内に生じた異常を検出する自家蛍光観察内視鏡システムが知られている。このシステムでは、励起光が生体内組織に照射されると、生体内組織において自家蛍光が励起され、その自家蛍光の違いにより生体内組織の異常が発見される。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an autofluorescence observation endoscope system that detects an abnormality occurring in a living body by using in-vivo autofluorescence. In this system, when excitation light is irradiated onto a tissue in a living body, autofluorescence is excited in the tissue in the living body, and an abnormality in the tissue in the living body is found due to the difference in the autofluorescence.

この内視鏡システムにおいて、生体内の自家蛍光を観察するとともに通常の反射光画像を観察しようとする場合、あるいは自家蛍光画像と通常の反射光画像の２つの画像を用いて演算処理する場合には、励起光と通常の光（可視光）を生体内に照射する。したがって、このシステムの光源装置は、白色光を発する白色光源と、自家蛍光を励起するための励起光を発する励起光光源を備え、これら２つの光源によって発せられた白色光と、励起光は同一のライトガイドを介して繰り返し交互に生体内に照射される。 In this endoscope system, when observing autofluorescence in a living body and observing a normal reflected light image, or when performing arithmetic processing using two images of an autofluorescent image and a normal reflected light image Irradiates the living body with excitation light and normal light (visible light). Therefore, the light source device of this system includes a white light source that emits white light and an excitation light source that emits excitation light to excite autofluorescence, and the white light emitted by these two light sources is the same as the excitation light. The light is repeatedly irradiated into the living body through the light guide.

したがって従来、特許文献１、および特許文献２に記載されるように、２つの光源から発した光の光路を一致させることにより、光を同一のライトガイドに入射させることが知られている。これら特許文献においては、白色光の光路と、励起光の光路が交差する位置にダイクロイックミラーまたはプリズムが配置され、このダイクロイックミラー等で励起光が反射させられるとともに白色光が透過させられることにより、２つの光の光路が一致させられている。
特開２００３−６１９０９号公報特開２００２−６５６０２号公報 Therefore, conventionally, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is known that light is incident on the same light guide by matching the optical paths of light emitted from two light sources. In these patent documents, a dichroic mirror or a prism is disposed at a position where the optical path of white light and the optical path of excitation light intersect, and the excitation light is reflected by this dichroic mirror or the like and white light is transmitted. The optical paths of the two lights are matched.
JP 2003-61909 A JP 2002-65602 A

特許文献１および２に記載のダイクロイックミラー等は、波長に応じて光を反射・透過させるので、例えば特定の波長以上の光（白色光）を透過させるとともに、特定の波長以下の光を反射させることにより、２つの光の光路を一致させている。 Since the dichroic mirrors and the like described in Patent Documents 1 and 2 reflect and transmit light according to the wavelength, for example, transmit light having a specific wavelength or more (white light) and reflect light having a specific wavelength or less. Thus, the optical paths of the two lights are matched.

しかし、例えば励起光が可視光を含む光である場合、励起光の全てをダイクロイックミラーで反射させようとすると、白色光に含まれる励起光近傍の波長の可視光は、ダイクロイックミラーで反射させられ、被写体に照射させられないので、白色光を照射したときにおける観察画像の色再現性は悪化する。 However, for example, when the excitation light is light including visible light, if all of the excitation light is reflected by the dichroic mirror, visible light in the vicinity of the excitation light included in white light is reflected by the dichroic mirror. Since the subject cannot be irradiated, the color reproducibility of the observation image when white light is irradiated deteriorates.

そこで本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、２つの光源から発せられる光を、適正に観察画像に照射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。 Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a light source device that can appropriately irradiate an observation image with light emitted from two light sources.

本発明に係る光源装置は、自家蛍光を励起させるための励起光を出射する励起光光源と、可視光を出射する可視光光源と、励起光および可視光それぞれの光束中心が、異なる場所に入射される集光レンズ群と、集光レンズ群によって励起光および可視光が入射されるライトガイドとを備え、集光レンズ群は、励起光と可視光とをライトガイドの同一位置に集光させることを特徴とする。 The light source device according to the present invention includes an excitation light source that emits excitation light for exciting autofluorescence, a visible light source that emits visible light, and the light flux centers of the excitation light and visible light are incident on different places. A condensing lens group, and a light guide into which excitation light and visible light are incident by the condensing lens group, and the condensing lens group condenses the excitation light and the visible light at the same position of the light guide. It is characterized by that.

励起光と可視光のそれぞれの光束中心は、集光レンズ群の光軸から等距離だけ離れた位置に入射されることが好ましい。励起光と可視光は、それぞれの光路が、レンズの光軸と重なり合わずかつ互いにも重ならないように、集光レンズ群に入射されることが好ましい。 It is preferable that the respective light flux centers of the excitation light and the visible light are incident at positions that are equidistant from the optical axis of the condenser lens group. The excitation light and the visible light are preferably incident on the condenser lens group so that their optical paths overlap the optical axis of the lens and do not overlap each other.

集光レンズ群は、励起光および可視光をライトガイドの端面に集光させることが好ましい。また、集光レンズ群とライトガイドの間に配設される筒状反射体を備える場合、集光レンズ群は、励起光および可視光を筒状反射体の端面に集光させ、筒状反射体を介してライトガイドに入射させることが好ましい。 The condensing lens group preferably condenses excitation light and visible light on the end face of the light guide. In addition, when a cylindrical reflector disposed between the condenser lens group and the light guide is provided, the condenser lens group collects excitation light and visible light on the end surface of the cylindrical reflector, thereby reflecting the cylindrical reflector. It is preferable to enter the light guide through the body.

本発明に係る光源装置は、励起光と前記可視光のそれぞれの光束中心が集光レンズ群の光軸から等距離だけ離れた位置に入射される場合、以下の条件式（１）を満たすことが好ましい。
０．１８＜ｄ／ｆ＜０．３８・・・・（１）
ただし、ｄは光軸と、励起光および可視光の光束中心との距離、ｆは集光レンズ群の焦点距離である。これにより、可視光光源および励起光光源から発した光をより効率よく、照明光として利用することができる。 The light source device according to the present invention satisfies the following conditional expression (1) when the respective light flux centers of the excitation light and the visible light are incident at a position away from the optical axis of the condenser lens group by an equal distance. Is preferred.
0.18 <d / f <0.38 (1)
Here, d is the distance between the optical axis and the centers of the light beams of excitation light and visible light, and f is the focal length of the condenser lens group. Thereby, the light emitted from the visible light source and the excitation light source can be used more efficiently as illumination light.

集光レンズ群に入射する励起光および可視光は略平行光であって、それぞれの光束中心の光線は互いに平行に集光レンズ群に入射される好ましい。 It is preferable that the excitation light and the visible light incident on the condenser lens group are substantially parallel lights, and the light beams at the respective light flux centers are incident on the condenser lens group in parallel with each other.

本発明に係る光源装置は、好ましくは可視光の光路上に配設され、周期的に可視光を遮断することにより、可視光を、周期的に集光レンズ群に入射させる遮光手段を有し、この遮光手段としては例えば回転ホイールが用いられる。 The light source device according to the present invention is preferably disposed on the optical path of visible light, and has light shielding means for periodically making visible light incident on the condenser lens group by periodically blocking visible light. For example, a rotating wheel is used as the light shielding means.

可視光および励起光の少なくともいずれか一方の光は、反射ミラーによって反射させられた後、集光レンズ群に入射されることが好ましい。これにより、可視光光源および励起光光源が、互いに異なる方向に向けて、可視光および励起光を発する場合でも、可視光および励起光を容易に集光レンズ群に入射させることができる。 It is preferable that at least one of visible light and excitation light is reflected by the reflection mirror and then incident on the condenser lens group. Thereby, even when the visible light source and the excitation light source emit visible light and excitation light in different directions, the visible light and excitation light can be easily incident on the condenser lens group.

可視光および励起光の光束の径は略同一であることが好ましい。これにより、ライトガイドから出射される可視光および励起光の配光特性が一致しやすくなる。 It is preferable that the diameters of the luminous fluxes of visible light and excitation light are substantially the same. Thereby, the light distribution characteristics of the visible light and the excitation light emitted from the light guide are easily matched.

励起光光源は、励起光以外の光も出射する光源である場合、励起光光源から出射した光は、励起光以外の光がフィルタによってカットされた後、集光レンズ群に入射されることが好ましい。 When the excitation light source is a light source that also emits light other than the excitation light, the light emitted from the excitation light source may be incident on the condenser lens group after the light other than the excitation light is cut by the filter. preferable.

可視光光源は、可視光以外の光も出射する光源である場合、可視光光源から出射した光は、可視光以外の光がフィルタによってカットされた後、集光レンズ群に入射されることが好ましい。 When the visible light source is a light source that also emits light other than visible light, the light emitted from the visible light source may be incident on the condenser lens group after light other than visible light is cut by a filter. preferable.

本発明においては、可視光および励起光が、特定の波長領域の光を損なわれずに、観察対象物に照射されるので、観察画像を、色再現性を損なうことなく観察することができる。 In the present invention, the visible light and the excitation light are irradiated to the observation object without impairing the light in the specific wavelength region, so that the observation image can be observed without impairing the color reproducibility.

以下本発明に係る第１の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る内視鏡システムを模式的に示した図である。本実施形態における内視鏡システムは、電子内視鏡１０と、プロセッサ（光源装置）２０と、ＴＶモニタ２２を備える。電子内視鏡１０は、体腔内に挿入するための挿入部１１と、使用者が把持し電子内視鏡１０を操作するための操作部１２と、プロセッサ２０に接続されるための接続部１３とを有する。 A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an endoscope system according to the first embodiment. The endoscope system in this embodiment includes an electronic endoscope 10, a processor (light source device) 20, and a TV monitor 22. The electronic endoscope 10 includes an insertion portion 11 for insertion into a body cavity, an operation portion 12 for a user to hold and operate the electronic endoscope 10, and a connection portion 13 for connection to the processor 20. And have.

電子内視鏡１０には、光ファイバ束から成るライトガイド１６が設けられる。ライトガイド１６は、接続部１３から操作部１２を通って挿入部１１の先端部１１ａまで挿通する。接続部１３はプロセッサ２０に接続され、これによりライトガイド１６の端部は、プロセッサ２０内に配設される。プロセッサ２０内には、白色光光源３１と、励起光光源４１（図２参照）が設けられ、白色光光源３１と励起光光源４１から出射される光は、ライトガイド１６にその端面から入射される。入射された光は、ライトガイド１６の他方の端面から、配光レンズ１８を介して、例えば体腔内の観察対象物に出射される。 The electronic endoscope 10 is provided with a light guide 16 made of an optical fiber bundle. The light guide 16 is inserted from the connection portion 13 through the operation portion 12 to the distal end portion 11 a of the insertion portion 11. The connecting portion 13 is connected to the processor 20, whereby the end portion of the light guide 16 is disposed in the processor 20. The processor 20 includes a white light source 31 and an excitation light source 41 (see FIG. 2), and light emitted from the white light source 31 and the excitation light source 41 is incident on the light guide 16 from its end face. The The incident light is emitted from the other end face of the light guide 16 through the light distribution lens 18 to, for example, an observation target in the body cavity.

ライトガイド１６に入射される照明光は、白色光（可視光）および励起光であって、白色光と励起光は１フィールド毎に交互に観察対象物に照射される。ここで、観察対象物に白色光が照射されると、観察対象物で白色光が反射し、その反射光が撮像素子（図示せず）に入射される。撮像素子では、その入射された反射光に対応した画像が形成され、画像に対応する画像信号がプロセッサ２０に入力される。画像信号は、プロセッサ２０において所定の画像処理が施された後、ＴＶモニタ２２に通常観察画像として出力される。 The illumination light incident on the light guide 16 is white light (visible light) and excitation light, and the white light and the excitation light are alternately irradiated on the observation object for each field. Here, when the observation object is irradiated with white light, the observation object reflects white light, and the reflected light is incident on an imaging element (not shown). In the image sensor, an image corresponding to the incident reflected light is formed, and an image signal corresponding to the image is input to the processor 20. The image signal is subjected to predetermined image processing in the processor 20 and then output to the TV monitor 22 as a normal observation image.

一方、観察対象物に励起光が照射されると、観察対象物では自家蛍光が励起され、その自家蛍光が撮像素子に入射される。撮像素子では、その入射された自家蛍光に対応した画像が形成され、その画像に対応する画像信号がプロセッサ２０に入力される。画像信号は、プロセッサ２０において所定の画像処理が施された後、ＴＶモニタ２２に自家蛍光観察画像として出力される。 On the other hand, when the observation object is irradiated with excitation light, auto-fluorescence is excited in the observation object, and the auto-fluorescence enters the image sensor. In the image sensor, an image corresponding to the incident autofluorescence is formed, and an image signal corresponding to the image is input to the processor 20. The image signal is subjected to predetermined image processing in the processor 20 and then output to the TV monitor 22 as an autofluorescence observation image.

図２は、第１の実施形態のプロセッサ２０の内部を模式的に示す構成図である。プロサッサ２０は、白色光光源３１と、励起光光源４１を備え、これら光源から発せられた光は、集光レンズ（集光レンズ群）５０およびガラスロッド（筒状反射体）５１を介して、ライトガイド１６に入射される。集光レンズ５０は、光源からの光が入射される第１面が非球面の非球面レンズである。集光レンズ５０と、ガラスロッド５１と、ライトガイド１６は、同一の光軸Ｘ上に配設される。 FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing the inside of the processor 20 of the first embodiment. The processor 20 includes a white light source 31 and an excitation light source 41, and light emitted from these light sources passes through a condenser lens (condenser lens group) 50 and a glass rod (cylindrical reflector) 51. Incident on the light guide 16. The condensing lens 50 is an aspherical lens whose first surface on which light from the light source is incident is aspherical. The condenser lens 50, the glass rod 51, and the light guide 16 are disposed on the same optical axis X.

白色光光源３１では、ショートアークランプ３４から赤外線や可視光等を含む光が発せられ、その光が放物面鏡３５で反射されることより、図中左から右に向けて平行光が出射される。平行光の光路上には、白色光光源３１側から、ＩＲカットフィルタ３６と、アフォーカル光学系３７と、回転ホイール３８が配設される。 In the white light source 31, light including infrared rays and visible light is emitted from the short arc lamp 34, and the light is reflected by the parabolic mirror 35, so that parallel light is emitted from the left to the right in the drawing. Is done. An IR cut filter 36, an afocal optical system 37, and a rotating wheel 38 are arranged on the parallel light path from the white light source 31 side.

白色光光源３１から出射した平行光は、ＩＲカットフィルタ３６で赤外光がカットされ、可視光領域の光を大量に含む白色光Ｌ１としてアフォーカル光学系３７に入射される。白色光（平行光）Ｌ１はアフォーカル光学系３７で、光束の幅が小さくされて回転ホイール３８に入射される。回転ホイール３８は、開口部と遮光部とを有し、中心軸３９の周りを回転することにより、入射された光の１フィールド分を透過させた後、次の１フィールド分を遮断する。回転ホイール３８を透過した白色光（平行光）Ｌ１は、その光束（光路）中心の光線が光軸Ｘに対して平行となるように、集光レンズ５０に入射する。 The parallel light emitted from the white light source 31 is cut by infrared light by the IR cut filter 36 and is incident on the afocal optical system 37 as white light L1 containing a large amount of light in the visible light region. The white light (parallel light) L1 is incident on the rotating wheel 38 by the afocal optical system 37 with the width of the light beam reduced. The rotating wheel 38 has an opening and a light shielding part, and rotates around the central axis 39 to transmit one field of incident light and then block the next one field. The white light (parallel light) L1 that has passed through the rotating wheel 38 enters the condenser lens 50 so that the light beam at the center of the light beam (optical path) is parallel to the optical axis X.

励起光光源４１は、１または２以上のレーザーダイオードの出力を光ファイバ束で伝達することにより、その出射端から拡散光である励起光を、図中上から下に向けて出射する。励起光光源４１から出射された励起光は、コリメートレンズ４２で平行光Ｌ２にされた後、反射ミラー４３で反射される。反射ミラー４３で反射された平行光（励起光）Ｌ２は、その光束（光路）中心の光線が光軸Ｘに対して平行であり、かつ白色光Ｌ１の光束中心に対しても平行となるように集光レンズ５０に入射する。 The excitation light source 41 transmits the output of one or two or more laser diodes through an optical fiber bundle, and emits excitation light, which is diffused light, from the emission end thereof from the top to the bottom in the figure. The excitation light emitted from the excitation light source 41 is collimated by the collimating lens 42 and then reflected by the reflection mirror 43. The parallel light (excitation light) L2 reflected by the reflection mirror 43 is such that the light beam at the center of the light beam (optical path) is parallel to the optical axis X and parallel to the light beam center of the white light L1. Is incident on the condenser lens 50.

励起光光源４１は、１フィールド毎にＯＮ／ＯＦＦされる。すなわち、集光レンズ５０に白色光Ｌ１が入射されている間は、励起光光源４１から励起光は出射されず、励起光Ｌ２は集光レンズ５０に入射されない。一方、白色光Ｌ１が回転ホイール３８によって遮断され、集光レンズ５０に入射されない間は、励起光光源４１から励起光が出射され、励起光Ｌ２は集光レンズ５０に入射される。これにより、ライトガイド１６には、白色光と励起光が１フィール毎に交互に入射され、上述したように、白色光と励起光は１フィールド毎に交互に観察対象物に照射される。 The excitation light source 41 is turned on / off for each field. That is, while the white light L 1 is incident on the condenser lens 50, the excitation light is not emitted from the excitation light source 41 and the excitation light L 2 is not incident on the condenser lens 50. On the other hand, while the white light L 1 is blocked by the rotating wheel 38 and is not incident on the condenser lens 50, the excitation light is emitted from the excitation light source 41 and the excitation light L 2 is incident on the condenser lens 50. Accordingly, white light and excitation light are alternately incident on the light guide 16 for each field, and as described above, the white light and excitation light are alternately irradiated on the observation target for each field.

白色光Ｌ１と励起光Ｌ２は、それぞれの光路が光軸Ｘを挟んで平行となるように、集光レンズ５０に入射される。すなわち、白色光Ｌ１と励起光Ｌ２は、それぞれの光路が光軸Ｘと重なり合わずかつ互いにも重ならないように、集光レンズ５０に入射される。集光レンズ５０に入射されるときの励起光Ｌ２の光束（光路）の幅ｌ₂は、集光レンズ５０に入射されるときの白色光Ｌ１の光束（光路）の幅ｌ₁と略同一であり、幅ｌ₁、ｌ₂は、それぞれ集光レンズ５０の半径より小さく、白色光Ｌ１および励起光Ｌ２の全てが、集光レンズ５０に入射される。そして、白色光Ｌ１と励起光Ｌ２の光束中心の光線は、集光レンズ５０の光軸Ｘから同一の距離ｄ離れている。 The white light L1 and the excitation light L2 are incident on the condenser lens 50 so that the respective optical paths are parallel with the optical axis X in between. That is, the white light L1 and the excitation light L2 are incident on the condenser lens 50 so that their optical paths overlap the optical axis X and do not overlap each other. The width l ₂ of the luminous flux (optical path) of the excitation light L2 when entering the condenser lens 50 is substantially the same as the width l ₁ of the luminous flux (optical path) of the white light L1 when entering the condenser lens 50. The widths l ₁ and l ₂ are smaller than the radius of the condensing lens 50, and all of the white light L 1 and the excitation light L 2 are incident on the condensing lens 50. The light beams at the center of the light beams of the white light L1 and the excitation light L2 are separated from the optical axis X of the condenser lens 50 by the same distance d.

集光レンズ５０の図中右側には先述したようにガラスロッド５１と、ガラスロッド５１の出射端に一方の端部が接続されたライトガイド１６が配設される。集光レンズ５０に入射された白色光Ｌ１および励起光Ｌ２は、それぞれ光軸Ｘに対して平行な平行光であるため、それぞれ同一の集光点Ｙに集光される。集光点Ｙには、ガラスロッド５１の入射端面が配設される。 As described above, on the right side of the condenser lens 50 in the drawing, the glass rod 51 and the light guide 16 having one end connected to the emission end of the glass rod 51 are disposed. Since the white light L1 and the excitation light L2 incident on the condensing lens 50 are parallel lights parallel to the optical axis X, they are condensed at the same condensing point Y, respectively. At the condensing point Y, the incident end face of the glass rod 51 is disposed.

ガラスロッド５１は、コアとクラッドを有し、集光レンズ５０によって集光された白色光Ｌ１および励起光Ｌ２は、ガラスロッド５１のコア内を伝播し、ライトガイド１６に送られる。ライトガイド１６に送られた白色光Ｌ１および励起光Ｌ２は、ライトガイド１６内を伝播し、物体に向けて出射される。なお、ガラスロッド５１の開口数（ＮＡ）は、ライトガイド１６と同じであるとともに、ガラスロッド５１の直径は、ライトガイド１６の直径とほぼ同じである。 The glass rod 51 has a core and a clad, and the white light L1 and the excitation light L2 collected by the condenser lens 50 propagate through the core of the glass rod 51 and are sent to the light guide 16. The white light L1 and the excitation light L2 sent to the light guide 16 propagate through the light guide 16 and are emitted toward the object. The numerical aperture (NA) of the glass rod 51 is the same as that of the light guide 16, and the diameter of the glass rod 51 is substantially the same as the diameter of the light guide 16.

ここで、白色光Ｌ１および励起光Ｌ２は、集光レンズ５０の中央付近であるＸ軸近傍には入射されない。したがって、ライトガイド１６から出射される光は、集光レンズ５０の全面に光が入射されるときと比べると、中央近傍の光の強度が周辺の光の強度に比べ弱くなる。 Here, the white light L 1 and the excitation light L 2 are not incident near the X axis that is near the center of the condenser lens 50. Therefore, the light emitted from the light guide 16 has a light intensity in the vicinity of the center that is weaker than the light intensity in the vicinity of the light when the light is incident on the entire surface of the condenser lens 50.

しかし、集光レンズ５０に入射される白色光Ｌ１の光束中心の光線と、励起光Ｌ２の光束中心の光線は、光軸Ｘから等距離に位置する。また、集光レンズ５０に入射される白色光Ｌ１の光束の幅と、励起光Ｌ２の光束の幅は略同一である。すなわち、白色光Ｌ１と励起光Ｌ２は、ガラスロッド５１にＸ軸に関して対称的に入射されるので、白色光Ｌ１と励起光Ｌ２が、ライトガイド１６から観察対象物に同様の配光分布で照射される。 However, the light beam at the light beam center of the white light L1 incident on the condenser lens 50 and the light beam at the light beam center of the excitation light L2 are located at the same distance from the optical axis X. Further, the width of the light beam of the white light L1 incident on the condenser lens 50 and the width of the light beam of the excitation light L2 are substantially the same. That is, since the white light L1 and the excitation light L2 are incident on the glass rod 51 symmetrically with respect to the X axis, the white light L1 and the excitation light L2 are irradiated from the light guide 16 to the observation object with the same light distribution. Is done.

また、白色光Ｌ１および励起光Ｌ２は、集光レンズ５０において入射される位置が異なる。したがって、集光点Ｙ通過後において、当初同一の光路を通らない。しかし、白色光Ｌ１および励起光Ｌ２は、ガラスロッド５１で徐々に拡散される。さらに、通常ライトガイド１６の長さは径に対して非常に長いので、ライトガイド１６を伝播する間にも、白色光Ｌ１および励起光Ｌ２は徐々に拡散される。白色光Ｌ１と励起光Ｌ２はこれら拡散により、ライトガイド１６から出射するときには、その照射範囲は重複するようになる。 Further, the positions where the white light L1 and the excitation light L2 are incident on the condenser lens 50 are different. Therefore, after passing through the condensing point Y, it initially does not pass through the same optical path. However, the white light L1 and the excitation light L2 are gradually diffused by the glass rod 51. Furthermore, since the length of the light guide 16 is usually very long with respect to the diameter, the white light L1 and the excitation light L2 are gradually diffused while propagating through the light guide 16. When the white light L1 and the excitation light L2 are emitted from the light guide 16 due to these diffusions, their irradiation ranges overlap.

以上により、白色光Ｌ１と励起光Ｌ２は、同一の配光分布で、かつ同一の照射範囲で物体に照射される。このような白色光と励起光によって、通常観察画像と自家蛍光観察画像がそれぞれ得られると、これら画像の対比が正確になり、自家蛍光観察画像をより正確に観察することができる。 As described above, the white light L1 and the excitation light L2 are irradiated on the object with the same light distribution and the same irradiation range. When a normal observation image and an autofluorescence observation image are obtained by such white light and excitation light, the contrast between these images becomes accurate, and the autofluorescence observation image can be observed more accurately.

また、本実施形態においては、白色光Ｌ１は、その光路が、励起光Ｌ２の光路と重ならないように集光レンズ５０に入射されるので、白色光Ｌ１は、励起光Ｌ２を集光レンズ５０に入射させるための光学部材（例えば反射ミラー４３）、に干渉されることなく集光レンズ５０に入射可能である。また、励起光Ｌ２も同様である。 In the present embodiment, the white light L1 is incident on the condenser lens 50 so that the optical path thereof does not overlap the optical path of the excitation light L2. The light can enter the condenser lens 50 without being interfered with by an optical member (for example, the reflection mirror 43) for making the light incident on the condenser lens 50. The same applies to the excitation light L2.

なお、ガラスロッド５１およびライトガイド１６への白色光および励起光の入射効率を向上させるためには、以下の条件式（１）が満足されることが好ましい。
０．１８＜ｄ／ｆ＜０．３８・・・・（１）
ただし、ｄは、集光レンズ群（集光レンズ５０）に入射される白色光Ｌ１および励起光Ｌ２の光束中心の光線と光軸Ｘとの距離、ｆは集光レンズ群（集光レンズ５０）の焦点距離である。 In order to improve the incidence efficiency of white light and excitation light on the glass rod 51 and the light guide 16, it is preferable that the following conditional expression (1) is satisfied.
0.18 <d / f <0.38 (1)
However, d is the distance between the light beam center light beam of the white light L1 and the excitation light L2 incident on the condensing lens group (condensing lens 50) and the optical axis X, and f is the condensing lens group (condensing lens 50). ) Focal length.

条件式（１）中のｄ／ｆが、下限を下回ると、集光レンズ５０の焦点距離が長くなるためガラスロッド５１の入射端面に集光されるスポットが大きくなるので、白色光Ｌ１および励起光Ｌ２の利用効率が低下する。また、条件式（１）中のｄ／ｆが、上限を上回ると、白色光Ｌ１および励起光Ｌ２がガラスロッド５１およびライトガイド１６に大きな入射角で入射されるので、ガラスロッド５１およびライトガイド１６のコアとクラッドの境界で反射されない光が多くなり、利用効率が低下する。 If d / f in conditional expression (1) is below the lower limit, the focal length of the condensing lens 50 becomes long, so that the spot condensed on the incident end face of the glass rod 51 becomes large. The utilization efficiency of the light L2 decreases. If d / f in the conditional expression (1) exceeds the upper limit, the white light L1 and the excitation light L2 are incident on the glass rod 51 and the light guide 16 at a large incident angle. The amount of light that is not reflected at the boundary between the 16 cores and the clad increases, and the utilization efficiency decreases.

図３は、第２の実施形態のプロセッサ２０の内部を模式的に示す構成図である。第２の実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、主に白色光および励起光を出射する光源および集光レンズ群である。また、第２の実施形態においては、ガラスロッドが設けられない。以下第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図３を用いて説明する。 FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing the inside of the processor 20 of the second embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment in a light source and a condenser lens group that mainly emit white light and excitation light. In the second embodiment, no glass rod is provided. Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIG. 3 with a focus on differences from the first embodiment.

第２の実施形態においては、第１および第２のショートアークランプ６４、７４が設けられる。第１のショートアークランプ６４は、広範囲の波長域の光、すなわち赤外光、可視光等を含む光を発する。第１のショートアークランプ６４から発した光は、楕円鏡６５で反射されることにより集光光として、ＩＲカットフィルタ３６に入射される。ＩＲカットフィルタ３６では、赤外光がカットされ、ＩＲカットフィルタ３６を透過した光は、可視領域の光を大量に含む白色光として正レンズ系６７に入射される。正レンズ系６７に入射された白色光は、正レンズ系６７で平行光Ｌ１にされ、平行光Ｌ１は、第１の回転ホイール３８によって第１の実施形態と同様に周期的に集光レンズ群８０に入射される。 In the second embodiment, first and second short arc lamps 64 and 74 are provided. The first short arc lamp 64 emits light in a wide wavelength range, that is, light including infrared light, visible light, and the like. The light emitted from the first short arc lamp 64 is reflected by the elliptical mirror 65 and is incident on the IR cut filter 36 as condensed light. In the IR cut filter 36, the infrared light is cut, and the light transmitted through the IR cut filter 36 enters the positive lens system 67 as white light containing a large amount of light in the visible region. The white light incident on the positive lens system 67 is converted into parallel light L1 by the positive lens system 67, and the parallel light L1 is periodically collected by the first rotating wheel 38 as in the first embodiment. 80 is incident.

第２のショートアークランプ７４は、励起光と励起光以外の光（例えば赤外線）を含む光を発する。第２のショートアークランプ７４から発した光は、楕円鏡７５で反射されることにより集光光として、励起光透過フィルタ７６に入射される。励起光透過フィルタ７６では、励起光のみが透過されるので、励起光透過フィルタ７６を透過した光は、励起光として正レンズ系７７に入射される。励起光は、正レンズ系７７で平行光Ｌ２にされ、平行光Ｌ２は、第２の回転ホイール７８に入射される。第２の回転ホイール７８は、第１の回転ホイール３８と同様に、中心軸７９の周りを回転し、開口部と遮光部とが交互に光束を横切ることにより、周期的に励起光が集光レンズ群８０に入射される。なお、第１および第２の回転ホイール３８、７８は、集光レンズ群８０に交互に白色光と励起光が入射されるように、例えば１フィールド毎に交互に光束を遮蔽するように制御される。 The second short arc lamp 74 emits light including excitation light and light (for example, infrared rays) other than the excitation light. The light emitted from the second short arc lamp 74 is reflected by the elliptical mirror 75 and is incident on the excitation light transmission filter 76 as condensed light. Since only the excitation light is transmitted through the excitation light transmission filter 76, the light transmitted through the excitation light transmission filter 76 enters the positive lens system 77 as excitation light. The excitation light is converted into parallel light L 2 by the positive lens system 77, and the parallel light L 2 is incident on the second rotating wheel 78. Similarly to the first rotating wheel 38, the second rotating wheel 78 rotates around the central axis 79, and the opening and the light shielding portion alternately cross the light flux, so that the excitation light is collected periodically. The light enters the lens group 80. The first and second rotating wheels 38 and 78 are controlled so that, for example, white light and excitation light are alternately incident on the condenser lens group 80 so that the light flux is alternately shielded for each field. The

第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、白色光Ｌ１および励起光Ｌ２は、それぞれの光路が集光レンズ群８０の光軸Ｘと重ならないように集光レンズ群８０に入射され、互いの光路も重ならないように集光レンズ群８０に入射される。ここで、集光レンズ群８０は、第１の実施形態と異なり、凸レンズ８１、平凹レンズ８２、および平凸レンズ８３の３枚の球面レンズから成る。しかし、白色光Ｌ１および励起光Ｌ２は、同一の集光点Ｙで集光され、その集光点Ｙはライトガイド１６の入射端面に一致する。集光された白色光Ｌ１および励起光Ｌ２は、ライトガイド１６を介して、物体側に照射される。 Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the white light L1 and the excitation light L2 are transmitted to the condenser lens group 80 so that their optical paths do not overlap the optical axis X of the condenser lens group 80. Incident light enters the condenser lens group 80 so that their optical paths do not overlap. Here, unlike the first embodiment, the condensing lens group 80 includes three spherical lenses of a convex lens 81, a plano-concave lens 82, and a plano-convex lens 83. However, the white light L1 and the excitation light L2 are condensed at the same condensing point Y, and the condensing point Y coincides with the incident end face of the light guide 16. The condensed white light L1 and excitation light L2 are irradiated to the object side via the light guide 16.

第２の実施形態においても、集光レンズ群８０に入射される白色光Ｌ１の光束中心の光線と、励起光Ｌ２の光束中心の光線は、光軸Ｘから等距離に位置し、かつ集光レンズ群８０に入射される白色光Ｌ１の光束の幅と、励起光Ｌ２の光束の幅は略同一である。したがって、ライトガイド１６には同一の角度で白色光Ｌ１と励起光Ｌ２が入射され、ライトガイド１６から照射される白色光と励起光は、配光分布が略同一になり、その配光特性も略同一になる。なお、第２の実施形態においてはガラスロッドが省略されるが、第２の実施形態の励起光は、第１の実施形態と異なり、ショートアークランプから供給されるので、ガラスロッドがなくとも、物体側に照射される白色光と励起光は、配光分布が略同一になり、その配光特性も略同一になる。 Also in the second embodiment, the light beam center light beam of the white light L1 incident on the condenser lens group 80 and the light beam center light beam of the excitation light L2 are located at the same distance from the optical axis X and are condensed. The width of the white light beam L1 incident on the lens group 80 and the width of the light beam of the excitation light L2 are substantially the same. Accordingly, the white light L1 and the excitation light L2 are incident on the light guide 16 at the same angle, and the white light and the excitation light irradiated from the light guide 16 have substantially the same light distribution, and the light distribution characteristics are also the same. It becomes almost the same. Although the glass rod is omitted in the second embodiment, the excitation light of the second embodiment is supplied from a short arc lamp unlike the first embodiment, so even if there is no glass rod, The white light and excitation light irradiated on the object side have substantially the same light distribution, and the light distribution characteristics are also substantially the same.

第１および第２の実施形態において、集光レンズ群の焦点距離ｆと、光軸Ｘと白色光（および励起光）の光束中心との距離ｄは例えば表１のように設定される。ここで、実施例１および実施例２は、集光レンズ群が第１の実施形態のように単一の非球面レンズによって構成される場合の実施例である。一方、実施例３は、集光レンズ群が第２の実施形態のように３枚のレンズによって構成された場合の実施例である。 In the first and second embodiments, the focal length f of the condenser lens group and the distance d between the optical axis X and the center of the light beam of the white light (and excitation light) are set as shown in Table 1, for example. Here, Example 1 and Example 2 are examples where the condenser lens group is configured by a single aspherical lens as in the first embodiment. On the other hand, Example 3 is an example in the case where the condenser lens group is configured by three lenses as in the second embodiment.

以上の実施例１、２、および３においては、ｄ／ｆがそれぞれ０．３７、０．２８、および０．２１であり、上述した条件式（１）を満足した。

In the above Examples 1, 2, and 3, d / f was 0.37, 0.28, and 0.21, respectively, and the above-described conditional expression (1) was satisfied.

なお、第１および第２の実施形態においては、集光レンズ５０、並びに集光レンズ群８０を構成する凸レンズ８１、平凹レンズ８２、および平凸レンズ８３は、それぞれ円形に形成されているが、白色光Ｌ１および励起光Ｌ２の光束が通過する部分以外は、取り除かれていても良い。このように不要部分を取り除くことにより、集光レンズ群の巨大化を防止することができる。 In the first and second embodiments, the condensing lens 50 and the convex lens 81, the plano-concave lens 82, and the plano-convex lens 83 constituting the condensing lens group 80 are each formed in a circular shape, but are white. Except for the part through which the light beams of the light L1 and the excitation light L2 pass, they may be removed. By removing unnecessary portions in this way, it is possible to prevent the condensing lens group from becoming enormous.

なお、第１および第２の実施形態において、白色光Ｌ１と励起光Ｌ２は、それぞれの光路が、光軸Ｘを挟んで平行となるように、集光レンズ群に入射されるが、白色光Ｌ１および励起光Ｌ２の光路の中心と光軸Ｘとの距離が、同一であるならば、他の位置において集光レンズ群に入射されても良い。なお、この場合においても、白色光Ｌ１と励起光Ｌ２は、互いの光路が重ならないように、集光レンズ群に入射される。 In the first and second embodiments, the white light L1 and the excitation light L2 are incident on the condenser lens group so that their optical paths are parallel with the optical axis X in between. If the distance between the center of the optical path of L1 and the excitation light L2 and the optical axis X is the same, the light may enter the condenser lens group at another position. Even in this case, the white light L1 and the excitation light L2 are incident on the condenser lens group so that their optical paths do not overlap each other.

電子内視鏡システムを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the electronic endoscope system. 第１の実施形態の光源装置を模式的に示した構成図である。It is the block diagram which showed typically the light source device of 1st Embodiment. 第２の実施形態の光源装置を模式的に示した構成図である。It is the block diagram which showed typically the light source device of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０電子内視鏡
１６ライトガイド
２０プロセッサ（光源装置）
３１白色光光源
４１励起光光源
４３反射ミラー
５０集光レンズ
５１ガラスロッド（筒状反射体）
６４第１のショートアークランプ
７４第２のショートアークランプ
８０集光レンズ群
Ｌ１白色光（可視光）
Ｌ２励起光
Ｘ光軸

10 Electronic endoscope 16 Light guide 20 Processor (light source device)
31 White light source 41 Excitation light source 43 Reflection mirror 50 Condensing lens 51 Glass rod (tubular reflector)
64 First short arc lamp 74 Second short arc lamp 80 Condensing lens group L1 White light (visible light)
L2 excitation light X optical axis

Claims

自家蛍光を励起させるための励起光を出射する励起光光源と、
可視光を出射する可視光光源と、
前記励起光および前記可視光それぞれの光束中心が、異なる場所に入射される集光レンズ群と、
前記集光レンズ群によって前記励起光および可視光が入射されるライトガイドとを備え、
前記集光レンズ群は、前記励起光と前記可視光とを前記ライトガイドの同一位置に集光させることを特徴とする光源装置。 An excitation light source that emits excitation light to excite autofluorescence;
A visible light source that emits visible light; and
A condenser lens group in which the light flux centers of the excitation light and the visible light are incident on different places,
A light guide on which the excitation light and visible light are incident by the condenser lens group,
The condensing lens group condenses the excitation light and the visible light at the same position of the light guide.

前記励起光と前記可視光のそれぞれの光束中心は、前記集光レンズ群の光軸から等距離だけ離れた位置に入射されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。 2. The light source device according to claim 1, wherein the respective light beam centers of the excitation light and the visible light are incident at a position that is equidistant from the optical axis of the condenser lens group.

前記励起光と前記可視光は、それぞれの光路が、レンズの光軸と重なり合わずかつ互いにも重ならないように、前記集光レンズ群に入射されることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光源装置。 The said excitation light and the said visible light are incident on the said condensing lens group so that each optical path may overlap with the optical axis of a lens, and it may not mutually overlap. The light source device according to any one of the above.

前記集光レンズ群は、前記励起光および可視光を前記ライトガイドの端面に集光させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光源装置。 4. The light source device according to claim 1, wherein the condensing lens group condenses the excitation light and visible light on an end surface of the light guide. 5.

前記集光レンズ群と前記ライトガイドの間に配設される筒状反射体を備え、前記集光レンズ群は、励起光および可視光を前記筒状反射体の端面に集光させ、前記筒状反射体を介して前記ライトガイドに入射させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光源装置。 A cylindrical reflector disposed between the condenser lens group and the light guide; the condenser lens group collects excitation light and visible light on an end surface of the cylindrical reflector; The light source device according to claim 1, wherein the light source is incident on the light guide through a reflector.

前記励起光と前記可視光のそれぞれの光束中心は、前記集光レンズ群の光軸から等距離だけ離れた位置に入射され、以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光源装置。
０．１８＜ｄ／ｆ＜０．３８・・・・（１）
ただし、ｄは前記光軸と、前記励起光および前記可視光の光束中心との距離、ｆは集光レンズ群の焦点距離である。 The respective light beam centers of the excitation light and the visible light are incident at positions equidistant from the optical axis of the condenser lens group, and satisfy the following conditional expression (1): 6. The light source device according to any one of 5 to 5.
0.18 <d / f <0.38 (1)
Here, d is the distance between the optical axis and the center of the light flux of the excitation light and the visible light, and f is the focal length of the condenser lens group.

前記集光レンズ群に入射する前記励起光および前記可視光は略平行光であって、それぞれの光束中心の光線は互いに平行に前記集光レンズ群に入射されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光源装置。 2. The excitation light and the visible light incident on the condensing lens group are substantially parallel lights, and light rays at the respective light beam centers are incident on the condensing lens group in parallel with each other. 7. The light source device according to any one of items 6 to 6.

前記励起光および前記可視光は、交互に前記集光レンズ群に入射されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光源装置。 The light source device according to claim 1, wherein the excitation light and the visible light are alternately incident on the condenser lens group.

前記可視光の光路上に配設され、周期的に前記可視光を遮断することにより、前記可視光を、周期的に前記集光レンズ群に入射させる遮光手段を有することを特徴とする請求項８に記載の光源装置。 The light-shielding means is disposed on the optical path of the visible light, and has a light shielding means for periodically making the visible light incident on the condenser lens group by periodically blocking the visible light. 9. The light source device according to 8.

前記可視光および前記励起光の少なくともいずれか一方の光は、反射ミラーによって反射させられた後、前記集光レンズ群に入射されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の光源装置。 The light according to claim 1, wherein at least one of the visible light and the excitation light is reflected by a reflection mirror and then incident on the condenser lens group. Light source device.

前記集光レンズ群に入射する前記可視光および励起光の光束の径は略同一であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 10, wherein the visible light and the excitation light that are incident on the condenser lens group have substantially the same diameter.

前記励起光光源は、励起光以外の光も出射する光源であり、前記励起光光源から出射した光は、前記励起光以外の光がフィルタによってカットされた後、前記集光レンズ群に入射されることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の光源装置。 The excitation light source is a light source that emits light other than excitation light, and the light emitted from the excitation light source is incident on the condenser lens group after light other than the excitation light is cut by a filter. The light source device according to claim 1, wherein the light source device is a light source device.

前記可視光光源は、可視光以外の光も出射する光源であり、前記可視光光源から出射した光は、前記可視光以外の光がフィルタによってカットされた後、前記集光レンズ群に入射されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の光源装置。

The visible light source is a light source that emits light other than visible light, and the light emitted from the visible light source is incident on the condenser lens group after light other than the visible light is cut by a filter. 13. The light source device according to claim 1, wherein the light source device is a light source device.