WO2016189892A1 - 光源装置 - Google Patents
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- G02B27/141—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
Definitions
- the present invention relates to a light source device, and more particularly to a light source device used for illumination of a subject existing in a body cavity of a subject.
- Japanese Patent No. 5198694 discloses a normal observation mode for displaying a normal observation image obtained by normal observation corresponding to the white light observation described above in the endoscope system, and the special light observation described above.
- One of the three observation modes is a narrow-band observation mode for displaying a narrow-band observation image obtained by narrow-band observation and a twin mode for simultaneously displaying the normal observation image and the narrow-band observation image.
- a configuration capable of selecting a desired observation mode is disclosed.
- the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a light source device capable of simplifying the configuration for performing white light observation and special light observation as compared with the related art.
- the light source device of one embodiment of the present invention includes white light including a predetermined wavelength band as illumination light for illuminating a subject, and special light including the predetermined wavelength band and light narrower than the white light.
- a first light source that emits light in a first wavelength band that includes the predetermined wavelength band, and a second wavelength band that includes the predetermined wavelength band.
- a second light source that emits light, and extracts light of the predetermined wavelength band from one of the light of the first wavelength band and the light of the second wavelength band, and the first wavelength band
- Light in the third wavelength band which is light in a wavelength band other than the predetermined wavelength band, is extracted from the other light of the light in the second wavelength band and the light in the second wavelength band, and the light in the predetermined wavelength band and
- An optical member configured to mix and emit light in the third wavelength band;
- the figure which shows an example of the spectral reflection characteristic of the dichroic mirror provided in the light source device which concerns on a 3rd Example The figure which shows an example of spectrum distribution of the illumination light radiate
- (First embodiment) 1 to 5 relate to a first embodiment of the present invention.
- an endoscope system 1 includes an endoscope 2 configured to image a subject such as a living tissue existing in a body cavity of a subject and output an imaging signal, and the subject.
- the light source device 3 configured to supply illumination light for illumination to the endoscope 2 and the observation image corresponding to the imaging signal output from the endoscope 2 are generated and output.
- a video processor 4 and a monitor 5 configured to display an observation image or the like output from the video processor 4 are provided. Further, the light source device 3 and the video processor 4 are configured to be able to perform bidirectional communication related to the exchange of various signals and / or information via the communication cable CC.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an endoscope system including a light source device according to a first embodiment.
- the endoscope 2 includes an elongated insertion portion 6 that can be inserted into a body cavity of a subject, an operation portion 7 formed at a proximal end portion of the insertion portion 6, and a universal cable provided to extend from the operation portion 7. 8, an optical connector 9 provided at the end of the universal cable 8, and an electrical connector 10 provided at the end of the electric cable EC branched from the universal cable 8.
- the operation unit 7 is configured to have a shape that can be held and operated by a user such as an operator.
- the operation unit 7 is provided with one or more scope switches (not shown) that can instruct the video processor 4 according to a user operation.
- the optical connector 9 is configured to be detachably connected to a connector receiver (not shown) of the light source device 3.
- the electrical connector 10 is configured to be detachably connected to a connector receiver (not shown) of the video processor 4.
- the endoscope 2 is arranged on a light guide 11 configured to transmit illumination light supplied from the light source device 3 to which the optical connector 9 is connected, and an optical path of illumination light emitted through the light guide 11.
- the illumination lens 12, the objective lens 13 configured to form an optical image of a subject illuminated by illumination light emitted through the illumination lens 12, and the optical image formed by the objective lens 13 are captured.
- the image sensor 14 configured as described above, and a memory 15 in which endoscope information that is unique information for each endoscope 2 is stored in advance.
- the light guide 11 is inserted through the insertion portion 6, the operation portion 7 and the universal cable 8.
- An incident end including the light incident surface of the light guide 11 is provided so as to extend from the optical connector 9. Further, the emission end portion including the light emission surface of the light guide 11 is disposed in the vicinity of the light incident surface of the illumination lens 12.
- the image sensor 14 has a plurality of pixels (not shown) for photoelectrically converting an optical image formed by the objective lens 13, and a Bayer array provided on an imaging surface in which the plurality of pixels are two-dimensionally arranged. And a primary color filter (not shown).
- the image sensor 14 is configured to photoelectrically convert the optical image formed by the objective lens 13 to generate an imaging signal, and to output the generated imaging signal to the video processor 4 to which the electrical connector 10 is connected. ing.
- the video processor 4 includes, for example, one or more integrated circuits such as a control circuit and an image processing circuit. Further, when the electrical connector 10 is connected, the video processor 4 reads the endoscope information stored in the memory 15 and can perform an operation in accordance with the read endoscope information. It is configured. In addition, the video processor 4 compares the brightness of the observation image obtained according to the imaging signal output from the endoscope 2 with the brightness target value set in advance for each of the plurality of observation modes. The light amount adjustment signal for adjusting the light amount of the illumination light supplied from the light source device 3 to the endoscope 2 is generated, and the generated light amount adjustment signal is output to the light source device 3. .
- the light source device 3 includes a white light source 21 that emits white light, a lens 21 a that collects and emits white light emitted from the white light source 21, a white light source 22 that emits white light, and white light emitted from the white light source 22.
- the lens 22a, the dichroic mirror 23, the lens 24, the operation panel 25, the light source driving part 26, and the control part 27 are comprised.
- the white light source 21 includes, for example, a xenon lamp, and is configured to emit light according to a light source driving signal supplied from the light source driving unit 26.
- the white light source 21 has a continuous spectral distribution as shown in FIG. 2 in a wavelength band of 390 nm to 700 nm, for example, and is WLA that is white light including wavelength bands of NBA light and NGA light described later. It is configured to generate light.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of white light emitted from a white light source provided in the light source device according to the first embodiment.
- the white light source 22 includes, for example, a xenon lamp, and is configured to emit light according to a light source driving signal supplied from the light source driving unit 26.
- the white light source 22 has a continuous spectral distribution identical to that of the WLA light as shown in FIG. 2 in the wavelength band of 390 nm to 700 nm, for example, and has wavelength bands of NBA light and NGA light to be described later. It is configured to generate WLB light that is white light including it.
- the spectral distribution of WLA light and the spectral distribution of WLB light are mutually the same.
- the dichroic mirror 23 selectively reflects part of the WLA light emitted through the lens 21a to the connector receiving side and selectively transmits part of the WLB light emitted through the lens 22a to the connector receiving side. It is configured to have such optical characteristics.
- the dichroic mirror 23 includes NBA light that is light in a wavelength band of 390 nm to 445 nm and wavelength of 530 nm to 550 nm among WLA light emitted through the lens 21a. It has a spectral reflection characteristic that selectively reflects NGA light, which is band light, to the connector receiving side.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of spectral reflection characteristics of a dichroic mirror provided in the light source device according to the first embodiment.
- the dichroic mirror 23 has a spectral transmission characteristic that selectively transmits LOA light, which is light in a wavelength band other than NBA light and NGA light, out of WLB light emitted through the lens 22a to the connector receiving side. It is configured.
- the dichroic mirror 23 is configured as an optical member that extracts NBA light and NGA light from WLA light, extracts LOA light from WLB light, and mixes and emits the NBA light, NGA light, and LOA light. ing.
- the lens 24 is configured to collect each light emitted through the dichroic mirror 23 and to emit the light to the light incident surface of the light guide 11 disposed in the vicinity of the connector receiver when the optical connector 9 is connected. Yes.
- the operation panel 25 performs, for example, a power switch (not shown) capable of performing an operation related to switching on / off of the power source and an operation for selecting a desired observation mode from a plurality of observation modes.
- a power switch capable of performing an operation related to switching on / off of the power source and an operation for selecting a desired observation mode from a plurality of observation modes.
- the light source driving unit 26 is configured to generate and output a light source driving signal for driving the white light sources 21 and 22, respectively, under the control of the control unit 27.
- the control unit 27 is configured to perform control for individually setting the light emission states of the white light sources 21 and 22 on the light source driving unit 26 in accordance with an operation performed on the observation mode selection switch of the operation panel 25. Yes. Further, the control unit 27 performs control for adjusting the light amounts of the WLA light and the WLB light to the light source driving unit 26 based on the light amount adjustment signal output from the video processor 4 via the communication cable CC. It is configured.
- a user such as an operator performs an operation for selecting the white light observation mode with the observation mode selection switch of the operation panel 25 after connecting each part of the endoscope system 1 and turning on the power, for example.
- control unit 27 When the control unit 27 detects that an operation for selecting the white light observation mode is performed on the observation mode selection switch of the operation panel 25, the control unit 27 performs control for causing both the white light sources 21 and 22 to emit light simultaneously. This is performed for the drive unit 26.
- the WLA light emitted from the white light source 21 is split into NBA light and NGA light according to the spectral reflection characteristics of the dichroic mirror 23 and emitted from the white light source 22.
- WLB light is split into LOA light according to the spectral transmission characteristics of the dichroic mirror 23, and MXA light, which is a mixed light obtained by mixing the NBA light, the NGA light, and the LOA light, is supplied to the endoscope 2 as illumination light.
- MXA light that is white light supplied from the light source device 3 as illumination light in the white light observation mode has a spectral distribution as illustrated in FIG.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of illumination light emitted from the light source device according to the first embodiment when the white light observation mode is selected.
- an optical image of a subject illuminated with MXA light is picked up by the image sensor 14, and white light observation generated according to the image pickup signal output from the image sensor 14 is observed. Images are displayed on the monitor 5 for each frame. That is, in the white light observation mode, for example, a white light observation image having substantially the same visibility as when the subject is viewed with the naked eye is displayed on the monitor 5.
- the user performs special light using the observation mode selection switch on the operation panel 25.
- An operation for selecting a narrow-band light observation mode included in one of the observation modes is performed.
- control unit 27 When the control unit 27 detects that an operation for selecting the narrow-band light observation mode is performed on the observation mode selection switch of the operation panel 25, the control unit 27 performs control for causing only the white light source 21 to emit light. To do.
- the WLA light emitted from the white light source 21 is split into NBA light and NGA light according to the spectral reflection characteristics of the dichroic mirror 23, and the NBA light and the NGA light.
- MXB light which is a mixed light obtained by mixing the two, is supplied to the endoscope 2 as illumination light. That is, the MXB light, which is special light supplied from the light source device 3 as illumination light in the narrow-band light observation mode, is narrower than the MXA light and has a spectral distribution as illustrated in FIG. Yes.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of illumination light emitted from the light source device according to the first embodiment when the narrow-band light observation mode is selected.
- an optical image of a desired living tissue illuminated with MXB light is captured by the image sensor 14 and generated according to an imaging signal output from the image sensor 14.
- the narrow band light observation image is displayed on the monitor 5 for each frame. That is, in the narrow-band light observation mode, for example, the visibility of capillaries and mucous membrane structures existing in the surface layer of a desired biological tissue and blood vessels existing in the middle layer of the desired biological tissue are in the white light observation mode.
- the narrow-band light observation images that are improved compared to each other are displayed on the monitor 5.
- the dichroic mirror 23 is configured as an optical member that extracts NBA light and NGA light from WLB light, extracts LOA light from WLA light, and mixes and emits the NBA light, NGA light, and LOA light. Also good. Specifically, for example, by switching the spectral reflection characteristics and the spectral transmission characteristics of the dichroic mirror 23, the NBA light and NGA light of the WLB light emitted through the lens 22a are selectively received on the connector receiving side.
- the LOA light of the WLA light emitted through the lens 21a may be selectively reflected to the connector receiving side. Further, in such a configuration, when the white light observation mode is selected, control for causing the white light sources 21 and 22 to emit light simultaneously is performed by the control unit 27, and when the narrow band light observation mode is selected. In addition, as a control for changing the light quantity ratio between the white light source 21 and the white light source 22 to a ratio different from the white light observation mode, for example, the control unit 27 performs control for causing only the white light source 22 to emit light. do it.
- the dichroic mirror 23 has, for example, a spectral reflection characteristic that selectively reflects one of NBA light and NGA light included in the WLA light to the connector receiving side, and out of the WLB light.
- the light may be configured to have a spectral transmission characteristic that selectively transmits light in a wavelength band other than the one light to the connector receiving side.
- the white light sources 21 and 22 are not limited to those having xenon lamps, but include, for example, solid light sources such as LEDs or LDs (laser diodes) that emit white light. It may be configured.
- this embodiment is not limited to the case where the spectral distributions of the WLA light and the WLB light are completely the same, but is also applied to the case where the spectral distributions of the WLA light and the WLB light are substantially the same.
- either the white light source 21 or the white light source 22 is used as a three-color light source of a red light source, a green light source, and a blue light source.
- the spectral reflection characteristics and spectral transmission characteristics of the dichroic mirror 23 may be set so that MXA light and MXB light are generated according to the spectral distribution of the emitted light.
- the light emission states of the white light sources 21 and 22 are simply switched according to the observation mode selected by the observation mode selection switch of the operation panel 25.
- MXA light can be supplied to the endoscope 2 as illumination light in the white light observation mode
- MXB light can be supplied to the endoscope 2 as illumination light in the narrow-band light observation mode. Therefore, according to the light source device 3 according to the present embodiment, the configuration for performing the white light observation and the special light observation can be simplified as compared with the related art.
- (Second embodiment) 6 to 15 relate to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an endoscope system including the light source device according to the second embodiment.
- the light source device 3A is an LED 41 that is a solid light source that emits white light, a lens 41a that collects and emits white light emitted from the LED 41, and is disposed in the vicinity of the LED 41, and detects the amount of white light emitted from the LED 41. And an optical sensor 41b configured to generate and output a light amount detection signal indicating the detected light amount.
- the LED 41 is configured to emit light according to an LED drive signal supplied from the LED drive unit 48. Further, the LED 41 has a continuous spectral distribution as shown in FIG. 7 in the wavelength band of 445 nm to 700 nm, for example, and generates WLC light that is white light including the wavelength band of NGB light described later. It is configured.
- FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of light emitted from an LED provided in the light source device according to the second embodiment.
- the light source device 3A is an LED 42 that is a solid light source that emits white light, a lens 42a that collects and emits white light emitted from the LED 42, and is disposed in the vicinity of the LED 42 to detect the amount of white light emitted from the LED 42. And an optical sensor 42b configured to generate and output a light amount detection signal indicating the detected light amount.
- the LED 42 is configured to emit light according to an LED drive signal supplied from the LED drive unit 48. Further, the LED 42 is white light having the same continuous spectrum distribution as the WLC light as shown in FIG. 7 in the wavelength band of 445 nm to 700 nm, for example, and including the wavelength band of NGB light described later. It is configured to generate WLD light.
- the spectral distribution of the WLC light and the spectral distribution of the WLD light are mutually the same.
- the light source device 3A is an LED 43 that is a solid light source that emits light in the purple to blue wavelength band, a lens 43a that collects and emits light emitted from the LED 43, and light that is disposed near the LED 43 and emitted from the LED 43. And a light sensor 43b configured to generate and output a light amount detection signal indicating the detected light amount.
- the LED 43 is configured to emit light according to the LED drive signal supplied from the LED drive unit 48.
- the LED 43 is configured to generate NBB light, which is narrowband light having a spectral distribution as shown in FIG. 8, for example, in a wavelength band of 390 nm to 445 nm.
- FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of light emitted from an LED provided in the light source device according to the second embodiment.
- the light source device 3A includes dichroic mirrors 44 and 45, a lens 46, an operation panel 47, an LED driving unit 48, and a control unit 49.
- the dichroic mirror 44 selectively reflects a part of the WLC light emitted through the lens 41a to the connector receiving side and selectively transmits a part of the WLD light emitted through the lens 42a to the connector receiving side. It is configured to have such optical characteristics.
- the dichroic mirror 44 selectively receives NGB light, which is light in a wavelength band of 530 nm to 550 nm, out of WLC light emitted through the lens 41a. It has a spectral reflection characteristic that reflects the light.
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of spectral reflection characteristics of a dichroic mirror provided in the light source device according to the second embodiment.
- the dichroic mirror 44 has a spectral transmission characteristic that selectively transmits LOB light, which is light in a wavelength band other than NGB light, out of the WLD light emitted through the lens 42a to the connector receiving side. It is configured.
- the dichroic mirror 44 is configured as an optical member that extracts NGB light from WLC light, extracts LOB light from WLD light, and mixes and emits the NGB light and the LOB light.
- the dichroic mirror 45 is configured to have a spectral reflection characteristic that reflects NBB light emitted through the lens 43a to the connector receiving side.
- FIG. 10 is a diagram illustrating an example of spectral reflection characteristics of a dichroic mirror provided in the light source device according to the second embodiment.
- the dichroic mirror 45 is configured to have a spectral transmission characteristic that transmits NGB light and LOB light emitted through the dichroic mirror 44 to the connector receiving side.
- the lens 46 is configured to condense each light emitted through the dichroic mirror 45 and emit it to the light incident surface of the light guide 11 disposed in the vicinity of the connector receiver when the optical connector 9 is connected. Yes.
- the operation panel 47 performs, for example, a power switch (not shown) capable of performing an operation related to switching on / off of the power source, and an operation for selecting a desired observation mode from a plurality of observation modes. Is configured with a user interface such as an observation mode selection switch (not shown).
- the LED drive unit 48 is configured to generate and output LED drive signals for driving the LEDs 41 to 43, respectively, under the control of the control unit 49.
- the control unit 49 is configured to control the LED driving unit 48 to individually set the light emission states of the LEDs 41 to 43 in accordance with an operation performed on the observation mode selection switch of the operation panel 47.
- the control unit 49 also controls the WLC light, WLD light, and NBB light based on the light amount adjustment signal output from the video processor 4 via the communication cable CC and the light amount detection signals output from the optical sensors 41b to 43b.
- the LED drive unit 48 is configured to perform control for adjusting the amount of light in accordance with the observation mode selected by the observation mode selection switch of the operation panel 47.
- a user such as a surgeon performs an operation for selecting the white light observation mode with the observation mode selection switch of the operation panel 47 after connecting each part of the endoscope system 1A and turning on the power.
- control unit 49 When the control unit 49 detects that an operation for selecting the white light observation mode is performed on the observation mode selection switch of the operation panel 47, the control unit 49 performs control for causing the three LEDs 41 to 43 to emit light simultaneously. This is performed for the drive unit 48.
- the WLC light emitted from the LED 41 is split into NGB light according to the spectral reflection characteristic of the dichroic mirror 44, and the WLD light emitted from the LED 42 is emitted from the dichroic mirror 44.
- the MXC light which is a mixed light obtained by mixing the NGB light, the LOB light, and the NBB light emitted from the LED 43 by the dichroic mirror 45 according to the spectral transmission characteristics, is used as the illumination light for the endoscope 2.
- the MXC light that is white light supplied from the light source device 3A as illumination light in the white light observation mode has a spectral distribution as illustrated in FIG. FIG.
- FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of illumination light emitted from the light source device according to the second embodiment when the white light observation mode is selected.
- the spectrum distribution of the NBB light in FIG. 11 is an example of the spectrum distribution when the light amount is adjusted so as to be a light amount suitable for observation with the white light observation image.
- an optical image of a subject illuminated with MXC light is captured by the image sensor 14, and white light observation generated according to the imaging signal output from the image sensor 14 is observed. Images are displayed on the monitor 5 for each frame.
- the control unit 49 determines the light amounts of the WLC light, the WLD light, and the NBB light. Is controlled to the LED drive unit 48 to adjust the light amount to be suitable for observation with the white light observation image.
- control unit 49 outputs, for example, a light amount adjustment signal output from the video processor 4 every one frame period TFA corresponding to the display period of the white light observation image for one frame, and the light sensor 41b.
- the LED drive unit 48 is controlled to set the light amount of the WLC light.
- control unit 49 sets the light amount ratio RA of the light amount of the WLD light to the light amount of the WLC light set as described above based on the light amount detection signals output from the optical sensors 41b to 43b, for example, and is set as described above.
- the LED drive unit 48 is controlled to set the light quantity ratio RB of the light quantity of the NBB light to the light quantity of the WLC light so as to achieve a color balance suitable for observation by the white light observation image. More specifically, the control unit 49 sets the light amount ratio RA so that the spectral distribution of the mixed light obtained by mixing the NGB light and the LOB light matches the spectral distribution of either the WLC light or the WLD light.
- the LED drive unit 48 generates a pulsed LED drive signal having a pulse width and a pulse height according to the control of the control unit 49, and outputs the generated LED drive signal to the LEDs 41 to 43, respectively.
- the brightness of the white light observation image generated according to the imaging signal output from the endoscope 2 is white light.
- the light amount ratios RA and RB are maintained so as to have a color balance suitable for observation by the white light observation image.
- the light amount adjustment that gradually decreases the light amounts of the WLC light, the WLD light, and the NBB light is performed for each frame period TFA (see FIG. 12).
- FIG. 12 is a diagram for explaining an example of the light amount adjustment performed in the light source device according to the second embodiment when the white light observation mode is selected.
- the user performs special light using the observation mode selection switch of the operation panel 47.
- An operation for selecting a narrow-band light observation mode included in one of the observation modes is performed.
- control unit 49 When the control unit 49 detects that an operation for selecting the narrow-band light observation mode has been performed on the observation mode selection switch of the operation panel 47, the control unit 49 causes the LEDs 41 and 43 to emit light simultaneously and extinguishes the LED 42. To the LED drive unit 48.
- the WLC light emitted from the LED 41 is split into NGB light according to the spectral reflection characteristic of the dichroic mirror 44, and the NGB light and the NBB emitted from the LED 43.
- MXD light which is mixed light in which light is mixed by the dichroic mirror 45, is supplied to the endoscope 2 as illumination light. That is, the MXD light, which is special light supplied from the light source device 3A as illumination light in the narrow-band light observation mode, is narrower than the MXC light and has a spectral distribution as illustrated in FIG. Yes.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of illumination light emitted from the light source device according to the second embodiment when the narrow-band light observation mode is selected.
- an optical image of a subject illuminated with MXD light is picked up by the image sensor 14, and narrowband light generated according to an image pickup signal output from the image sensor 14.
- An observation image is displayed on the monitor 5 for each frame.
- the control unit 49 Based on the light amount adjustment signal output from the video processor 4 via the communication cable CC and the light amount detection signal output from the optical sensors 41b and 43b, the control unit 49 narrows the light amounts of the WLC light and the NBB light. Control for adjusting the amount of light suitable for observation with the light observation image is performed on the LED drive unit 48.
- control unit 49 outputs, for example, a light amount adjustment signal output from the video processor 4 every one frame period TFB corresponding to the display period of the narrowband light observation image for one frame, and the light sensor 41b.
- control for setting the light amount of the WLC light is performed on the LED drive unit 48.
- control unit 49 for example, based on the light amount detection signals output from the optical sensors 41b and 43b, sets the light amount ratio RC of the NBB light amount to the light amount of the WLC light set as described above based on the narrowband light observation image. Control for setting the color balance suitable for observation is performed on the LED drive unit 48.
- the LED drive unit 48 generates a pulsed LED drive signal having a pulse width and a pulse height according to the control of the control unit 49, and outputs the generated LED drive signal to the LEDs 41 and 43, respectively.
- FIG. 14 is a diagram for explaining an example of light amount adjustment performed in the light source device according to the second embodiment when the narrow-band light observation mode is selected.
- the user performs white light on the observation mode selection switch of the operation panel 47.
- An operation for selecting a simultaneous observation mode which is a mode for simultaneously displaying an observation image and a narrow-band light observation image, is performed.
- control unit 49 When the control unit 49 detects that the operation for selecting the simultaneous observation mode is performed on the observation mode selection switch of the operation panel 47, the control unit 49 emits the three LEDs 41 to 43 simultaneously, and the LED 41 And 43, the LED drive unit 48 is controlled to alternately repeat the light emission period IPB in which the LED 42 is extinguished while simultaneously emitting light.
- MXC light is supplied to the endoscope 2 as illumination light during the light emission period IPA
- MXD light is supplied to the endoscope 2 as illumination light during the light emission period IPB. Is done. That is, in the simultaneous observation mode according to the present embodiment, MXC light and MXD light are irradiated onto the subject in a time division manner.
- a white light observation image for one field is generated according to the irradiation of the MXC light to the subject, and the narrowness for one field is generated according to the irradiation of the MXD light to the subject.
- a band light observation image is generated, and a simultaneous observation image generated by combining the white light observation image and the narrow band light observation image for each field is displayed on the monitor 5 for each frame.
- the control unit 49 Control for causing the LED drive unit 48 to perform light amount adjustment corresponding to the white light observation mode in the light emission period IPA is performed. Further, the control unit 49 is based on the light amount adjustment signal output from the video processor 4 and the light amount detection signals output from the optical sensors 41b and 43b each time a narrow-band light observation image for one field is generated. Then, the control for causing the LED driving unit 48 to perform the light amount adjustment corresponding to the narrow-band light observation mode in the light emission period IPB is performed.
- the LED drive unit 48 generates a pulsed LED drive signal having a pulse width and a pulse height according to the control of the control unit 49 in the light emission period IPA, and sends the generated LED drive signal to the LEDs 41 to 43, respectively. Output.
- the LED drive unit 48 generates a pulsed LED drive signal having a pulse width and a pulse height according to the control of the control unit 49 in the light emission period IPB, and the generated LED drive signal is used as the LEDs 41 and 43. Respectively.
- the LED drive unit 48 and the control unit 49 as described above, for example, the brightness of the white light observation image for one field generated in accordance with the imaging signal output from the endoscope 2. If the comparison result that the brightness exceeds the brightness target value WBT is continuously obtained, the light quantity ratios RA and RB are respectively maintained so as to have a color balance suitable for observation by the white light observation image. On the other hand, the light amount adjustment that gradually decreases the light amounts of the WLC light, the WLD light, and the NBB light is performed for each light emission period IPA (see FIG. 15).
- the narrowband light observation image for one field generated according to the imaging signal output from the endoscope 2 is displayed.
- the light quantity ratio RC is maintained so as to be a color balance suitable for observation by the narrow-band light observation image.
- the light amount adjustment for gradually decreasing the light amounts of the WLC light and the NBB light is performed for each light emission period IPB (see FIG. 15).
- FIG. 15 is a diagram for explaining an example of light amount adjustment performed in the light source device according to the second embodiment when the simultaneous observation mode is selected.
- the dichroic mirror 44 may be configured as an optical member that extracts NGB light from WLD light, extracts LOB light from WLC light, and mixes and emits the NGB light and the LOB light. Specifically, for example, by switching the spectral reflection characteristics and spectral transmission characteristics of the dichroic mirror 44, the NGB light out of the WLD light emitted through the lens 42a is selectively transmitted to the connector receiving side. At the same time, the LOB light of the WLC light emitted through the lens 41a may be selectively reflected to the connector receiving side.
- control for causing the LEDs 41 to 43 to emit light simultaneously is performed by the control unit 49, and when the narrow band light observation mode is selected, Control for causing the LEDs 42 and 43 to emit light at the same time may be performed by the control unit 49.
- the present embodiment is not limited to the case where the spectral distributions of the WLC light and the WLD light are completely the same, but is also applied to the case where the spectral distributions of the WLC light and the WLD light are substantially the same.
- the light emission state of the LEDs 41 to 43 is switched according to the observation mode selected by the observation mode selection switch of the operation panel 47.
- MXC light can be supplied to the endoscope 2 as illumination light in the white light observation mode
- MXD light can be supplied to the endoscope 2 as illumination light in the narrow-band light observation mode. Therefore, according to the light source device 3A according to the present embodiment, the configuration for performing the white light observation and the special light observation can be simplified as compared with the conventional case.
- the subject is irradiated with MXC light and MXD light in a time division manner by performing control such that the light emission patterns of the LEDs 41 to 43 are alternately switched between two patterns. Can do. Therefore, according to the light source device 3A according to the present embodiment, for example, the state in which the incident white light is emitted as it is, the state in which the wavelength band of the incident white light is limited and the narrow band light is emitted, The simultaneous observation image including the white light observation image and the narrow band light observation image can be displayed on the monitor 5 without using a wavelength switching mechanism such as a rotary filter that can switch between the two.
- a wavelength switching mechanism such as a rotary filter that can switch between the two.
- the brightness of the white light observation image included in the simultaneous observation image and the brightness of the narrowband light observation image included in the simultaneous observation image are individually adjusted. It is possible to improve the degree of freedom of light amount adjustment when performing the above.
- the spectral distribution of the mixed light obtained by mixing the NGB light and the LOB light matches the spectral distribution of either the WLC light or the WLD light.
- the light amount ratio RA is set, and the light amount adjustment is performed so that the light amount ratio RA and the light amount ratio RB are set so as to have a color balance suitable for observation with the white light observation image.
- a white light observation image obtained by imaging a biological tissue irradiated with MXC light can be used for diagnosis of the biological tissue and / or It can be displayed on the monitor 5 with color reproducibility suitable for treatment or the like.
- FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an endoscope system including the light source device according to the third embodiment.
- the light source device 3B is emitted from the LED 61, the lens 61a that collects and emits the light emitted from the LED 61, the LED 62, the lens 62a that collects and emits the light emitted from the LED 62, the LED 63, and the LED 63.
- the LED 61 is configured to emit light according to the LED drive signal supplied from the LED drive unit 74.
- the LED 61 is configured to generate NBC light, which is narrowband light having a spectral distribution as shown in FIG. 17, for example, in a wavelength band of 390 nm to 445 nm.
- FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of light emitted from an LED provided in the light source device according to the third embodiment.
- the LED 62 is configured to emit light according to the LED drive signal supplied from the LED drive unit 74. Further, the LED 62 is configured to generate B light, which is blue light having a spectrum distribution as shown in FIG. 18, for example, in a wavelength band of 445 nm to 500 nm.
- FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of light emitted from an LED provided in the light source device according to the third embodiment.
- the LED 63 is configured to emit light according to an LED drive signal supplied from the LED drive unit 74. Further, the LED 63 has a spectral distribution as shown in FIG. 19 in a wavelength band of 500 nm to 600 nm, for example, and is configured to generate GA light that is green light including the wavelength band of NGC light described later. ing.
- FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of light emitted from an LED provided in the light source device according to the third embodiment.
- the LED 64 is configured to emit light according to the LED drive signal supplied from the LED drive unit 74. Further, for example, the LED 64 has the same spectral distribution as the GA light as shown in FIG. 19 in the wavelength band of 500 nm to 600 nm, and emits GB light which is green light including the wavelength band of NGC light described later. Is configured to occur.
- the spectral distribution of GA light and the spectral distribution of GB light are the same.
- the LED 65 is configured to emit light according to the LED drive signal supplied from the LED drive unit 74.
- the LED 65 is configured to generate RS light, which is red light having a spectral distribution as shown in FIG. 20, for example, in the wavelength band of 570 nm to 630 nm.
- FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of light emitted from an LED provided in the light source device according to the third embodiment.
- the LED 66 is configured to emit light according to the LED drive signal supplied from the LED drive unit 74.
- the LED 66 is configured to generate RL light that is red light having a spectral distribution as shown in FIG. 21, for example, in a wavelength band of 600 nm to 700 nm.
- FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of light emitted from an LED provided in the light source device according to the third embodiment.
- the dichroic mirror 67 is configured to have a spectral reflection characteristic that reflects the B light emitted through the lens 62a toward the connector receiving side.
- FIG. 22 is a diagram illustrating an example of spectral reflection characteristics of a dichroic mirror provided in the light source device according to the third embodiment.
- the dichroic mirror 67 is configured to have a spectral transmission characteristic that allows NBC light emitted through the lens 61a to pass through to the connector receiving side.
- the dichroic mirror 68 is configured to have a spectral reflection characteristic that reflects GA light emitted through the lens 63a to the connector receiving side.
- FIG. 23 is a diagram illustrating an example of spectral reflection characteristics of a dichroic mirror provided in the light source device according to the third embodiment.
- the dichroic mirror 68 is configured to have a spectral transmission characteristic that allows NBC light and B light emitted through the dichroic mirror 67 to pass through to the connector receiving side.
- the dichroic mirror 69 selectively reflects a part of the GB light emitted through the lens 64a to the connector receiving side and selectively transmits a part of the GA light emitted through the dichroic mirror 68 to the connector receiving side.
- the optical characteristic is such that NBC light and B light emitted through the dichroic mirror 68 are transmitted to the connector receiving side.
- the dichroic mirror 69 selectively receives NGC light, which is light in a wavelength band of 530 nm to 550 nm, out of GB light emitted through the lens 64a. It has a spectral reflection characteristic that reflects the light.
- FIG. 24 is a diagram illustrating an example of spectral reflection characteristics of a dichroic mirror provided in the light source device according to the third embodiment.
- the dichroic mirror 69 has a spectral transmission characteristic that selectively transmits LOC light, which is light in a wavelength band other than NGC light, out of GA light emitted through the dichroic mirror 68 to the connector receiving side. Configured.
- the dichroic mirror 69 is configured as an optical member that extracts NGC light from GB light, extracts LOC light from GA light, and mixes and emits the NGC light and the LOC light.
- the dichroic mirror 70 has a spectral reflection characteristic that reflects RSA light, which is 585 nm to 630 nm light corresponding to a part of the RS light emitted through the lens 65a, to the connector receiving side. It is comprised.
- FIG. 25 is a diagram illustrating an example of spectral reflection characteristics of a dichroic mirror provided in the light source device according to the third embodiment.
- the dichroic mirror 70 is a spectral transmission that transmits LOD light that is less than 585 nm of NBC light, B light, and LOC light emitted through the dichroic mirror 69, and NGC light to the connector receiving side. It has a characteristic.
- the dichroic mirror 71 for example, as shown in FIG. 26, has a spectral reflection characteristic that reflects RLA light, which is 615 nm to 700 nm light corresponding to a part of RL light emitted through the lens 66a, to the connector receiving side. It is comprised.
- FIG. 26 is a diagram illustrating an example of spectral reflection characteristics of a dichroic mirror provided in the light source device according to the third embodiment.
- the dichroic mirror 71 receives NBC light, B light, NGC light, LOD light, and RSB light corresponding to a part of RSA light emitted from the dichroic mirror 70 on the connector receiving side. It has a spectral transmission characteristic that allows it to pass through.
- the lens 72 condenses each light emitted through the dichroic mirror 71 and emits it to the light incident surface of the light guide 11 disposed in the vicinity of the connector receiver when the optical connector 9 is connected. Yes.
- the operation panel 73 performs, for example, a power switch (not shown) capable of performing an operation related to switching on and off of the power source and an operation for selecting a desired observation mode from a plurality of observation modes. Is configured with a user interface such as an observation mode selection switch (not shown).
- the LED drive unit 74 is configured to generate and output LED drive signals for driving the LEDs 61 to 66 in accordance with the control of the control unit 75, respectively.
- the control unit 75 is configured to perform control for individually setting the light emission states of the LEDs 61 to 66 on the LED driving unit 74 in accordance with an operation performed on the observation mode selection switch of the operation panel 73.
- the control unit 75 also adjusts the light amounts of the NBC light, B light, GA light, GB light, RS light, and RL light based on the light amount adjustment signal output from the video processor 4 via the communication cable CC.
- the LED drive unit 74 is configured to perform control for this purpose.
- a user such as a surgeon performs an operation for selecting the white light observation mode with the observation mode selection switch of the operation panel 73 after connecting each part of the endoscope system 1B and turning on the power.
- control unit 75 When the control unit 75 detects that the operation for selecting the white light observation mode is performed on the observation mode selection switch of the operation panel 73, the control unit 75 controls the LED drive unit 74 to simultaneously emit the LEDs 61 to 66. against.
- the GB light emitted from the LED 64 is split into NGC light according to the spectral reflection characteristic of the dichroic mirror 69, and the GA light emitted from the LED 63 is emitted from the dichroic mirror 69.
- MXE light which is a mixed light obtained by mixing the RSB light corresponding to a part of the light and the RLA light corresponding to a part of the RL light emitted from the LED 66 by the dichroic mirror 71, is supplied to the endoscope 2 as illumination light. Is done. That is, the MXE light that is white light supplied from the light source device 3B as illumination light in the white light observation mode has a spectrum distribution as illustrated in FIG.
- FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of illumination light emitted from the light source device according to the third example when the white light observation mode is selected.
- the spectrum distribution of the NBC light in FIG. 27 is an example of the spectrum distribution when the light amount is adjusted so that the light amount is suitable for observation with the white light observation image.
- an optical image of a subject illuminated with MXE light is picked up by the image sensor 14, and white light observation generated according to the image pickup signal output from the image sensor 14 is observed. Images are displayed on the monitor 5 for each frame.
- the user performs special light using the observation mode selection switch of the operation panel 73.
- An operation for selecting a narrow-band light observation mode included in one of the observation modes is performed.
- control unit 75 When the control unit 75 detects that an operation for selecting the narrow-band light observation mode has been performed on the observation mode selection switch of the operation panel 73, the control unit 75 causes the LEDs 61, 64 to emit light simultaneously, Control for extinction is performed on the LED drive unit 74.
- the GB light emitted from the LED 64 is split into NGC light according to the spectral reflection characteristic of the dichroic mirror 69, and the NBC light emitted from the LED 61 and the NGC light are converted into the NGC light.
- MXF light that is mixed light mixed by the dichroic mirror 71 is supplied to the endoscope 2 as illumination light. That is, the MXF light, which is special light supplied from the light source device 3B as illumination light in the narrow-band light observation mode, is narrower than the MXE light and has a spectral distribution as illustrated in FIG. Yes.
- FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of illumination light emitted from the light source device according to the third example when the narrow-band light observation mode is selected.
- an optical image of a desired living tissue illuminated with MXF light is captured by the image sensor 14 and generated according to an imaging signal output from the image sensor 14.
- the narrow band light observation image is displayed on the monitor 5 for each frame.
- the special light observation mode for example, an autofluorescence observation mode for observing fluorescence emitted by exciting a fluorescent substance contained in the living tissue, and a large diameter existing in the living tissue. It may be possible to select another observation mode different from the narrow-band light observation mode, such as a large-diameter blood vessel observation mode for observing the blood vessel. Then, according to the configuration of the light source device 3B according to the present embodiment, for example, when the autofluorescence observation mode is selected, the control for quenching the LEDs 62, 63, and 65 while simultaneously causing the LEDs 61 and 64 to emit light is performed. What is necessary is just to be performed in the control part 75. FIG.
- the control for causing the LEDs 61 to 66 to emit light simultaneously and quenching the LEDs 61 and 62 is performed by the control unit. 75 may be performed.
- the dichroic mirror 69 may be configured as an optical member that extracts NGC light from GA light, extracts LOC light from GB light, and mixes and emits the NGC light and the LOC light.
- control for causing the LEDs 61 to 66 to emit light simultaneously is performed by the control unit 75, and when the narrow band light observation mode is selected, Control for causing the LEDs 61 and 63 to emit light at the same time may be performed by the control unit 75.
- control unit 75 when the simultaneous observation mode is selected, the control unit 75 performs control for irradiating the subject with the MXE light and the MXF light in a time division manner.
- a simultaneous observation image similar to the example can be displayed on the monitor 5.
- the present embodiment is not limited to the case where the spectral distribution of the GA light and the GB light is completely the same, and is also applied to the case where the spectral distribution of the GA light and the GB light is substantially the same.
- the light emission state of the LEDs 61 to 66 is switched according to the observation mode selected by the observation mode selection switch of the operation panel 73.
- MXE light can be supplied to the endoscope 2 as illumination light in the white light observation mode
- MXF light can be supplied to the endoscope 2 as illumination light in the narrow-band light observation mode. Therefore, according to the light source device 3B according to the present embodiment, the configuration for performing the white light observation and the special light observation can be simplified as compared with the conventional case.
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Abstract
光源装置は、所定の波長帯域を含む白色光と、所定の波長帯域を含みかつ白色光より狭帯域な光である特殊光と、を供給することが可能であり、所定の波長帯域を含む第1の波長帯域の光を発する第1の光源と、所定の波長帯域を含む第2の波長帯域の光を発する第2の光源と、第1及び第2の波長帯域の光のうちの一方の光から所定の波長帯域の光を抽出し、第1及び第2の波長帯域の光のうちの他方の光から所定の波長帯域以外の第3の波長帯域の光を抽出し、所定の波長帯域の光及び第3の波長帯域の光を混合して出射する光学部材と、白色光を供給する際に、第1及び第2の光源を同時に発光させ、特殊光を供給する際に、第1及び第2の光源の光量比を白色光の供給時とは異なる比とする制御部と、を有する。
Description
本発明は、光源装置に関し、特に、被検体の体腔内に存在する被写体の照明に用いられる光源装置に関するものである。
医療分野の内視鏡観察においては、例えば、被検体の体腔内に存在する生体組織等の被写体に対して白色光を照射することにより、当該被写体を肉眼で見た場合と略同様の視認性を具備する観察画像を表示させることが可能な白色光観察が従来行われている。
また、医療分野の内視鏡観察においては、例えば、被検体の体腔内に存在する生体組織に対し、当該生体組織に含まれる所定の対象物の特性に応じて帯域制限を施した光である特殊光を照射することにより、当該所定の対象物の視認性が白色光観察に比べて向上した観察画像を表示させることが可能な特殊光観察が従来行われている。
そして、例えば、日本国特許第5198694号公報には、内視鏡システムにおいて、前述の白色光観察に相当する通常観察により得られた通常観察画像を表示させる通常観察モードと、前述の特殊光観察の1つに含まれる狭帯域観察により得られた狭帯域観察画像を表示させる狭帯域観察モードと、当該通常観察画像及び当該狭帯域観察画像を同時に表示させるツインモードと、の3つの観察モードのうちの所望の観察モードを選択可能な構成が開示されている。
ここで、日本国特許第5198694号公報に開示された構成によれば、前述の3つの観察モードのうちの所望の観察モードを選択可能とするために、例えば、光源装置に設けられた回転円盤を特殊な形状に形成しているとともに、当該回転円盤に対して特殊な制御を行うようにしている。そのため、日本国特許第5198694号公報に開示された構成によれば、前述の3つの観察モードのうちの所望の観察モードを選択可能とするための光源装置の構成が複雑化してしまう、という課題が生じている。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、白色光観察及び特殊光観察を行うための構成を従来よりも簡略化することが可能な光源装置を提供することを目的としている。
本発明の一態様の光源装置は、被写体を照明するための照明光として、所定の波長帯域を含む白色光と、前記所定の波長帯域を含みかつ前記白色光より狭帯域な光である特殊光と、を供給することが可能な光源装置であって、前記所定の波長帯域を含む第1の波長帯域の光を発する第1の光源と、前記所定の波長帯域を含む第2の波長帯域の光を発する第2の光源と、前記第1の波長帯域の光及び前記第2の波長帯域の光のうちの一方の光から前記所定の波長帯域の光を抽出し、前記第1の波長帯域の光及び前記第2の波長帯域の光のうちの他方の光から前記所定の波長帯域以外の波長帯域の光である第3の波長帯域の光を抽出し、前記所定の波長帯域の光及び前記第3の波長帯域の光を混合して出射するように構成された光学部材と、前記照明光として前記白色光を供給する際に、前記第1の光源及び前記第2の光源を同時に発光させるための制御を行うとともに、前記照明光として前記特殊光を供給する際に、前記第1の光源及び前記第2の光源の光量比を、前記照明光として前記白色光を供給する際とは異なる比とする制御を行う制御部と、を有する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
(第1の実施例)
図1から図5は、本発明の第1の実施例に係るものである。
図1から図5は、本発明の第1の実施例に係るものである。
内視鏡システム1は、図1に示すように、被検体の体腔内に存在する生体組織等の被写体を撮像して撮像信号を出力するように構成された内視鏡2と、当該被写体を照明するための照明光を内視鏡2へ供給するように構成された光源装置3と、内視鏡2から出力される撮像信号に応じた観察画像を生成して出力するように構成されたビデオプロセッサ4と、ビデオプロセッサ4から出力される観察画像等を表示するように構成されたモニタ5と、を有している。また、光源装置3及びビデオプロセッサ4は、通信ケーブルCCを介し、種々の信号及び/または情報等のやり取りに係る双方向通信を行うことができるように構成されている。図1は、第1の実施例に係る光源装置を含む内視鏡システムの要部の構成を示す図である。
内視鏡2は、被検体の体腔内に挿入可能な細長の挿入部6と、挿入部6の基端部に形成された操作部7と、操作部7から延出して設けられたユニバーサルケーブル8と、ユニバーサルケーブル8の端部に設けられた光コネクタ9と、ユニバーサルケーブル8から分岐した電気ケーブルECの端部に設けられた電気コネクタ10と、を有して構成されている。
操作部7は、術者等のユーザが把持して操作することが可能な形状を具備して構成されている。また、操作部7には、ユーザの操作に応じた指示をビデオプロセッサ4に対して行うことが可能な1つ以上のスコープスイッチ(不図示)が設けられている。
光コネクタ9は、光源装置3のコネクタ受け(不図示)に対して着脱可能に接続されるように構成されている。
電気コネクタ10は、ビデオプロセッサ4のコネクタ受け(不図示)に対して着脱可能に接続されるように構成されている。
内視鏡2は、光コネクタ9が接続された光源装置3から供給される照明光を伝送するように構成されたライトガイド11と、ライトガイド11を経て出射される照明光の光路上に配置された照明レンズ12と、照明レンズ12を経て出射される照明光により照明された被写体の光学像を形成するように構成された対物レンズ13と、対物レンズ13により形成された光学像を撮像するように構成されたイメージセンサ14と、内視鏡2毎に固有の情報である内視鏡情報が予め格納されているメモリ15と、を有して構成されている。
ライトガイド11は、挿入部6、操作部7及びユニバーサルケーブル8の内部に挿通されている。また、ライトガイド11の光入射面を含む入射端部は、光コネクタ9から延出して設けられている。また、ライトガイド11の光出射面を含む出射端部は、照明レンズ12の光入射面の近傍に配置されている。
イメージセンサ14は、対物レンズ13により形成された光学像を光電変換するための複数の画素(不図示)と、当該複数の画素を2次元状に配列した撮像面上に設けられたベイヤー配列の原色カラーフィルタ(不図示)と、を有して構成されている。また、イメージセンサ14は、対物レンズ13により形成された光学像を光電変換して撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号を電気コネクタ10が接続されたビデオプロセッサ4へ出力するように構成されている。
ビデオプロセッサ4は、例えば、制御回路及び画像処理回路等の1つ以上の集積回路を有して構成されている。また、ビデオプロセッサ4は、電気コネクタ10が接続された際に、メモリ15に格納されている内視鏡情報を読み込むとともに、当該読み込んだ内視鏡情報に応じた動作を行うことができるように構成されている。また、ビデオプロセッサ4は、内視鏡2から出力される撮像信号に応じて得られた観察画像の明るさと、複数の観察モード毎に予め設定された明るさ目標値と、を比較した比較結果に基づき、光源装置3から内視鏡2に供給される照明光の光量を調整するための光量調整信号を生成し、当該生成した光量調整信号を光源装置3へ出力するように構成されている。
光源装置3は、白色光を発する白色光源21と、白色光源21から発せられる白色光を集光して出射するレンズ21aと、白色光を発する白色光源22と、白色光源22から発せられる白色光を集光して出射するレンズ22aと、ダイクロイックミラー23と、レンズ24と、操作パネル25と、光源駆動部26と、制御部27と、を有して構成されている。
白色光源21は、例えば、キセノンランプを具備し、光源駆動部26から供給される光源駆動信号に応じて発光するように構成されている。また、白色光源21は、例えば、390nm~700nmの波長帯域において、図2に示すような連続的なスペクトル分布を具備するとともに、後述のNBA光及びNGA光の波長帯域を含む白色光であるWLA光を発生するように構成されている。図2は、第1の実施例に係る光源装置に設けられた白色光源から発せられる白色光のスペクトル分布の一例を示す図である。
白色光源22は、例えば、キセノンランプを具備し、光源駆動部26から供給される光源駆動信号に応じて発光するように構成されている。また、白色光源22は、例えば、390nm~700nmの波長帯域において、図2に示すような、WLA光と同一の連続的なスペクトル分布を具備するとともに、後述のNBA光及びNGA光の波長帯域を含む白色光であるWLB光を発生するように構成されている。
すなわち、本実施例においては、WLA光のスペクトル分布と、WLB光のスペクトル分布と、が相互に同一である。
ダイクロイックミラー23は、レンズ21aを経て出射されるWLA光の一部を選択的にコネクタ受け側へ反射するとともに、レンズ22aを経て出射されるWLB光の一部を選択的にコネクタ受け側へ透過させるような光学特性を有して構成されている。
具体的には、ダイクロイックミラー23は、例えば、図3に示すように、レンズ21aを経て出射されるWLA光のうち、390nm~445nmの波長帯域の光であるNBA光と、530nm~550nmの波長帯域の光であるNGA光と、を選択的にコネクタ受け側へ反射するような分光反射特性を有して構成されている。図3は、第1の実施例に係る光源装置に設けられたダイクロイックミラーの分光反射特性の一例を示す図である。
また、ダイクロイックミラー23は、レンズ22aを経て出射されるWLB光のうち、NBA光及びNGA光以外の波長帯域の光であるLOA光を選択的にコネクタ受け側へ透過させるような分光透過特性を有して構成されている。
すなわち、ダイクロイックミラー23は、WLA光またはWLB光の波長帯域に含まれる所定の波長における分光透過率TXと、当該所定の波長における分光反射率RXと、の間にTX+RX=100%の関係式が成り立つような光学特性を有して構成されている。また、ダイクロイックミラー23は、WLA光からNBA光及びNGA光を抽出し、WLB光からLOA光を抽出し、当該NBA光、当該NGA光及び当該LOA光を混合して出射する光学部材として構成されている。
レンズ24は、ダイクロイックミラー23を経て出射される各光を集光し、光コネクタ9の接続に伴ってコネクタ受けの近傍に配置されるライトガイド11の光入射面へ出射するように構成されている。
操作パネル25は、例えば、電源のオンオフの切り替えに係る操作を行うことが可能な電源スイッチ(不図示)、及び、複数の観察モードの中から所望の観察モードを選択するための操作を行うことが可能な観察モード選択スイッチ(不図示)等のユーザーインターフェースを有して構成されている。
光源駆動部26は、制御部27の制御に応じ、白色光源21及び22をそれぞれ駆動するための光源駆動信号を生成して出力するように構成されている。
制御部27は、操作パネル25の観察モード選択スイッチにおいてなされた操作に応じ、白色光源21及び22の発光状態を個別に設定するための制御を光源駆動部26に対して行うように構成されている。また、制御部27は、ビデオプロセッサ4から通信ケーブルCCを介して出力される光量調整信号に基づき、WLA光及びWLB光の光量をそれぞれ調整するための制御を光源駆動部26に対して行うように構成されている。
次に、本実施例に係る光源装置3を含む内視鏡システム1の動作等について説明する。
術者等のユーザは、例えば、内視鏡システム1の各部を接続して電源を投入した後、操作パネル25の観察モード選択スイッチにおいて、白色光観察モードを選択するための操作を行う。
制御部27は、操作パネル25の観察モード選択スイッチにおいて、白色光観察モードを選択するための操作が行われたことを検知すると、白色光源21及び22の両方を同時に発光させるための制御を光源駆動部26に対して行う。
そして、前述のような制御部27の制御に応じ、白色光源21から発せられたWLA光がダイクロイックミラー23の分光反射特性に応じてNBA光及びNGA光に分光され、白色光源22から発せられたWLB光がダイクロイックミラー23の分光透過特性に応じてLOA光に分光され、当該NBA光、当該NGA光及び当該LOA光を混合した混合光であるMXA光が照明光として内視鏡2に供給される。すなわち、白色光観察モードの照明光として光源装置3から供給される白色光であるMXA光は、図4に例示するようなスペクトル分布を有している。図4は、白色光観察モードが選択された際に第1の実施例に係る光源装置から出射される照明光のスペクトル分布の一例を示す図である。
また、前述のような制御部27の制御に応じ、MXA光により照明された被写体の光学像がイメージセンサ14により撮像され、イメージセンサ14から出力される撮像信号に応じて生成された白色光観察画像がモニタ5に1フレーム分ずつ表示される。すなわち、白色光観察モードにおいては、例えば、被写体を肉眼で見た場合と略同様の視認性を具備する白色光観察画像がモニタ5に表示される。
一方、ユーザは、例えば、被検体の体腔内に存在する所望の生体組織を白色光観察画像により視認可能な位置に挿入部6を配置した後、操作パネル25の観察モード選択スイッチにおいて、特殊光観察モードの1つに含まれる狭帯域光観察モードを選択するための操作を行う。
制御部27は、操作パネル25の観察モード選択スイッチにおいて、狭帯域光観察モードを選択するための操作が行われたことを検知すると、白色光源21のみを発光させるための制御を光源駆動部26に対して行う。
そして、前述のような制御部27の制御に応じ、白色光源21から発せられたWLA光がダイクロイックミラー23の分光反射特性に応じてNBA光及びNGA光に分光され、当該NBA光及び当該NGA光を混合した混合光であるMXB光が照明光として内視鏡2に供給される。すなわち、狭帯域光観察モードの照明光として光源装置3から供給される特殊光であるMXB光は、MXA光よりも狭帯域な光であり、図5に例示するようなスペクトル分布を有している。図5は、狭帯域光観察モードが選択された際に第1の実施例に係る光源装置から出射される照明光のスペクトル分布の一例を示す図である。
また、前述のような制御部27の制御に応じ、MXB光により照明された所望の生体組織の光学像がイメージセンサ14により撮像され、イメージセンサ14から出力される撮像信号に応じて生成された狭帯域光観察画像がモニタ5に1フレーム分ずつ表示される。すなわち、狭帯域光観察モードにおいては、例えば、所望の生体組織の表層に存在する毛細血管及び粘膜構造と、当該所望の生体組織の中層に存在する血管と、の視認性が白色光観察モードに比べてそれぞれ向上した狭帯域光観察画像がモニタ5に表示される。
なお、本実施例によれば、MXA光が白色光観察画像を得るための照明光として供給され、かつ、MXB光が狭帯域光観察画像を得るための照明光として供給される限りにおいては、ダイクロイックミラー23が、WLB光からNBA光及びNGA光を抽出し、WLA光からLOA光を抽出し、当該NBA光、当該NGA光及び当該LOA光を混合して出射する光学部材として構成されていてもよい。具体的には、例えば、ダイクロイックミラー23の分光反射特性と分光透過特性とを相互に入れ替えることにより、レンズ22aを経て出射されるWLB光のうちのNBA光及びNGA光を選択的にコネクタ受け側へ透過させるとともに、レンズ21aを経て出射されるWLA光のうちのLOA光を選択的にコネクタ受け側へ反射するようにしてもよい。また、このような構成においては、白色光観察モードが選択された際に、白色光源21及び22を同時に発光させるための制御が制御部27により行われ、狭帯域光観察モードが選択された際に、白色光源21と白色光源22との光量比を白色光観察モードとは異なる比とするための制御として、例えば、白色光源22のみを発光させるための制御が制御部27により行われるようにすればよい。また、ダイクロイックミラー23は、例えば、WLA光に含まれるNBA光及びNGA光のうちの一方の光を選択的にコネクタ受け側へ反射するような分光反射特性を有し、かつ、WLB光のうちの当該一方の光以外の波長帯域の光を選択的にコネクタ受け側へ透過させるような分光透過特性を有して構成されていてもよい。
また、本実施例においては、白色光源21及び22がキセノンランプを具備して構成されているものに限らず、例えば、白色光を発するLEDまたはLD(レーザーダイオード)等の固体光源を具備して構成されていてもよい。
また、本実施例は、WLA光及びWLB光のスペクトル分布が完全に同一である場合に限らず、WLA光及びWLB光のスペクトル分布が略同一の場合においても適用される。
また、本実施例を適宜変形することにより、例えば、白色光源21または白色光源22のいずれかを赤色光源、緑色光源、及び、青色光源の3色の光源とし、さらに、当該3色の光源からそれぞれ発せられる光のスペクトル分布に応じてMXA光及びMXB光が生成されるように、ダイクロイックミラー23の分光反射特性及び分光透過特性を設定してもよい。
以上に述べたように、本実施例に係る光源装置3によれば、操作パネル25の観察モード選択スイッチにおいて選択された観察モードに応じて白色光源21及び22の発光状態を切り替えるような簡単な構成により、MXA光を白色光観察モードの照明光として内視鏡2に供給することができるとともに、MXB光を狭帯域光観察モードの照明光として内視鏡2に供給することができる。従って、本実施例に係る光源装置3によれば、白色光観察及び特殊光観察を行うための構成を従来よりも簡略化することができる。
(第2の実施例)
図6から図15は、本発明の第2の実施例に係るものである。
図6から図15は、本発明の第2の実施例に係るものである。
なお、本実施例においては、第1の実施例と同様の構成等を有する部分に関する詳細な説明を省略するとともに、第1の実施例と異なる構成等を有する部分に関して主に説明を行う。
内視鏡システム1Aは、図6に示すように、内視鏡システム1における光源装置3の代わりに、被写体を照明するための照明光を内視鏡2へ供給するように構成された光源装置3Aを有している。図6は、第2の実施例に係る光源装置を含む内視鏡システムの要部の構成を示す図である。
光源装置3Aは、白色光を発する固体光源であるLED41と、LED41から発せられる白色光を集光して出射するレンズ41aと、LED41の近傍に配置され、LED41から発せられる白色光の光量を検知し、当該検知した光量を示す光量検知信号を生成して出力するように構成された光センサ41bと、を有している。
LED41は、LED駆動部48から供給されるLED駆動信号に応じて発光するように構成されている。また、LED41は、例えば、445nm~700nmの波長帯域において、図7に示すような連続的なスペクトル分布を具備するとともに、後述のNGB光の波長帯域を含む白色光であるWLC光を発生するように構成されている。図7は、第2の実施例に係る光源装置に設けられたLEDから発せられる光のスペクトル分布の一例を示す図である。
光源装置3Aは、白色光を発する固体光源であるLED42と、LED42から発せられる白色光を集光して出射するレンズ42aと、LED42の近傍に配置され、LED42から発せられる白色光の光量を検知し、当該検知した光量を示す光量検知信号を生成して出力するように構成された光センサ42bと、を有している。
LED42は、LED駆動部48から供給されるLED駆動信号に応じて発光するように構成されている。また、LED42は、例えば、445nm~700nmの波長帯域において、図7に示すような、WLC光と同一の連続的なスペクトル分布を具備するとともに、後述のNGB光の波長帯域を含む白色光であるWLD光を発生するように構成されている。
すなわち、本実施例においては、WLC光のスペクトル分布と、WLD光のスペクトル分布と、が相互に同一である。
光源装置3Aは、紫色~青色の波長帯域の光を発する固体光源であるLED43と、LED43から発せられる光を集光して出射するレンズ43aと、LED43の近傍に配置され、LED43から発せられる光の光量を検知し、当該検知した光量を示す光量検知信号を生成して出力するように構成された光センサ43bと、を有している。
LED43は、LED駆動部48から供給されるLED駆動信号に応じて発光するように構成されている。また、LED43は、例えば、390nm~445nmの波長帯域において、図8に示すようなスペクトル分布を具備する狭帯域光であるNBB光を発生するように構成されている。図8は、第2の実施例に係る光源装置に設けられたLEDから発せられる光のスペクトル分布の一例を示す図である。
光源装置3Aは、ダイクロイックミラー44及び45と、レンズ46と、操作パネル47と、LED駆動部48と、制御部49と、を有して構成されている。
ダイクロイックミラー44は、レンズ41aを経て出射されるWLC光の一部を選択的にコネクタ受け側へ反射するとともに、レンズ42aを経て出射されるWLD光の一部を選択的にコネクタ受け側へ透過させるような光学特性を有して構成されている。
具体的には、ダイクロイックミラー44は、例えば、図9に示すように、レンズ41aを経て出射されるWLC光のうち、530nm~550nmの波長帯域の光であるNGB光を選択的にコネクタ受け側へ反射するような分光反射特性を有して構成されている。図9は、第2の実施例に係る光源装置に設けられたダイクロイックミラーの分光反射特性の一例を示す図である。
また、ダイクロイックミラー44は、レンズ42aを経て出射されるWLD光のうち、NGB光以外の波長帯域の光であるLOB光を選択的にコネクタ受け側へ透過させるような分光透過特性を有して構成されている。
すなわち、ダイクロイックミラー44は、WLC光またはWLD光の波長帯域に含まれる所定の波長における分光透過率TYと、当該所定の波長における分光反射率RYと、の間にTY+RY=100%の関係式が成り立つような光学特性を有して構成されている。また、ダイクロイックミラー44は、WLC光からNGB光を抽出し、WLD光からLOB光を抽出し、当該NGB光及び当該LOB光を混合して出射する光学部材として構成されている。
ダイクロイックミラー45は、例えば、図10に示すように、レンズ43aを経て出射されるNBB光をコネクタ受け側へ反射するような分光反射特性を有して構成されている。図10は、第2の実施例に係る光源装置に設けられたダイクロイックミラーの分光反射特性の一例を示す図である。
また、ダイクロイックミラー45は、ダイクロイックミラー44を経て出射されるNGB光及びLOB光をコネクタ受け側へ透過させるような分光透過特性を有して構成されている。
レンズ46は、ダイクロイックミラー45を経て出射される各光を集光し、光コネクタ9の接続に伴ってコネクタ受けの近傍に配置されるライトガイド11の光入射面へ出射するように構成されている。
操作パネル47は、例えば、電源のオンオフの切り替えに係る操作を行うことが可能な電源スイッチ(不図示)、及び、複数の観察モードの中から所望の観察モードを選択するための操作を行うことが可能な観察モード選択スイッチ(不図示)等のユーザーインターフェースを有して構成されている。
LED駆動部48は、制御部49の制御に応じ、LED41~43をそれぞれ駆動するためのLED駆動信号を生成して出力するように構成されている。
制御部49は、操作パネル47の観察モード選択スイッチにおいてなされた操作に応じ、LED41~43の発光状態を個別に設定するための制御をLED駆動部48に対して行うように構成されている。また、制御部49は、ビデオプロセッサ4から通信ケーブルCCを介して出力される光量調整信号と、光センサ41b~43bから出力される光量検知信号と、に基づき、WLC光、WLD光及びNBB光の光量を操作パネル47の観察モード選択スイッチにおいて選択された観察モードに応じてそれぞれ調整するための制御をLED駆動部48に対して行うように構成されている。
次に、本実施例に係る光源装置3Aを含む内視鏡システム1Aの動作等について説明する。
術者等のユーザは、例えば、内視鏡システム1Aの各部を接続して電源を投入した後、操作パネル47の観察モード選択スイッチにおいて、白色光観察モードを選択するための操作を行う。
制御部49は、操作パネル47の観察モード選択スイッチにおいて、白色光観察モードを選択するための操作が行われたことを検知すると、LED41~43の3つのLEDを同時に発光させるための制御をLED駆動部48に対して行う。
そして、前述のような制御部49の制御に応じ、LED41から発せられたWLC光がダイクロイックミラー44の分光反射特性に応じてNGB光に分光され、LED42から発せられたWLD光がダイクロイックミラー44の分光透過特性に応じてLOB光に分光され、当該NGB光、当該LOB光、及び、LED43から発せられたNBB光をダイクロイックミラー45により混合した混合光であるMXC光が照明光として内視鏡2に供給される。すなわち、白色光観察モードの照明光として光源装置3Aから供給される白色光であるMXC光は、図11に例示するようなスペクトル分布を有している。図11は、白色光観察モードが選択された際に第2の実施例に係る光源装置から出射される照明光のスペクトル分布の一例を示す図である。なお、図11のNBB光のスペクトル分布は、白色光観察画像による観察に適した光量になるように光量調整を行った場合におけるスペクトル分布の一例を示しているものとする。
また、前述のような制御部49の制御に応じ、MXC光により照明された被写体の光学像がイメージセンサ14により撮像され、イメージセンサ14から出力される撮像信号に応じて生成された白色光観察画像がモニタ5に1フレーム分ずつ表示される。
制御部49は、ビデオプロセッサ4から通信ケーブルCCを介して出力される光量調整信号と、光センサ41b~43bから出力される光量検知信号と、に基づき、WLC光、WLD光及びNBB光の光量を白色光観察画像による観察に適した光量にそれぞれ調整するための制御をLED駆動部48に対して行う。
具体的には、制御部49は、例えば、1フレーム分の白色光観察画像の表示期間に相当する1フレーム期間TFA毎にビデオプロセッサ4から出力される光量調整信号と、光センサ41bから出力される光量検知信号と、に基づき、WLC光の光量を設定するための制御をLED駆動部48に対して行う。また、制御部49は、例えば、光センサ41b~43bから出力される光量検知信号に基づき、前述のように設定したWLC光の光量に対するWLD光の光量の光量比RAと、前述のように設定したWLC光の光量に対するNBB光の光量の光量比RBと、を白色光観察画像による観察に適したカラーバランスになるようにそれぞれ設定するための制御をLED駆動部48に対して行う。より具体的には、制御部49は、NGB光及びLOB光を混合した混合光のスペクトル分布がWLC光またはWLD光のいずれかのスペクトル分布に一致するように光量比RAを設定する。
LED駆動部48は、制御部49の制御に応じたパルス幅及びパルス高さを具備するパルス状のLED駆動信号を生成し、当該生成したLED駆動信号をLED41~43にそれぞれ出力する。
そして、以上に述べたようなLED駆動部48及び制御部49の動作によれば、例えば、内視鏡2から出力される撮像信号に応じて生成された白色光観察画像の明るさが白色光観察モードの明るさ目標値WBTを超えているとの比較結果が連続的に得られた場合には、光量比RA及びRBを白色光観察画像による観察に適したカラーバランスになるようにそれぞれ維持しつつ、WLC光、WLD光及びNBB光の光量を漸次減少してゆくような光量調整が1フレーム期間TFA毎に行われる(図12参照)。図12は、白色光観察モードが選択された際に第2の実施例に係る光源装置において行われる光量調整の一例を説明するための図である。
一方、ユーザは、例えば、被検体の体腔内に存在する所望の生体組織を白色光観察画像により視認可能な位置に挿入部6を配置した後、操作パネル47の観察モード選択スイッチにおいて、特殊光観察モードの1つに含まれる狭帯域光観察モードを選択するための操作を行う。
制御部49は、操作パネル47の観察モード選択スイッチにおいて、狭帯域光観察モードを選択するための操作が行われたことを検知すると、LED41及び43を同時に発光させつつLED42を消光させるための制御をLED駆動部48に対して行う。
そして、前述のような制御部49の制御に応じ、LED41から発せられたWLC光がダイクロイックミラー44の分光反射特性に応じてNGB光に分光され、当該NGB光、及び、LED43から発せられたNBB光をダイクロイックミラー45により混合した混合光であるMXD光が照明光として内視鏡2に供給される。すなわち、狭帯域光観察モードの照明光として光源装置3Aから供給される特殊光であるMXD光は、MXC光よりも狭帯域な光であり、図13に例示するようなスペクトル分布を有している。図13は、狭帯域光観察モードが選択された際に第2の実施例に係る光源装置から出射される照明光のスペクトル分布の一例を示す図である。
また、前述のような制御部49の制御に応じ、MXD光により照明された被写体の光学像がイメージセンサ14により撮像され、イメージセンサ14から出力される撮像信号に応じて生成された狭帯域光観察画像がモニタ5に1フレーム分ずつ表示される。
制御部49は、ビデオプロセッサ4から通信ケーブルCCを介して出力される光量調整信号と、光センサ41b及び43bから出力される光量検知信号と、に基づき、WLC光及びNBB光の光量を狭帯域光観察画像による観察に適した光量にそれぞれ調整するための制御をLED駆動部48に対して行う。
具体的には、制御部49は、例えば、1フレーム分の狭帯域光観察画像の表示期間に相当する1フレーム期間TFB毎にビデオプロセッサ4から出力される光量調整信号と、光センサ41bから出力される光量検知信号と、に基づき、WLC光の光量を設定するための制御をLED駆動部48に対して行う。また、制御部49は、例えば、光センサ41b及び43bから出力される光量検知信号に基づき、前述のように設定したWLC光の光量に対するNBB光の光量の光量比RCを狭帯域光観察画像による観察に適したカラーバランスになるように設定するための制御をLED駆動部48に対して行う。
LED駆動部48は、制御部49の制御に応じたパルス幅及びパルス高さを具備するパルス状のLED駆動信号を生成し、当該生成したLED駆動信号をLED41及び43にそれぞれ出力する。
そして、以上に述べたようなLED駆動部48及び制御部49の動作によれば、例えば、内視鏡2から出力される撮像信号に応じて生成された狭帯域光観察画像の明るさが狭帯域光観察モードの明るさ目標値NBTを超えているとの比較結果が連続的に得られた場合には、光量比RCを狭帯域光観察画像による観察に適したカラーバランスになるように維持しつつ、WLC光及びNBB光の光量を漸次減少してゆくような光量調整が1フレーム期間TFB毎に行われる(図14参照)。図14は、狭帯域光観察モードが選択された際に第2の実施例に係る光源装置において行われる光量調整の一例を説明するための図である。
一方、ユーザは、例えば、被検体の体腔内に存在する所望の生体組織を白色光観察画像により視認可能な位置に挿入部6を配置した後、操作パネル47の観察モード選択スイッチにおいて、白色光観察画像及び狭帯域光観察画像を同時に表示するモードである同時観察モードを選択するための操作を行う。
制御部49は、操作パネル47の観察モード選択スイッチにおいて、同時観察モードを選択するための操作が行われたことを検知すると、LED41~43の3つのLEDを同時に発光させる発光期間IPAと、LED41及び43を同時に発光させつつLED42を消光させる発光期間IPBと、を交互に繰り返させるための制御をLED駆動部48に対して行う。
そして、前述のような制御部49の制御に応じ、発光期間IPAにおいてはMXC光が照明光として内視鏡2に供給され、発光期間IPBにおいてはMXD光が照明光として内視鏡2に供給される。すなわち、本実施例に係る同時観察モードにおいては、MXC光と、MXD光と、が時分割で被写体に照射される。
また、前述のような制御部49の制御に応じ、被写体に対するMXC光の照射に応じて1フィールド分の白色光観察画像が生成され、当該被写体に対するMXD光の照射に応じて1フィールド分の狭帯域光観察画像が生成され、当該白色光観察画像及び当該狭帯域光観察画像を1フィールド分ずつ併せて生成された同時観察画像がモニタ5に1フレーム分ずつ表示される。
制御部49は、1フィールド分の白色光観察画像が生成される毎にビデオプロセッサ4から出力される光量調整信号と、光センサ41b~43bから出力される光量検知信号と、に基づき、前述の白色光観察モードに対応する光量調整を発光期間IPAにおいて行わせるための制御をLED駆動部48に対して行う。また、制御部49は、1フィールド分の狭帯域光観察画像が生成される毎にビデオプロセッサ4から出力される光量調整信号と、光センサ41b及び43bから出力される光量検知信号と、に基づき、前述の狭帯域光観察モードに対応する光量調整を発光期間IPBにおいて行わせるための制御をLED駆動部48に対して行う。
LED駆動部48は、発光期間IPAにおいて、制御部49の制御に応じたパルス幅及びパルス高さを具備するパルス状のLED駆動信号を生成し、当該生成したLED駆動信号をLED41~43にそれぞれ出力する。また、LED駆動部48は、発光期間IPBにおいて、制御部49の制御に応じたパルス幅及びパルス高さを具備するパルス状のLED駆動信号を生成し、当該生成したLED駆動信号をLED41及び43にそれぞれ出力する。
そして、以上に述べたようなLED駆動部48及び制御部49の動作によれば、例えば、内視鏡2から出力される撮像信号に応じて生成された1フィールド分の白色光観察画像の明るさが明るさ目標値WBTを超えているとの比較結果が連続的に得られた場合には、光量比RA及びRBを白色光観察画像による観察に適したカラーバランスになるようにそれぞれ維持しつつ、WLC光、WLD光及びNBB光の光量を漸次減少してゆくような光量調整が発光期間IPA毎に行われる(図15参照)。また、以上に述べたようなLED駆動部48及び制御部49の動作によれば、例えば、内視鏡2から出力される撮像信号に応じて生成された1フィールド分の狭帯域光観察画像の明るさが明るさ目標値NBTを超えているとの比較結果が連続的に得られた場合には、光量比RCを狭帯域光観察画像による観察に適したカラーバランスになるように維持しつつ、WLC光及びNBB光の光量を漸次減少してゆくような光量調整が発光期間IPB毎に行われる(図15参照)。図15は、同時観察モードが選択された際に第2の実施例に係る光源装置において行われる光量調整の一例を説明するための図である。
なお、本実施例によれば、MXC光が白色光観察画像を得るための照明光として供給され、かつ、MXD光が狭帯域光観察画像を得るための照明光として供給される限りにおいては、ダイクロイックミラー44が、WLD光からNGB光を抽出し、WLC光からLOB光を抽出し、当該NGB光及び当該LOB光を混合して出射する光学部材として構成されていてもよい。具体的には、例えば、ダイクロイックミラー44の分光反射特性と分光透過特性とを相互に入れ替えることにより、レンズ42aを経て出射されるWLD光のうちのNGB光を選択的にコネクタ受け側へ透過させるとともに、レンズ41aを経て出射されるWLC光のうちのLOB光を選択的にコネクタ受け側へ反射するようにしてもよい。また、このような構成においては、白色光観察モードが選択された際に、LED41~43を同時に発光させるための制御が制御部49により行われ、狭帯域光観察モードが選択された際に、LED42及び43を同時に発光させるための制御が制御部49により行われるようにすればよい。
また、本実施例は、WLC光及びWLD光のスペクトル分布が完全に同一である場合に限らず、WLC光及びWLD光のスペクトル分布が略同一の場合においても適用される。
以上に述べたように、本実施例に係る光源装置3Aによれば、操作パネル47の観察モード選択スイッチにおいて選択された観察モードに応じてLED41~43の発光状態を切り替えるような簡単な構成により、MXC光を白色光観察モードの照明光として内視鏡2に供給することができるとともに、MXD光を狭帯域光観察モードの照明光として内視鏡2に供給することができる。従って、本実施例に係る光源装置3Aによれば、白色光観察及び特殊光観察を行うための構成を従来よりも簡略化することができる。
また、本実施例に係る光源装置3Aによれば、LED41~43の発光パターンを2つのパターンで交互に切り替えるような制御を行うことにより、MXC光及びMXD光を時分割で被写体に照射することができる。そのため、本実施例に係る光源装置3Aによれば、例えば、入射される白色光をそのまま出射する状態と、当該入射される白色光の波長帯域を制限して狭帯域光を出射する状態と、を切り替え可能な回転フィルタ等の波長切替機構を用いることなく、白色光観察画像及び狭帯域光観察画像を具備する同時観察画像をモニタ5に表示させることができる。従って、本実施例に係る光源装置3Aによれば、例えば、同時観察画像に含まれる白色光観察画像の明るさと、当該同時観察画像に含まれる狭帯域光観察画像の明るさと、を個別に調整する際の光量調整の自由度を従来よりも向上させることができる。
また、本実施例に係る光源装置3Aによれば、白色光観察モードにおいて、NGB光及びLOB光を混合した混合光のスペクトル分布がWLC光またはWLD光のいずれかのスペクトル分布に一致するように光量比RAを設定し、当該光量比RA及び光量比RBを白色光観察画像による観察に適したカラーバランスになるように設定するような光量調整が行われる。そのため、本実施例に係る光源装置3Aによれば、例えば、白色光観察モードにおいて、MXC光が照射された生体組織を撮像して得られる白色光観察画像を、当該生体組織の診断及び/または処置等に好適な色再現性でモニタ5に表示させることができる。
(第3の実施例)
図16から図28は、本発明の第3の実施例に係るものである。
図16から図28は、本発明の第3の実施例に係るものである。
なお、本実施例においては、第1及び第2の実施例のうちの少なくともいずれか一方と同様の構成等を有する部分に関する詳細な説明を省略するとともに、第1及び第2の実施例のいずれともと異なる構成等を有する部分に関して主に説明を行う。
内視鏡システム1Bは、図16に示すように、内視鏡システム1における光源装置3の代わりに、被写体を照明するための照明光を内視鏡2へ供給するように構成された光源装置3Bを有している。図16は、第3の実施例に係る光源装置を含む内視鏡システムの要部の構成を示す図である。
光源装置3Bは、LED61と、LED61から発せられる光を集光して出射するレンズ61aと、LED62と、LED62から発せられる光を集光して出射するレンズ62aと、LED63と、LED63から発せられる光を集光して出射するレンズ63aと、LED64と、LED64から発せられる光を集光して出射するレンズ64aと、LED65と、LED65から発せられる光を集光して出射するレンズ65aと、LED66と、LED66から発せられる光を集光して出射するレンズ66aと、ダイクロイックミラー67~71と、レンズ72と、操作パネル73と、LED駆動部74と、制御部75と、を有して構成されている。
LED61は、LED駆動部74から供給されるLED駆動信号に応じて発光するように構成されている。また、LED61は、例えば、390nm~445nmの波長帯域において、図17に示すようなスペクトル分布を具備する狭帯域光であるNBC光を発生するように構成されている。図17は、第3の実施例に係る光源装置に設けられたLEDから発せられる光のスペクトル分布の一例を示す図である。
LED62は、LED駆動部74から供給されるLED駆動信号に応じて発光するように構成されている。また、LED62は、例えば、445nm~500nmの波長帯域において、図18に示すようなスペクトル分布を具備する青色光であるB光を発生するように構成されている。図18は、第3の実施例に係る光源装置に設けられたLEDから発せられる光のスペクトル分布の一例を示す図である。
LED63は、LED駆動部74から供給されるLED駆動信号に応じて発光するように構成されている。また、LED63は、例えば、500nm~600nmの波長帯域において、図19に示すようなスペクトル分布を具備するとともに、後述のNGC光の波長帯域を含む緑色光であるGA光を発生するように構成されている。図19は、第3の実施例に係る光源装置に設けられたLEDから発せられる光のスペクトル分布の一例を示す図である。
LED64は、LED駆動部74から供給されるLED駆動信号に応じて発光するように構成されている。また、LED64は、例えば、500nm~600nmの波長帯域において、図19に示すような、GA光と同一のスペクトル分布を具備するとともに、後述のNGC光の波長帯域を含む緑色光であるGB光を発生するように構成されている。
すなわち、本実施例においては、GA光のスペクトル分布と、GB光のスペクトル分布と、が相互に同一である。
LED65は、LED駆動部74から供給されるLED駆動信号に応じて発光するように構成されている。また、LED65は、例えば、570nm~630nmの波長帯域において、図20に示すようなスペクトル分布を具備する赤色光であるRS光を発生するように構成されている。図20は、第3の実施例に係る光源装置に設けられたLEDから発せられる光のスペクトル分布の一例を示す図である。
LED66は、LED駆動部74から供給されるLED駆動信号に応じて発光するように構成されている。また、LED66は、例えば、600nm~700nmの波長帯域において、図21に示すようなスペクトル分布を具備する赤色光であるRL光を発生するように構成されている。図21は、第3の実施例に係る光源装置に設けられたLEDから発せられる光のスペクトル分布の一例を示す図である。
ダイクロイックミラー67は、例えば、図22に示すように、レンズ62aを経て出射されるB光をコネクタ受け側へ反射するような分光反射特性を有して構成されている。図22は、第3の実施例に係る光源装置に設けられたダイクロイックミラーの分光反射特性の一例を示す図である。
また、ダイクロイックミラー67は、レンズ61aを経て出射されるNBC光をコネクタ受け側へ透過させるような分光透過特性を有して構成されている。
ダイクロイックミラー68は、例えば、図23に示すように、レンズ63aを経て出射されるGA光をコネクタ受け側へ反射するような分光反射特性を有して構成されている。図23は、第3の実施例に係る光源装置に設けられたダイクロイックミラーの分光反射特性の一例を示す図である。
また、ダイクロイックミラー68は、ダイクロイックミラー67を経て出射されるNBC光及びB光をコネクタ受け側へ透過させるような分光透過特性を有して構成されている。
ダイクロイックミラー69は、レンズ64aを経て出射されるGB光の一部を選択的にコネクタ受け側へ反射し、ダイクロイックミラー68を経て出射されるGA光の一部を選択的にコネクタ受け側へ透過させるとともに、ダイクロイックミラー68を経て出射されるNBC光及びB光をコネクタ受け側へ透過させるような光学特性を有して構成されている。
具体的には、ダイクロイックミラー69は、例えば、図24に示すように、レンズ64aを経て出射されるGB光のうち、530nm~550nmの波長帯域の光であるNGC光を選択的にコネクタ受け側へ反射するような分光反射特性を有して構成されている。図24は、第3の実施例に係る光源装置に設けられたダイクロイックミラーの分光反射特性の一例を示す図である。
また、ダイクロイックミラー69は、ダイクロイックミラー68を経て出射されるGA光のうち、NGC光以外の波長帯域の光であるLOC光を選択的にコネクタ受け側へ透過させるような分光透過特性を有して構成されている。
すなわち、ダイクロイックミラー69は、GA光またはGB光の波長帯域に含まれる所定の波長における分光透過率TZと、当該所定の波長における分光反射率RZと、の間にTZ+RZ=100%の関係式が成り立つような光学特性を有して構成されている。また、ダイクロイックミラー69は、GB光からNGC光を抽出し、GA光からLOC光を抽出し、当該NGC光及び当該LOC光を混合して出射する光学部材として構成されている。
ダイクロイックミラー70は、例えば、図25に示すように、レンズ65aを経て出射されるRS光の一部に相当する585nm~630nmの光であるRSA光をコネクタ受け側へ反射するような分光反射特性を有して構成されている。図25は、第3の実施例に係る光源装置に設けられたダイクロイックミラーの分光反射特性の一例を示す図である。
また、ダイクロイックミラー70は、ダイクロイックミラー69を経て出射されるNBC光、B光、LOC光のうちの585nm未満の光であるLOD光、及び、NGC光をコネクタ受け側へ透過させるような分光透過特性を有して構成されている。
ダイクロイックミラー71は、例えば、図26に示すように、レンズ66aを経て出射されるRL光の一部に相当する615nm~700nmの光であるRLA光をコネクタ受け側へ反射するような分光反射特性を有して構成されている。図26は、第3の実施例に係る光源装置に設けられたダイクロイックミラーの分光反射特性の一例を示す図である。
また、ダイクロイックミラー71は、ダイクロイックミラー70を経て出射されるNBC光、B光、NGC光、LOD光、及び、RSA光の一部に相当する585nm~615nmの光であるRSB光をコネクタ受け側へ透過させるような分光透過特性を有して構成されている。
レンズ72は、ダイクロイックミラー71を経て出射される各光を集光し、光コネクタ9の接続に伴ってコネクタ受けの近傍に配置されるライトガイド11の光入射面へ出射するように構成されている。
操作パネル73は、例えば、電源のオンオフの切り替えに係る操作を行うことが可能な電源スイッチ(不図示)、及び、複数の観察モードの中から所望の観察モードを選択するための操作を行うことが可能な観察モード選択スイッチ(不図示)等のユーザーインターフェースを有して構成されている。
LED駆動部74は、制御部75の制御に応じ、LED61~66をそれぞれ駆動するためのLED駆動信号を生成して出力するように構成されている。
制御部75は、操作パネル73の観察モード選択スイッチにおいてなされた操作に応じ、LED61~66の発光状態を個別に設定するための制御をLED駆動部74に対して行うように構成されている。また、制御部75は、ビデオプロセッサ4から通信ケーブルCCを介して出力される光量調整信号に基づき、NBC光、B光、GA光、GB光、RS光、及び、RL光の光量をそれぞれ調整するための制御をLED駆動部74に対して行うように構成されている。
次に、本実施例に係る光源装置3Bを含む内視鏡システム1Bの動作等について説明する。
術者等のユーザは、例えば、内視鏡システム1Bの各部を接続して電源を投入した後、操作パネル73の観察モード選択スイッチにおいて、白色光観察モードを選択するための操作を行う。
制御部75は、操作パネル73の観察モード選択スイッチにおいて、白色光観察モードを選択するための操作が行われたことを検知すると、LED61~66を同時に発光させるための制御をLED駆動部74に対して行う。
そして、前述のような制御部75の制御に応じ、LED64から発せられたGB光がダイクロイックミラー69の分光反射特性に応じてNGC光に分光され、LED63から発せられたGA光がダイクロイックミラー69の分光透過特性に応じてLOC光に分光され、LED61から発せられたNBC光、LED62から発せられたB光、当該LOC光の一部に相当するLOD光、当該NGC光、LED65から発せられたRS光の一部に相当するRSB光、及び、LED66から発せられたRL光の一部に相当するRLA光をダイクロイックミラー71により混合した混合光であるMXE光が照明光として内視鏡2に供給される。すなわち、白色光観察モードの照明光として光源装置3Bから供給される白色光であるMXE光は、図27に例示するようなスペクトル分布を有している。図27は、白色光観察モードが選択された際に第3の実施例に係る光源装置から出射される照明光のスペクトル分布の一例を示す図である。なお、図27のNBC光のスペクトル分布は、白色光観察画像による観察に適した光量になるように光量調整を行った場合におけるスペクトル分布の一例を示しているものとする。
また、前述のような制御部75の制御に応じ、MXE光により照明された被写体の光学像がイメージセンサ14により撮像され、イメージセンサ14から出力される撮像信号に応じて生成された白色光観察画像がモニタ5に1フレーム分ずつ表示される。
一方、ユーザは、例えば、被検体の体腔内に存在する所望の生体組織を白色光観察画像により視認可能な位置に挿入部6を配置した後、操作パネル73の観察モード選択スイッチにおいて、特殊光観察モードの1つに含まれる狭帯域光観察モードを選択するための操作を行う。
制御部75は、操作パネル73の観察モード選択スイッチにおいて、狭帯域光観察モードを選択するための操作が行われたことを検知すると、LED61及び64を同時に発光させつつ、LED62、63及び65を消光させるための制御をLED駆動部74に対して行う。
そして、前述のような制御部75の制御に応じ、LED64から発せられたGB光がダイクロイックミラー69の分光反射特性に応じてNGC光に分光され、LED61から発せられたNBC光及び当該NGC光をダイクロイックミラー71により混合した混合光であるMXF光が照明光として内視鏡2に供給される。すなわち、狭帯域光観察モードの照明光として光源装置3Bから供給される特殊光であるMXF光は、MXE光よりも狭帯域な光であり、図28に例示するようなスペクトル分布を有している。図28は、狭帯域光観察モードが選択された際に第3の実施例に係る光源装置から出射される照明光のスペクトル分布の一例を示す図である。
また、前述のような制御部75の制御に応じ、MXF光により照明された所望の生体組織の光学像がイメージセンサ14により撮像され、イメージセンサ14から出力される撮像信号に応じて生成された狭帯域光観察画像がモニタ5に1フレーム分ずつ表示される。
なお、本実施例においては、特殊光観察モードとして、例えば、生体組織に含まれる蛍光物質を励起することにより発せられる蛍光を観察するための自家蛍光観察モード、及び、生体組織に存在する太径の血管を観察するための太径血管観察モード等のような、狭帯域光観察モードとは異なる他の観察モードを選択することができるようにしてもよい。そして、本実施例に係る光源装置3Bの構成によれば、例えば、自家蛍光観察モードが選択された場合に、LED61及び64を同時に発光させつつ、LED62、63及び65を消光させるための制御が制御部75において行われるようにすればよい。また、本実施例に係る光源装置3Bの構成によれば、例えば、深部血管観察モードが選択された場合に、LED63~66を同時に発光させつつ、LED61及び62を消光させるための制御が制御部75において行われるようにすればよい。
また、本実施例によれば、MXE光が白色光観察画像を得るための照明光として供給され、かつ、MXF光が狭帯域光観察画像を得るための照明光として供給される限りにおいては、ダイクロイックミラー69が、GA光からNGC光を抽出し、GB光からLOC光を抽出し、当該NGC光及び当該LOC光を混合して出射する光学部材として構成されていてもよい。また、このような構成においては、白色光観察モードが選択された際に、LED61~66を同時に発光させるための制御が制御部75により行われ、狭帯域光観察モードが選択された際に、LED61及び63を同時に発光させるための制御が制御部75により行われるようにすればよい。
また、本実施例によれば、例えば、同時観察モードが選択された場合に、制御部75がMXE光及びMXF光を時分割で被写体に照射するための制御を行うことにより、第2の実施例と同様の同時観察画像をモニタ5に表示させることができる。
また、本実施例は、GA光及びGB光のスペクトル分布が完全に同一である場合に限らず、GA光及びGB光のスペクトル分布が略同一の場合においても適用される。
以上に述べたように、本実施例に係る光源装置3Bによれば、操作パネル73の観察モード選択スイッチにおいて選択された観察モードに応じてLED61~66の発光状態を切り替えるような簡単な構成により、MXE光を白色光観察モードの照明光として内視鏡2に供給することができるとともに、MXF光を狭帯域光観察モードの照明光として内視鏡2に供給することができる。従って、本実施例に係る光源装置3Bによれば、白色光観察及び特殊光観察を行うための構成を従来よりも簡略化することができる。
なお、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
本出願は、2015年5月28日に日本国に出願された特願2015-109051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 (7)
- 被写体を照明するための照明光として、所定の波長帯域を含む白色光と、前記所定の波長帯域を含みかつ前記白色光より狭帯域な光である特殊光と、を供給することが可能な光源装置であって、
前記所定の波長帯域を含む第1の波長帯域の光を発する第1の光源と、
前記所定の波長帯域を含む第2の波長帯域の光を発する第2の光源と、
前記第1の波長帯域の光及び前記第2の波長帯域の光のうちの一方の光から前記所定の波長帯域の光を抽出し、前記第1の波長帯域の光及び前記第2の波長帯域の光のうちの他方の光から前記所定の波長帯域以外の波長帯域の光である第3の波長帯域の光を抽出し、前記所定の波長帯域の光及び前記第3の波長帯域の光を混合して出射するように構成された光学部材と、
前記照明光として前記白色光を供給する際に、前記第1の光源及び前記第2の光源を同時に発光させるための制御を行うとともに、前記照明光として前記特殊光を供給する際に、前記第1の光源及び前記第2の光源の光量比を、前記照明光として前記白色光を供給する際とは異なる比とする制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする光源装置。 - 前記光学部材は、前記一方の光のうちの前記所定の波長帯域の光を選択的に反射するとともに、前記他方の光のうちの前記第3の波長帯域の光を選択的に透過させるような光学特性を具備して形成されたダイクロイックミラーである
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記光学部材は、前記一方の光のうちの前記所定の波長帯域の光を選択的に透過させるとともに、前記他方の光のうちの前記第3の波長帯域の光を選択的に反射するような光学特性を具備して形成されたダイクロイックミラーである
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記第1の波長帯域の光のスペクトル分布と、前記第2の波長帯域の光のスペクトル分布と、が相互に同一である
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記第1の光源及び前記第2の光源がいずれも固体光源である
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記所定の波長帯域には、緑色域及び青色域のうちの少なくとも一方の波長帯域が含まれている
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記制御部は、前記照明光として前記特殊光を供給する際に、前記一方の光の発生源である前記第1の光源または前記第2の光源を発光させるための制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
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