(57)【要約】【課題】  簡易な構造をした、照明光の照射システムを有する内視鏡用光源装置を実現する。【解決手段】  ＤＭＤ３６のマイクロミラーを軸回転し、傾き角度を変更することにより、使用光源の変換に対応する。このため、使用光源の切換機構は不要であり、照明光の照射ユニットの構造は簡素化される。また、第１光源３１における異常は、受光センサ３３によって直ちに検知され、マイクロミラーの傾き角度は速やかに変更されることから、第１光源３１の発光停止後、ほとんど発光停止期間が生じることがなく、被写体の観察を継続することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体観察のための照明光を照射する第１光源と、
前記第１光源が前記照明光を照射しない異常を検知する異常検知手段と、
照明光を照射可能な第２光源と、
前記第１光源および前記第２光源の前記照明光の照射を制御する光源制御手段と、
前記照明光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子を制御する光変調素子制御手段とを備え、
前記異常検知手段によって異常が検知されない場合、前記光源制御手段が前記第１光源に前記照明光を照射させ、
前記異常検知手段によって異常が検知された場合、前記光源制御手段が前記第２光源に前記照明光を照射させるとともに、前記光変調素子制御手段が、前記第２光源によって照射された前記照明光を前記被写体に照射させるように前記光変調素子を制御することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項２】
前記光変調素子が複数のマイクロミラーを有するＤＭＤであって、前記第２光源が前記照明光を照射する場合、前記光変調素子制御手段が、前記マイクロミラーを軸回転して傾き角度を変更することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項３】
前記異常検知手段によって異常が検知されない場合に前記第１光源によって照射された照明光の変調後の光路と、前記異常検知手段によって異常が検知された場合に前記第２光源によって照射された照明光の変調後の光路とが一致することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項４】
前記複数のマイクロミラーが、前記ＤＭＤの表面に対して正負の同じ大きさの傾き角度に軸回転可能であって、前記第１光源および前記第２光源が、前記第１光源の前記ＤＭＤへの入射角と、前記第２光源の前記ＤＭＤへの入射角とが等しくなるように配置されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡用光源装置に関し、特に、被写体観察のための照明光の照射ユニットを有する内視鏡用光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡装置は、光が無い体内組織を被写体像として表示するために、ライトガイドを介して被写体に光を照射して照明を行う。そして、被写体に照射される照明光の調光に、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）が用いられている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−９８９１３号公報（図１）
【０００３】
また、内視鏡装置においては、光源の故障等による発光停止により照明が中断する事態を防ぐために、予備の光源が設けられている。予備光源は、通常使用される光源により照射される照明光の光路を遮らないように、通常光源の光路から外れて配置されている。そして、通常光源の発光が停止すると、通常光源に代わって予備光源が点灯されて使用され、体内から安全に内視鏡を抜き出すなどの作業を可能とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内視鏡装置には、通常光源の発光停止時に予備光源を使用するための光源切換機構が必要であって、装置の構造が複雑になっている。
【０００５】
本発明は、簡易な構造をした照明光の照射ユニットを有する内視鏡用光源装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内視鏡用光源装置は、被写体観察のための照明光を照射する第１光源と、第１光源が照明光を照射しない異常を検知する異常検知手段と、照明光を照射可能な第２光源と、第１光源および第２光源の照明光の照射を制御する光源制御手段と、照明光を変調する光変調素子と、光変調素子を制御する光変調素子制御手段とを備えている。そして、異常検知手段によって異常が検知されない場合、光源制御手段が第１光源に照明光を照射させる。また、異常検知手段によって異常が検知された場合は、光源制御手段が第２光源に照明光を照射させるとともに、光変調素子制御手段が、第２光源によって照射された照明光を被写体に照射させるように光変調素子を制御する。
【０００７】
光変調素子は、複数のマイクロミラーを有するＤＭＤであって、第２光源が照明光を照射する場合、光変調素子制御手段が、マイクロミラーを軸回転して傾き角度を変更することが好ましい。
【０００８】
異常検知手段によって異常が検知されない場合に、第１光源によって照射された照明光の変調後の光路と、異常検知手段によって異常が検知された場合に、第２光源によって照射された照明光の変調後の光路とが一致することが好ましい。そして、複数のマイクロミラーが、ＤＭＤの表面に対して正負の同じ大きさの傾き角度に軸回転可能であって、第１光源および第２光源が、第１光源のＤＭＤへの入射角と、第２光源のＤＭＤへの入射角とが等しくなるように配置さることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡易な構造の照明光の照射ユニットを有する内視鏡用光源装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における内視鏡装置１０のブロック図である。
【００１１】
内視鏡装置１０は、患者の体腔内の撮影に用いられるビデオスコープ（内視鏡）２０と、ビデオスコープ２０に照明光を供給するとともにビデオスコープ２０から送られてくる画像信号を処理するプロセッサ３０とを備える。ビデオスコープ２０は、プロセッサ３０に着脱自在に接続され、プロセッサ３０にはモニタ６０が接続されている。
【００１２】
プロセッサ３０には、照明光の照射ユニットとして、第１光源３１及び第２光源３２が設けられている。本実施形態では、第１及び第２光源３１、３２にはキセノンランプが用いられている。これらの第１及び第２光源３１、３２は、いずれも固定されており、移動機構は設けられていない。第２光源３２は予備の光源であって、第１光源３１の故障等に備えて配置されている。従って、通常は第１光源３１が使用され、第１及び第２光源３１、３２が同時に使用されることはなく、電源（図示せず）は個別に設けられている。なお、第２光源３２の発光光量は、必ずしも第１光源３１のそれと同等である必要はなく、少なくとも内視鏡を体内から安全に抜き出すことが可能な程度の照明光量であってもよい。このことにより、第２光源３２としてより安価な小型のランプを用いることができる。
【００１３】
光源点灯スイッチ（図示せず）が操作されて電源供給されると、第１光源３１は、照明光を照射する。第１光源３１から照射される照明光の光路上には、受光センサ３３が設けられている。受光センサ３３は、第１光源３１から照明光が照射されているか否かを判断し、検出信号が、システムコントロール回路４４に送信される。
【００１４】
第１光源３１から照射された照明光は、集光レンズ（図示せず）や平面ミラー（図示せず）等を介して、多数のマイクロミラーがマトリクス状に配列したＤＭＤ３６に到達する。ＤＭＤ３６を形成する多数のマイクロミラーは、ＤＭＤ制御回路３８によって制御されることにより、導光レンズ４０に入射するように照明光を反射する。導光レンズ４０は、ＤＭＤ３６からの照明光の反射光束を受光すると、これらの光束を収束させつつ、ビデオスコープ２０内に設けられたライトガイド１２のプロセッサ３０内に挿入された入射端１２Ａに入射させる。ライトガイド１２は、入射した照明光を、観察部位のあるビデオスコープ２０の先端部へ伝達し、ライトガイド１２を通った光は出射端１２Ｂから出射される。
【００１５】
観察部位で反射した照明光は、対物レンズ（図示せず）、及びカラーフィルタ（図示せず）を通ってＣＣＤ２２の受光面に到達し、これにより観察部位の被写体像がＣＣＤ２２の受光面に形成される。ＣＣＤ２２では、カラーフィルタを透過した色に応じた被写体像の画像信号が光電変換により発生し、１フレームもしくは１フィールド分の画像信号が、所定時間間隔ごとに順次読み出される。ここではカラーテレビジョン方式としてＮＴＳＣ方式が適用されており、１／３０秒間隔ごとに１フレーム（１／６０秒間隔ごとに１フィールド）分の画像信号が順次読み出され、初期信号処理回路２４へ送られる。
【００１６】
ビデオスコープ２０内には、初期信号処理回路２４の他にビデオスコープ２０全体を制御するスコープ制御部２６と、ビデオスコープ２０の特性や信号処理に関するデータがあらかじめ記憶されたＥＥＰＲＯＭ２８が設けられている。スコープ制御部２６は、初期信号処理回路２４に対して制御信号を送るとともに、適宜ＥＥＰＲＯＭ２８からデータを読み出す。初期信号処理回路２４では、読み出された画像信号に対して増幅処理が施され、さらにアナログ信号からデジタル信号に変換される。そして、ホワイトバランス調整など様々な処理がデジタル画像信号に対して施され、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒが生成される。輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒは、プロセッサ３０のプロセッサ信号処理回路４８へ送られ、輝度信号Ｙは、さらにシステムコントロール回路４４内の調光制御部４１に送信される。プロセッサ信号処理回路４８に送られた輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、ＣｒはＮＴＳＣ信号などの映像信号に変換され、モニタ６０へ出力される。これにより、被写体像がモニタ６０にリアルタイムで表示される。
【００１７】
調光制御部４１、ＣＰＵ４２及びＲＯＭ４３を含むシステムコントロール回路４４は、プロセッサ３０全体を制御し、光源制御部３４、ＤＭＤ制御回路３８、タイミングコントロール回路４６などに制御信号を出力する。また、システムコントロール回路４４内のＲＯＭ４３には、プロセッサ３０の制御に関するプログラムが格納されている。タイミングコントロール回路４６からは、信号処理タイミングを調整するクロックパルスがプロセッサ３０内の各回路に出力され、また、映像信号に付加される同期信号がプロセッサ信号処理回路４８に送られる。
【００１８】
調光制御部４１が受信した輝度信号Ｙに基づいて、パルス波のオン・オフでＤＭＤ３６の各マイクロミラーの傾き角度を制御し、パルス幅で照明光の反射時間を定めるパルス信号が、システムコントロール回路４４の調光制御部４１からＤＭＤ制御回路３８に送信される。ＤＭＤ制御回路３８は、このパルス信号に基づいて、所定のマイクロミラーが、所定の時間だけ照明光を導光レンズ４０に向けて反射するように、ＤＭＤ３６を制御する。こうして、ライトガイド入射端１２Ａに照射される照明光の光量は調整される。
【００１９】
受光センサ３３により、第１光源３１から照明光が照射されていないことを示す信号が調光制御部４１に送信されると、調光制御部４１から、第２光源３２を起動させて照明光を照射させるように指示する制御信号が、光源制御部３４に送信される。光源制御部３４は、この制御信号を受信して、第２光源３２を起動する。さらに、ライトガイド入射端１２Ａが第２光源３２からの照明光を受光するように、ＤＭＤ３６のマイクロミラーの傾き角度を変更させるパルス信号が、調光制御部４１からＤＭＤ制御回路３８に送信される。こうして、第１光源３１に故障等の異常が生じ、照明光を照射しなくなった場合においても、直ちに第２光源３２から照明光が照射され、この照明光が、傾き角度を変更したＤＭＤ３６のマイクロミラーによって導光レンズ４０に向けて反射されるため、被写体は継続して照明される。
【００２０】
図２は、第１及び第２光源３１、３２とＤＭＤ３６の配置を示す図である。
【００２１】
第１及び第２光源３１、３２は、ＤＭＤ３６に対する照明光の入射角αが等しくなるように配置されている。そして、ＤＭＤ３６がオン状態の場合、ＤＭＤ３６の表面３６Ｓに配置された多数のマイクロミラー（図示せず）は、ＤＭＤ表面３６Ｓに対して、正負の同じ大きさの傾き角度、すなわち＋１２°、あるいは−１２°の角度で軸回転される。ＤＭＤ３６に対して第１光源３１から照明光が照射される場合、マイクロミラーの多くは＋１２°傾いているため、第１光源３１からの照明光を導光レンズ４０に向けて反射する。一方、第１光源３１に、故障等により照明光を照射しない異常が生じ、受光センサ３３によってこの異常が検知されると、第２光源３２からＤＭＤ３６に対して照明光が照射される。この場合、マイクロミラーの多くは、ＤＭＤ制御回路３８によって、−１２°傾くように制御されて、第２光源３２からの照明光を導光レンズ４０に向けて反射する。
【００２２】
このため、第１光源３１によって照射された照明光の変調後の光路と、第２光源３２によって照射された照明光の変調後の光路とは一致し、いずれの照明光も、導光レンズ４０に向けて反射され、集光されて、ライトガイド入射端１２Ａに入射する。
【００２３】
図３は、ＤＭＤ３６の表面３６Ｓを示す図である。
【００２４】
オフ状態のＤＭＤ３６を示す図３においては、ＤＭＤ３６の表面３６Ｓに多数配置されたマイクロミラーＭＭの受光面は、ＤＭＤ表面３６Ｓに平行であって、傾いていない。ＤＭＤ３６がオン状態になると、第１光源３１あるいは第２光源３２からの照明光を反射するために、調光制御部４１からのパルス信号により、マイクロミラーＭＭは、図３の紙面右側、あるいは左側（ＤＭＤ表面３６Ｓに対して＋１２°あるいは−１２°の角度）に傾くように制御される。
【００２５】
図４は、照明光の照射制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００２６】
ステップＳ１０１では、第１光源３１から照明光が照射されているか否かが判断される。第１光源３１から照明光が照射されていないと判断されると、ステップＳ１０２に進み、照明光が第１光源３１から照射されていると判断されると、ステップＳ１０１は繰り返される。ステップＳ１０２では、ＤＭＤ３６のマイクロミラーＭＭが、第２光源３２から照射される照明光を受光する位置に軸回転され、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３において、第２光源３２からの照明光がＤＭＤ３６によって反射され、被写体が照明されると、照射制御ルーチンは終了する。
【００２７】
以上のように、本実施形態によれば、照明光を調光する光変調素子としてＤＭＤ３６を用いた内視鏡用光源装置において、ＤＭＤ３６を形成するマイクロミラーＭＭの傾き角度の変更により使用光源の変換に対応する。このため、照明光の照射ユニットの構造は簡素化される。また、通常使用される第１光源３１における異常は、受光センサ３３によって直ちに検知され、ＤＭＤ３６のマイクロミラーの傾き角度は瞬時に変更されることから、第１光源３１の発光停止後、ほとんど発光停止期間が生じることがなく、被写体の観察を継続することができる。
【００２８】
第１及び第２光源３１、３２と、ＤＭＤ３６との位置関係は、照明光が導光レンズ４０に入射する限り、本実施形態に限定されない。例えば、平面ミラー等を設置して、第１及び第２光源３１、３２のそれぞれの光路を変更することにより、第１及び第２光源３１、３２の位置を変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】内視鏡装置のブロック図である。
【図２】第１及び第２光源とＤＭＤの配置を示す図である。
【図３】ＤＭＤの表面を示す図である。
【図４】照明光の照射制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１０  内視鏡装置
２０  ビデオスコープ
３０  プロセッサ
３１  第１光源
３２  第２光源
３３  受光センサ（異常検知手段）
３４  光源制御部
３６  ＤＭＤ（光変調素子）
３８  ＤＭＤ制御回路（光変調素子制御手段）
４１  調光制御部（光源制御手段）
ＭＭ  マイクロミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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