(57)【要約】【課題】静止画撮像時に、被観察部への照射光量を増加させることにより、撮像画像のブレを少なくする。【解決手段】ビームスプリッタ３２が、光源２６とスコープ１１を結ぶ光路に設けられる。ビームスプリッタ３２は、光源２６からの光束を、透過光と反射光に分割する。光量制御システム５０は、スコープ１１への照射光量を制御するために設けられる。静止画撮像時、光源装置は高照射モードに定められ、反射鏡５８が、反射光Ｂ２の光路に配置される。このとき、反射光Ｂ２は、反射鏡５８、５６によって反射されてビームスプリッタ３２へ再び入射される。これによって、照射光量が増加し、露光時間が短くなり画像のブレを抑えられる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源とライトガイドの入射端とを結ぶ光路に設けられ、前記光源からの光束を透過光と反射光に分割するビームスプリッタと、
静止画を撮像する高照射モード時に、前記ビームスプリッタを挟んで位置する少なくとも２つの反射鏡により、前記反射光を反射させて前記ビームスプリッタに入射させ、前記光源からの光束が前記ビームスプリッタを複数回通過することにより、前記ライトガイドの入射端への照射光量を、動画観察する通常モード時よりも増加させる光量制御手段と
を備えることを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項２】
前記光量制御手段が、前記光路に対して垂直で、かつ、前記ビームスプリッタを通る直線上の２箇所に、前記反射光の光路に垂直な鏡面を有する反射鏡がそれぞれ設けられ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】
前記光量制御手段が、前記光路に対して垂直で、かつ、前記ビームスプリッタを通る第１の直線上の２箇所と前記第１の直線に平行で前記入射端と前記ビームスプリッタの間に位置する第２の直線上の２箇所とを結ぶ矩形の４つの頂点に接する位置に、それぞれ反射鏡が設けられ、前記４つの反射鏡の鏡面が、前記ビームスプリッタにより分割された光束のうち、前記入射端とは異なる方向に向かう前記反射光の光路に対して４５度であ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４】
前記光量制御手段が、前記反射鏡のうちの少なくとも１つを前記反射光の光路に対して出没させる反射鏡駆動手段を有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５】
前記光量制御手段が、
前記反射光を受光する受光部と、
前記受光部において検出された前記反射光の光量から前記透過光の光量を検出し、この光量に応じて前記光源の光量を調節する制御部と
を備える請求項１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、内視鏡の光源に関し、より詳しくは光源の照射光の光量を調節する機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡によって体腔内を観察する際、例えば、動画観察を行う場合には、被観察部への照射光量の調整が必要である（特許文献１）。すなわち、内視鏡装置の光源から出射される光は、スコープ先端が発熱せず人体へ影響を与えない程度の光量である必要がある。そのため、ロータリシャッタ又は遮光網、羽絞りを経て、減衰させてから被観察部に照射される。しかし、減衰させた光量では静止画撮像時に被観察部への光量が不足するため、露光時間を長くする必要がある。したがって、静止画がブレやすい。一方で、静止画撮像時の照射光量を増やすためのストロボを、動画観察用の光源とは別に設ける構成が知られているが（特許文献２）この構成は複雑である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０７２２５号公報
【特許文献２】特開２００２−２１９１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、通常観察時はスコープへの照射光量を一定に保つことによってスコープ先端の発熱防止と動画像の明度の安定化とを可能にし、静止画撮像時には一時的に光量を増加させることによって静止画のブレを防ぎ、かつ、構成が簡単な光源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
光源とライトガイドの入射端とを結ぶ光路に設けられ、光源からの光束を透過光と反射光に分割するビームスプリッタと、静止画を撮像する高照射モード時に、ビームスプリッタを挟んで位置する少なくとも２つの反射鏡により、反射光を反射させてビームスプリッタに入射させ、光源からの光束がビームスプリッタを複数回通過することにより、ライトガイドの入射端への照射光量を、動画観察する通常モード時よりも増加させる光量制御手段とを備えることを特徴としている。
【０００６】
光量制御手段は、光路に対して垂直で、かつ、ビームスプリッタを通る直線上の２箇所に、反射鏡の光路に垂直な鏡面を有する反射鏡がそれぞれ設けられることが好ましい。
【０００７】
光量制御手段は、光路に対して垂直で、かつ、ビームスプリッタを挟んだ第１の直線上の２箇所と第１の直線に平行で入射端とビームスプリッタの間に位置する第２の直線上の２箇所とを結ぶ矩形の４つの頂点に接する位置に、それぞれ反射鏡が設けられ、４つの反射鏡の鏡面が、ビームスプリッタにより分割された光束のうち、入射端とは異なる方向に向かう反射光の光路に対して４５度であることが好ましい。４枚の反射鏡を設けることによって、光源からの光束をより効率良く照射することができる。
【０００８】
光量制御手段は、反射鏡のうちの少なくとも１つを反射光の光路に対して出没させる反射鏡駆動手段を有していても良い。反射鏡駆動手段は、構造が簡単な、ロータリーソレノイドを用いても良い。
【０００９】
光量制御手段は、反射光を受光する受光部と、受光部において検出された反射光量から透過光の光量を検出し、光源の光量を調節する制御部とを備えていても良い。これにより、動画観察時に光量が急に増大することでスコープ先端が発熱することを防ぐこと、かつ、動画像の明度を安定化することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通常観察時はスコープへの照射光量を一定に保つことによってスコープ先端の発熱防止と動画像の明度の安定化とを可能にし、静止画撮像時には一時的に光量を増加させることによって静止画のブレを防ぐことができる光源装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態である内視鏡用光源装置を有する内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における通常モード時の光量制御システムを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における通常モード時のロータリーソレノイドと反射鏡をビームスプリッタと受光部を結ぶ光路に沿って見た状態を表す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における高照射モード時の光量制御システムを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における高照射モード時のロータリーソレノイドと反射鏡をビームスプリッタと受光部を結ぶ光路に沿って見た状態を表す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における通常モード時の光量制御システムを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における高照射モード時の光量制御システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１において、内視鏡用光源装置は、スコープ１１のライトガイド２０の入射端に光を供給する。この光を照明として撮像素子１９で撮像される被観察部の画像は画像信号処理部において処理され、テレビモニタ１４により表示される。スコープ１１は、コネクタ１６を介してプロセッサ１０に着脱自在に接続される。スコープ１１は、挿入部可撓管１８を有していて、その先端にはＣＣＤ等の撮像素子１９を備えている。スコープ１１内には、ライトガイド２０が配設される。ライトガイド２０の一方の端は、コネクタ１６を介してプロセッサの中に挿入されプロセッサ内の集光レンズ２８に対向する。他端は、挿入部可撓管１８の先端まで延びる。
【００１３】
挿入部可撓管１８の先端においてライトガイド２０からは、光源２６から供給される光が、照明レンズ２２を介して照射される。この光は、挿入部可撓管１８が体腔内に挿入されたとき、体腔内の被観察部において反射し、撮像素子１９は、結像レンズ２４を介して被観察部を撮像する。
【００１４】
光源２６とスコープ１１を結ぶ光路には、集光レンズ２８と、回転フィルタ３０と、ビームスプリッタ３２とが設けられている。光源２６からの光束は、ビームスプリッタ３２によって透過光と反射光に分割される。透過光は、回転フィルタ３０を透過して、集光レンズ２８を介してライトガイド２０の入射端に集光される。反射光は、集光レンズ３４を介して受光部３６に受光され、反射光の光量が検出される。受光部３６で検出された反射光の光量は、制御部３８によって透過光の光量として検出され、この透過光の光量に基づいて光源２６の光量が調整される。すなわち、光源２６、集光レンズ３４、受光部３６、制御部３８により、光量制御システム５０が構成される。
【００１５】
撮像素子１９で撮像されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画像は、アナログ画像信号としてプリアンプ８０に入力され、適度に増幅された後、ＶＣＡ８２の利得制御素子を介して映像信号処理回路８４に伝送される。映像信号処理回路８４では、ガンマ補正、エンハンス処理等の所定の信号処理が行われる。各種信号処理が施された画像信号は、その後Ａ／Ｄ変換器８６においてデジタルの画像信号に変換され、ＲＧＢの画像毎にメモリ８８にそれぞれ一時的に保存される。メモリ８８から読み出されたＲＧＢのデジタル画像信号は、信号処理回路９０において所定の処理を施され、カラー画像がテレビモニタ１４に映し出される。
【００１６】
図２は、第１の実施形態を表している。光源２６とスコープ１１を結ぶ光路にビームスプリッタ３２が設けられている。この光路に対して垂直で、かつ、ビームスプリッタ３２を通る直線上の２箇所に、反射光の光路に垂直な鏡面を有する反射鏡５６、５８が設けられる。この２枚の反射鏡のうち、ビームスプリッタ３２と受光部３６を結ぶ光路に配置される反射鏡５８は、ロータリーソレノイド（反射鏡駆動手段）６０によって光路に対して出没自在に設けられている。
【００１７】
また、図２は、通常モード時の状態を示している。通常モードとは、体腔内を動画観察する場合であり、静止画を撮像する場合（後述する高照射モード）に比べて小さい光量の照明で良く、スコープ１１の先端が発熱しない程度が望ましい。そこで、通常モード時、図３に示すように反射鏡５８は、ロータリーソレノイド６０によって、水平から垂直方向に９０度回転され、ビームスプリッタ３２と受光部３６の光路から退避される。この状態では、透過光Ｂ１はスコープ１１へ入射され、反射光Ｂ２は反射鏡５８に干渉することなく受光部３６へ照射される。
【００１８】
このように通常モードでは、光源２６からの光束は、ビームスプリッタ３２を通過することによって分割され、反射光Ｂ２は受光部３６へ、透過光Ｂ１はスコープ１１へ照射される。受光部３６において検出された反射光Ｂ２の光量は、透過光Ｂ１の光量として検出される。この透過光の光量に応じて、制御部３８では、光源２６の光量が、一定になるように調節される。したがって、光源２６の光量が急激に増加することを防ぐことができる。すなわち、スコープ１１の先端が発熱することを防止することができ、かつ、テレビモニタ１４に映し出される動画像の明度を安定させることが可能となる。
【００１９】
図４は、高照射モードの状態を示している。高照射モードとは、体腔内の静止画を撮像する場合であり、動画観察する場合（通常モード）に比べて一時的に大きな光量が必要となる。そこで、高照射モード時、図５に示すように、反射鏡５８は、ロータリーソレノイド６０によって、ビームスプリッタ３２と受光部３６の光路に配置される。この状態では、透過光Ｂ１はスコープ１１へ入射され、反射光Ｂ２は反射鏡５８へ照射される。
【００２０】
反射光Ｂ２は、反射鏡５８によって反射された後、ビームスプリッタ３２へ入射し、光源２６へ向かう反射光Ｂ３と反射鏡５６へ向かう透過光Ｂ４とに分割される。このうち反射鏡５６へ向かう透過光Ｂ４は、反射鏡５６によって反射され、再びビームスプリッタ３２へ入射し、反射鏡５８へ向かう透過光Ｂ５とスコープ１１へ照射される反射光Ｂ６とに分割される。透過光Ｂ５は、前述の反射光Ｂ２と同様に、反射鏡５８によって反射された後、再びビームスプリッタ３２へ入射し、反射鏡５６、ビームスプリッタ３２を経て、スコープ１１へ照射される。このように反射光Ｂ２は、ビームスプリッタ３２を複数回通過する。つまり、本実施形態のように反射鏡が２枚配置される構造では、光源２６からの光束は、全てがスコープ１１へ照射されるわけではなく、ビームスプリッタ３２における透過光と反射光の比率が１対１の場合、光源２６の光量の約６０％がスコープ１１へ照射される。
【００２１】
このように第１の実施形態の高照射モードでは、スコープ１１へ照射される光量は、通常モード時と比較して大きくなる。静止画を撮像する際、通常モード時の照射光量では、被観察部が短時間で十分に露光されないため、露光時間を長くする必要がある。したがって、撮像画像がブレやすくなるという問題が生じるが、このように一時的に照射光量を大きくすることによって、被照射部は短時間で十分に露光され、結果的に撮像画像のブレを少なくすることが可能となる。
【００２２】
表１は、通常モード、高照射モード、それぞれのモードにおけるスコープ１１への照射光量を表している。ビームスプリッタ３２における透過光と反射光の比率（分割比）によって透過光の光量は異なる。表１の上から順に、透過光と反射光の比率が１対１である場合は高照射モードの照射光量が通常モードと比較して１６％増加し、２対１の場合は１４％、３対１の場合は１４％増加する。なお、ここで、表１は、光源の光量を１００００とし、ビームスプリッタにおける減衰率を０．１％、鏡面における反射による損失率を１％として計算した結果である。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
以上のように第１の実施形態では、通常モード時、光量制御システム５０によって光源２６の光量が一定に制御される。これにより、スコープ１１先端の発熱が防止でき、同時に、テレビモニタ１４に映し出される動画像の明度を安定化することが可能である。高照射モード時は、反射鏡５８が光路に配置されることによって、ビームスプリッタ３２による反射光を、スコープ１１へ入射させることができ、一時的に被照射部への照射光量を大きくすることができる。したがって、ブレの少ない鮮明な静止画を撮ることが可能となる。また、本実施形態は、反射鏡５８を光路に配置させて一時的に光量を増加するように構成されているため、光源２６とは別にストロボを設けることは不要である。
【００２５】
図６は、第２の実施形態を表している。第１の実施形態との構成の差異は、反射鏡の枚数と配置である。すなわち、光源２６とスコープ１１を結ぶ光路に対して垂直で、かつ、ビームスプリッタ３２を通る第１の直線上の２箇所と第１の直線に平行でスコープ１１とビームスプリッタ３２の間に位置する第２の直線上の２箇所とを結ぶ矩形の４つの頂点に接する位置に、それぞれ反射鏡６４、６６、６８、７０が設けられ、４つの反射鏡の鏡面は、ビームスプリッタ３２により分割された光束うちスコープ１１とは異なる方向に向かう反射光の光路に対して４５度である。
【００２６】
また、図６は、第２の実施形態の通常モード時の状態を表している。通常モード時、第１の実施形態の通常モード時と同様に（図３参照）、反射鏡７０は、ロータリーソレノイド６０によって、水平から垂直方向に９０度回転され、ビームスプリッタ３２と受光部３６の光路から退避される。この状態では、透過光Ｂ７はスコープ１１へ入射され、反射光Ｂ８は反射鏡７０に干渉することなく受光部３６へ照射される。
【００２７】
このように第２の実施形態の通常モードでは、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００２８】
図７は、第２の実施形態の高照射モード時の状態を表している。高照射モード時、第１の実施形態と同様に（図５参照）、反射鏡７０は、ロータリーソレノイド６０によって、ビームスプリッタ３２と受光部３６を結ぶ光路に配置される。この状態では、透過光Ｂ７はスコープ１１へ入射され、反射光Ｂ８は反射鏡７０へ照射される。
【００２９】
反射光Ｂ８は、反射鏡７０によって反射された後、反射鏡６８、６６、６４によって反射され、ビームスプリッタ３２へ入射し、反射鏡７０へ向かう透過光Ｂ９とスコープ１１へ向かう反射光Ｂ１０とに分割される。このうち反射鏡７０へ向かう透過光Ｂ９は、前述の反射光Ｂ８と同様に、反射鏡７０、６８、６６、６４、ビームスプリッタ３２を経て、スコープ１１へ照射される。このように、反射光Ｂ８は、ビームスプリッタ３２を複数回通過する。本実施形態のように４枚の反射鏡が配置される構造では、ビームスプリッタ３２における減衰率を０％、鏡面における反射による損失率を０％とした場合、最終的に反射光Ｂ８全てが、スコープ１１へ照射される。つまり、光源２６からの光束全てが、スコープ１１へ照射される。
【００３０】
このように第２の実施形態の高照射モードでは、スコープ１１へ照射される光量は、通常モード時と比較して大きくなる。したがって、第１の実施形態の高照射モードと同様の効果が得られる。
【００３１】
表２は、通常モード、高照射モード、それぞれのモードにおけるスコープ１１への照射光量を表している。ビームスプリッタ３２における透過光と反射光の比率（分割比）によって透過光の光量は異なる。表１の上から順に、透過光と反射光の比率が１対１である場合は高照射モードの照射光量が通常モードと比較して９２％増加し、２対１の場合は４４％、３対１の場合は２８％増加する。なお、ここで、表２は、光源の光量を１００００とし、ビームスプリッタにおける減衰率を０．１％、鏡面における反射による損失率を１％として計算した結果である。
【００３２】
【表２】
2012239766.tif 000004
【００３３】
以上のように第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、第１の実施形態とは異なり、ビームスプリッタ３２における減衰率を０％、鏡面における反射による損失率を０％とした場合、光源２６からの光束全てが、スコープ１１へ照射される。つまり、第１の実施形態のように２枚の反射鏡を配置する構造では、反射光Ｂ２のうち、スコープ１１へ照射されない光が発生するが、第２の実施形態のように４枚の反射鏡を配置する構造では発生しない。したがって、被照射部の照射光量は、第１の実施形態よりも大きくなり（表１、２参照）、露光時間をより短くすることが可能となる。したがって、第１の実施形態と比較して、より確実にブレの少ない鮮明な静止画を撮ることが可能となる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  プロセッサ
１１  スコープ
１４  テレビモニタ
１６  コネクタ
１８  挿入部可撓管
２０  ライトガイド
２２  照明レンズ
２４  結像レンズ
２６  光源
２８  集光レンズ
３０  回転フィルタ
３２  ビームスプリッタ
３４  集光レンズ
３６  受光部
３８  制御部
５０  光量制御システム
５６、５８  反射鏡
６０  ロータリーソレノイド
６４〜７０  反射鏡
８０  プリアンプ
８２  ＶＣＡ
８４  映像信号処理回路
８６  Ａ／Ｄ変換器
８８  メモリ
９０  信号処理回路
Ｂ１〜Ｂ１０  光束
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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