(57)【要約】照明光学系（１）は、光源（１１）と、光源（１１）からの光（Ｌ）を偏向する偏向素子（１２）と、１つ以上のレンズを有し、偏向素子（１２）によって偏向された光（Ｌ）を導光部材（６）の入射端（６ａ）に導く導光レンズ群（１４）とを備え、偏向素子（１２）が、偏向素子（１２）に入射した光（Ｌ）を偏向し、光（Ｌ）の偏向角度を変化させることによって入射端（６ａ）への光の入射角度（θ）を変化させる。
2019244336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
該光源からの光を偏向する偏向素子と、
１つ以上のレンズを有し、前記偏向素子によって偏向された光を導光部材の入射端に導く導光レンズ群とを備え、
前記偏向素子が、該偏向素子に入射した光を偏向し、前記光の偏向角度を変化させることによって前記入射端への前記光の入射角度を変化させる照明光学系。
【請求項２】
光源と、
該光源からの光を導光部材の入射端に向かって偏向し、前記入射端と光学的に共役な位置に配置される偏向素子とを備え、
該偏向素子が、該偏向素子に入射した光を偏向し、前記光の偏向角度を変化させることによって前記入射端への前記光の入射角度を変化させる照明光学系。
【請求項３】
前記偏向素子が、前記偏向角度を経時的に変化させる請求項１または請求項２に記載の照明光学系。
【請求項４】
前記偏向素子が、前記偏向角度を３つ以上の角度の間で変更可能である請求項１から請求項３のいずれかに記載の照明光学系。
【請求項５】
前記偏向素子が、前記偏向角度を連続的に変更可能である請求項１から請求項４のいずれかに記載の照明光学系。
【請求項６】
少なくとも１つのレンズを有し、前記光源と前記偏向素子との間に配置された集光レンズ群をさらに備え、
該集光レンズ群が、前記光源からの光を集光させることによって前記光源の像を形成し、
前記偏向素子が、前記光源の像の近傍に配置され、前記集光レンズ群によって集光された光を偏向する請求項１から請求項５のいずれかに記載の照明光学系。
【請求項７】
前記偏向素子が、前記光源からの前記光の光軸上に配置されたガルバノミラーである請求項６に記載の照明光学系。
【請求項８】
少なくとも１つのレンズを有し、前記光源と前記偏向素子との間に配置されたコリメートレンズ群をさらに備え、
前記コリメートレンズ群が、前記光源からの光を略平行光に形成する請求項１から請求項５のいずれかに記載の照明光学系。
【請求項９】
前記偏向素子が、複数のマイクロミラーを有し、該複数のマイクロミラーの各々の角度が可変である、ＭＥＭＳミラーデバイスである請求項８に記載の照明光学系。
【請求項１０】
前記光源が、前記偏向素子による前記光の偏向角度に応じて発光量を変化させる請求項１から請求項９のいずれかに記載の照明光学系。
【請求項１１】
入射端および出射端を有し、前記入射端に入射した光を導光し前記出射端から出射する導光部材と、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の照明光学系と、
該照明光学系の前記出射端から出射された光で照明されている被写体を撮像する撮像光学系と、
前記偏向素子および前記光源の少なくとも一方を制御する制御部とを備え、
該制御部が、前記撮像光学系によって取得された前記被写体の画像に基づいて、前記偏向素子による前記光の偏向角度および前記光源の発光量の少なくとも一方を制御する内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光学系および内視鏡システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内視鏡用の照明光学系は、光源と、光ファイバと、スコープの先端に設けられた照明レンズとを備えている（例えば、特許文献１〜５参照。）。光源から射出された光は、光ファイバによって導光され、照明レンズから被写体に向かって射出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５８８４３号公報
【特許文献２】特開２００２−９８９１３号公報
【特許文献３】特開２０１６−２３０２号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４３８７４号公報
【特許文献５】特開２００５−３２８９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜５に記載の内視鏡の照明光は、ある条件に最適化された固定の配光特性を有するため、条件が異なるシーンにおいて被写体を適切に照明するとは限らない。例えば、平坦な被写体を観察する場合、画像内の中心部分が明るくなり、画像内の周辺部分が暗くなる。腔内を観察する場合、腔の奥が暗くなり、スコープの先端に近い部分が過度に明るくなりハレーションが発生する。このように、撮影条件や撮影状況に対して照明光の配光が適切ではない場合、画像の明暗が適切にならず画像全体にわたって被写体を鮮明に観察することができないという不都合がある。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、撮影条件や撮影対象に応じて適切に被写体を照明し、明暗が適切な画像を提供することができる照明光学系および内視鏡システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、光源と、該光源からの光を偏向する偏向素子と、１つ以上のレンズを有し、前記偏向素子によって偏向された光を導光部材の入射端に導く導光レンズ群とを備え、前記偏向素子が、該偏向素子に入射した光を偏向し、前記光の偏向角度を変化させることによって前記入射端への前記光の入射角度を変化させる照明光学系である。【０００７】
本態様によれば、光源から発せされた光は、偏向素子によって偏向され、導光レンズ群によって導光部材の入射端に導かれ、導光部材の出射端から出射され、被写体を照明する。導光部材の出射端から出射する光の配光は、入射端への光の入射角度に依存する。したがって、入射端への光の入射角度を撮影条件や撮影対象に応じて偏向素子によって変化させることで、被写体を照明する照明光の配光を制御し明暗が適切な画像を提供することができる。【０００８】
本発明の他の態様は、光源と、該光源からの光を導光部材の入射端に向かって偏向し、前記入射端と光学的に共役な位置に配置される偏向素子とを備え、該偏向素子が、該偏向素子に入射した光を偏向し、前記光の偏向角度を変化させることによって前記入射端への前記光の入射角度を変化させる照明光学系である。【０００９】
本態様によれば、光源から発せられた光は、偏向素子によって偏向され、偏向素子と光学的に共役な位置に配置された導光部材の入射端に入射し、導光部材の出射端から出射され、被写体を照明する。導光部材の出射端から出射する光の配光は、入射端への光の入射角度に依存する。したがって、入射端への光の入射角度を撮影条件や撮影対象に応じて偏向素子によって変化させることで、被写体を照明する照明光の配光を制御し明暗が適切な画像を提供することができる。【００１０】
上記態様においては、前記偏向素子が、前記偏向角度を経時的に変化させてもよい。
偏向素子による光の偏向角度が経時的に変化することによって、導光部材の出射端から出射される光の配光が経時的に変化する。すなわち、被写体を照明する光の配光は、複数の配光の時間平均となる。したがって、複数の配光の組み合わせに応じて様々な配光の照明光を実現することができる。【００１１】
上記態様においては、前記偏向素子が、前記偏向角度を３つ以上の角度の間で変更可能であってもよい。
この構成によって、被写体を照明する照明光の配光を、より適切な配光に調整することができる。【００１２】
上記態様においては、前記偏向素子が、前記偏向角度を連続的に変更可能であってもよい。
この構成によって、被写体を照明する照明光の配光を、連続的に変化させることができ、より適切な配光に調整することができる。【００１３】
上記態様においては、少なくとも１つのレンズを有し、前記光源と前記偏向素子との間に配置された集光レンズ群をさらに備え、該集光レンズ群が、前記光源からの光を集光させることによって前記光源の像を形成し、前記偏向素子が、前記光源の像の近傍に配置され、前記集光レンズ群によって集光された光を偏向してもよい。
この構成によって、偏向素子によって偏向される光は発散光となり、導光部材の入射端に、発散光または収束光が入射する。これにより、導光部材の入射端に平行光が入射する場合と比較して、より広い配光を実現することができる。【００１４】
上記態様においては、前記偏向素子が、前記光源からの前記光の光軸上に配置されたガルバノミラーであってもよい。
ガルバノミラーの揺動によって、光の偏向角度を変化させ、入射端の端面への光の入射角度を変化させることができる。【００１５】
上記態様においては、少なくとも１つのレンズを有し、前記光源と前記偏向素子との間に配置されたコリメートレンズ群をさらに備え、前記コリメートレンズ群が、前記光源からの光を略平行光に形成してもよい。
この構成によって、コリメートレンズ群から導光部材の入射端に略平行光が入射する。これにより、導光部材の入射端に発散光または収束光が入射する場合と比較して、より狭く指向性が高い配光を実現することができる。【００１６】
上記態様においては、前記偏向素子が、複数のマイクロミラーを有し、該複数のマイクロミラーの各々の角度が可変である、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーデバイスであってもよい。
マイクロミラーの角度の変化によって、光の偏向角度を変化させ、入射端への光の入射角度を変化させることができる。【００１７】
上記態様においては、前記光源が、前記偏向素子による前記光の偏向角度に応じて発光量を変化させてもよい。
出射端から出射される光の配光の変化に伴って、被写体の各部分を照明する光の明るさが変化する。偏向角度に応じて光源の発光量を変化させることによって、被写体を適切な明るさで照明することができる。【００１８】
本発明の他の態様は、入射端および出射端を有し、前記入射端に入射した光を導光し前記出射端から出射する導光部材と、上記いずれかに記載の照明光学系と、該照明光学系の前記出射端から出射された光で照明されている被写体を撮像する撮像光学系と、前記偏向素子および前記光源の少なくとも一方を制御する制御部とを備え、該制御部が、前記撮像光学系によって取得された前記被写体の画像に基づいて、前記偏向素子による前記光の偏向角度および前記光源の発光量の少なくとも一方を制御する内視鏡システムである。【００１９】
本態様によれば、照明光学系の導光部材の出射端から出射された光によって被写体が照明され、照明されている被写体が撮像光学系によって撮像される。画像には、被写体の凹凸形状や出射端からの光の配光に応じた明暗が生じ得る。制御部は、画像に基づいて偏向素子による光の偏向角度および光源の発光量の少なくとも一方を制御することによって、画像の明暗が適切となるように、出射端から出射される光の配光および光量のうち少なくとも一方を調整することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、撮影条件や撮影対象に応じて適切に被写体を照明し、明暗が適切な画像を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る内視鏡システムの全体構成図である。
【図２Ａ】図１の内視鏡システムにおける照明光学系の全体構成図である。
【図２Ｂ】図２Ａの照明光学系において、ガルバノミラーによって照明光の偏向角度を変化させた状態を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ａの照明光学系において、ガルバノミラーによって照明光の偏向角度をさらに変化させた状態を示す図である。
【図３Ａ】図２Ａに示される照明光の偏向角度において、導光部材の出射端から出射される照明光の配光特性を示す図である。
【図３Ｂ】図２Ｂに示される照明光の偏向角度において、導光部材の出射端から出射される照明光の配光特性を示す図である。
【図３Ｃ】図２Ｃに示される照明光の偏向角度において、導光部材の出射端から出射される照明光の配光特性を示す図である。
【図３Ｄ】ガルバノミラーによって照明光の偏向角度を経時変化させたときの照明光の配光特性を示す図である。
【図４Ａ】図２Ａの照明光学系の変形例の全体構成図である。
【図４Ｂ】図４Ａの照明光学系において、ＭＥＭＳミラーデバイスによって照明光の偏向角度を変化させた状態を示す図である。
【図５Ａ】図４Ａに示される照明光の偏向角度において、導光部材の出射端から出射される照明光の配光特性を示す図である。
【図５Ｂ】図４Ｂに示される照明光の偏向角度において、導光部材の出射端から出射される照明光の配光特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の一実施形態に係る照明光学系１および内視鏡システム１００について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム１００は、図１に示されるように、長尺のスコープ２と、スコープ２の基端に接続された光源装置３と、画像プロセッサ４とを備えている。また、内視鏡システム１００は、被写体Ａを撮像する撮像光学系５と、導光部材６と、撮像光学系５の視野を照明するための照明光Ｌを導光部材６に供給する照明光学系１と、照明光学系１を制御する制御部７とを備えている。
【００２３】
撮像光学系５は、撮像レンズ５ａと、イメージセンサ５ｂとを備えている。撮像レンズ５ａは、スコープ２の先端面に配置され、被写体Ａからの光を結像する。イメージセンサ５ｂは、スコープ２内に配置され、撮像レンズ５ａによって形成された被写体Ａの像を撮像し、画像信号を生成する。画像信号は、イメージセンサ５ｂから画像プロセッサ４に送信される。画像プロセッサ４は、画像信号から画像を生成し、図示しない表示装置に画像を表示させる。
【００２４】
導光部材６は、照明光Ｌを導光する長尺の光学部材であり、スコープ２の基端から先端近傍まで、スコープ２内に長手方向に沿って配置されている。導光部材６は、基端側に入射端６ａを有し、先端側に出射端６ｂを有している。導光部材６は、入射端６ａから出射端６ｂまで照明光Ｌを導光し、出射端６ｂから照明光Ｌを出射する。スコープ２の先端面の出射端６ｂと対向する位置には、照明レンズ８が配置されている。照明レンズ８は、出射端６ｂから出射された照明光Ｌを拡散させ、照明光Ｌを被写体Ａに向かって出射する。
【００２５】
このような導光部材６は、例えば、図２Ａに示されるように、光ファイババンドル６１と、光ファイババンドル６１の基端に接続された導光ロッド６２とから構成される。照明光学系１の光源１１が発する照明光Ｌには、中心から周辺に向かって強度が低下する強度分布が一般に存在する。導光ロッド６２は、光を拡散する機能を有し、照明光Ｌの強度を均一化する。
【００２６】
照明光学系１は、図２Ａから図２Ｃに示されるように、照明光Ｌを発する光源１１と、光源１１からの照明光Ｌを導光部材６の入射端６ａに向かって偏向するガルバノミラー（偏向素子）１２と、光源１１とガルバノミラー１２との間に配置された第１レンズ群（集光レンズ群）１３と、ガルバノミラー１２と入射端６ａとの間に配置された第２レンズ群（導光レンズ群）１４とを備えている。光源１１、ガルバノミラー１２、第１レンズ群１３および第２レンズ群１４は、光源装置３内に配置されている。
光源１１は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）のような固体光源である。
【００２７】
第１レンズ群１３は、少なくとも１つのレンズを備える。第１レンズ群１３は、光源１１からの照明光Ｌを集光させることによって光源１１の像を形成する。
第２レンズ群１４は、少なくとも１つのレンズを備える。第２レンズ群１４は、ガルバノミラー１２によって偏向された照明光Ｌを、入射端６ａの端面に集光させる。ガルバノミラー１２は、第２レンズ群１４によって入射端６ａと光学的に共役な位置に配置されている。
【００２８】
ガルバノミラー１２は、光源１１の像の近傍に配置される。ガルバノミラー１２は、光源１１とガルバノミラー１２との間の照明光Ｌの光軸上に配置され、該光軸に直交する揺動軸回りに揺動可能である。ガルバノミラー１２は、光源１１からの照明光Ｌを、導光部材６の光軸に平行または略平行な方向に偏向する。
【００２９】
ガルバノミラー１２の揺動によって、図２Ｂおよび図２Ｃに示されるように、第２レンズ群１４を経由して導光部材６の入射端６ａに入射する照明光Ｌの入射角度θが変化する。入射角度θは、照明光Ｌの光軸が導光部材６の光軸と成す角度である。図２Ａは、ガルバノミラー１２が、第２レンズ群１４および導光部材６の光軸に沿って照明光Ｌを偏向する状態を示している。図２Ｂは、ガルバノミラー１２の揺動によって照明光Ｌの偏向角度が、図２Ａにおける偏向角度から変化した状態を示し、図２Ｃは、ガルバノミラー１２のさらなる揺動によって照明光Ｌの偏向角度が、図２Ａにおける偏向角度からさらに変化した状態を示している。
【００３０】
ここで、照明光Ｌは、導光部材６内を反射を繰り返しながら長手方向に導光される。導光部材６内において、照明光Ｌは、周方向にも導光される。さらに、導光部材６の光軸に対する照明光Ｌの角度は保存される。したがって、図３Ａから図３Ｃに示されるように、出射端６ｂから出射される照明光Ｌは輪帯状であり、出射端６ｂから出射される照明光Ｌの配光は中心（０°）に対して対称である。さらに、出射端６ｂからの照明光Ｌの出射角度は、入射端６ａへの照明光Ｌの入射角度θと等しくなる。したがって、入射端６ａへの照明光Ｌの入射角度θに応じて、出射端６ｂから出射される照明光Ｌの配光が変化する。図３Ａから図３Ｃの配光曲線において、導光部材６の光軸が０°に対応している。
【００３１】
具体的には、光源１１が発する照明光Ｌは、中心から周辺に向かって強度が低下する配光を有する。図２Ａに示されるように、照明光Ｌが、導光部材６の光軸に平行に入射端６ａに入射した（すなわち、入射角度θが０°である）場合、出射端６ｂから出射される照明光Ｌの配光は、図３Ａに示されるように、光源１１が発する照明光Ｌの配光と同様に、中心にピーク強度を有し指向性の高い狭配光となる。
【００３２】
図２Ｂに示されるように、ガルバノミラー１２の揺動によって照明光Ｌの偏向角度が図２Ａにおける偏向角度から変化し、照明光Ｌが、導光部材６の光軸に対して角度を成して入射端６ａに入射した場合、出射端６ｂから出射される照明光Ｌは、図３Ｂに示されるように、図３Ａの配光に比べて広がる。図２Ｃに示されるように、ガルバノミラー１２がさらに揺動し入射端６ａへの照明光Ｌの入射角度θがさらに大きくなると、出射端６ｂから出射される照明光Ｌの配光は、図３Ｃに示されるように、図３Ａの配光に比べてさらに広がり、周辺部にピーク強度を有する広配光となる。このように、入射角度θが大きい程、ピーク強度を示す配光角度は０°から離間する方向に変位し、照明光Ｌの配光は広がる。    
【００３３】
制御部７は、ユーザの指示に基づいてガルバノミラー１２の揺動角度を制御する。ユーザの指示は、例えば、制御部７に接続された入力デバイス（図示略）を使用して制御部７に入力される。
【００３４】
次に、このように構成された照明光学系１および内視鏡システム１００の作用について説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム１００によれば、光源１１が発した発散光の照明光Ｌは、第１レンズ群１３によってガルバノミラー１２の近傍に集光され、ガルバノミラー１２によって偏向され、第２レンズ群１４によって導光部材６の入射端６ａに導かれる。入射端６ａから導光部材６内に入射した照明光Ｌは、出射端６ｂから出射され、照明レンズ８から被写体Ａへ照射される。
【００３５】
被写体Ａにおいて反射された照明光Ｌは、撮像レンズ５ａによって受光される。撮像レンズ５ａによって形成された被写体Ａの像は、イメージセンサ５ｂによって撮像され、画像信号がイメージセンサ５ｂから画像プロセッサ４に送信される。そして、画像プロセッサ４において画像信号から被写体Ａの画像が生成され、表示装置に画像が表示される。
【００３６】
ユーザは、表示装置に表示される画像に基づいて、撮像光学系５の視野内の被写体Ａが照明光Ｌで適切に照明されているか否かを判断する。画像内に被写体Ａの観察が困難な暗い領域が存在する場合、ユーザは、ガルバノミラー１２を揺動させるための指示を制御部７に入力し、暗い領域に対応する照明光Ｌの部分の強度を増大させる方向にガルバノミラー１２の角度を変化させる。画像内に被写体Ａの観察が困難な明る過ぎる領域が存在する場合、ユーザは、ガルバノミラー１２を揺動させるための指示を制御部７に入力し、明る過ぎる領域に対応する照明光Ｌの部分の強度を減少させる方向にガルバノミラー１２の角度を変化させる。
【００３７】
例えば、図３Ａに示される配光の照明光Ｌで平坦な被写体Ａが照明されると、画像の中心部分が明るくなり、画像の周辺部分が暗くなる。ユーザは、図２Ｂまたは図２Ｃに示されるように、ガルバノミラー１２を揺動させることによって、入射端６ａへの照明光Ｌの入射角度θを増大させる。これにより、出射端６ｂからの照明光Ｌの配光を、図３Ｂまたは図３Ｃに示される広配光に変化させ、画像内の中心部分の明るさを抑制し周辺部分の明るさを増大させることができる。
【００３８】
一方、被写体Ａが、腸のような細長い腔の内壁である場合、画像の周辺部分の腔の手前側が明るく照明され、画像の中心部分の腔の奥側が暗くなる。ユーザは、図２Ａに示されるように、ガルバノミラー１２を揺動させることによって、入射端６ａへの照明光Ｌの入射角度θを減少させる。これにより、出射端６ｂからの照明光Ｌの配光を、図３Ａに示される指向性の高い狭配光に変化させ、画像内の腔の奥側の明るさを増大させ腔の手前側の明るさを抑制することができる。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、入射端６ａへの照明光Ｌの入射角度θをガルバノミラー１２によって変化させることで、撮像光学系５の視野を照明する照明光Ｌの配光を被写体Ａの観察中に動的に変化させることができる。これにより、撮影条件や撮影対象に応じて適切に被写体Ａを照明し、明暗が適切な画像を提供することができるという利点がある。
また、光源１１からガルバノミラー１２に入射した照明光Ｌの全体が、ガルバノミラー１２によって偏向され、第２レンズ群１４によって入射端６ａへ導かれ、被写体Ａに照射される。このように、光源１１が発した照明光Ｌを損失無く被写体Ａの照明に使用することによって、照明効率を向上することができるという利点がある。
【００４０】
画像内の暗い領域を画像処理によって明るく調整することも可能であるが、この方法の場合、画像にノイズが発生したり周囲の明るい領域の明るさが飽和してしまったりする。また、照明光学系１または撮像光学系５に設けられた機械的な絞りによって画像の明るさを調整することも可能であるが、この方法の場合には、光量の損失が生じるため、遠い被写体Ａを明るく照明することが困難であったり、発熱の原因になったりし得る。これに対し、本実施形態によれば、照明光Ｌの配光を調整することによって、画像内のノイズや光量の損失を生じることなく、画像内の明暗を調整することができるという利点がある。
【００４１】
本実施形態においては、偏向素子が、ガルバノミラー１２であることとしたが、これに代えて、ＭＥＭＳミラーデバイス１５であってもよい。
図４Ａおよび図４Ｂは、ＭＥＭＳミラーデバイス１５を使用した照明光学系１０の構成例を示している。照明光学系１０は、光源１１と、ＭＥＭＳミラーデバイス１５と、光源１１とＭＥＭＳミラーデバイス１５との間に配置された第１レンズ群（コリメートレンズ群）１６と、ＭＥＭＳミラーデバイス１５と入射端６ａとの間に配置された第２レンズ群（導光レンズ群）１７とを備える。
【００４２】
ＭＥＭＳミラーデバイス１５は、平面上に配列する複数のマイクロミラーを有している。各マイクロミラーは、揺動軸回りに揺動することによって、光源１１からの照明光Ｌに対する角度が可変になっている。各マイクロミラーは、光源１１からの照明光Ｌを、導光部材６の光軸に平行または略平行な方向に偏向する。ＭＥＭＳミラーデバイス１５は、マイクロミラーによる照明光Ｌの偏向角度を連続的にまたは段階的に変更させることができる。
【００４３】
マイクロミラーは、第１レンズ群１６を経由して光源１１から入射する照明光Ｌの光束よりも広い範囲に設けられており、ＭＥＭＳミラーデバイス１５は、全てのマイクロミラーを同一の角度に変化させる。これにより、図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、ＭＥＭＳミラーデバイス１５に入射した照明光Ｌの全体が入射端６ａに向かって偏向されるとともに、第２レンズ群１７を経由して導光部材６の入射端６ａに入射する照明光Ｌの入射角度θがマイクロミラーの角度の変化に従って変化する。
【００４４】
第１レンズ群１６は、少なくとも１つのレンズを備える。第１レンズ群１６は、光源１１が発する発散光としての照明光Ｌを少なくとも１つのレンズによって略平行光に形成し、略平行光をＭＥＭＳミラーデバイス１５に向かって出射する。
第２レンズ群１７は、少なくとも１つのレンズを備える。第２レンズ群１７は、ＭＥＭＳミラーデバイス１５によって偏向方向が変化する照明光Ｌを入射端６ａに導く。参照する図面では、第２レンズ群１７は、一対のレンズを備える。ＭＥＭＳミラーデバイス１５側のレンズは、ＭＥＭＳミラーデバイス１５によって偏向された照明光Ｌを受光し、導光部材６側のレンズは、照明光Ｌを入射端６ａに向かって出射する。
【００４５】
図４Ａは、照明光Ｌが、導光部材６の光軸に平行に入射端６ａに入射する状態を示している。この状態において、出射端６ｂから出射される照明光Ｌの配光は、図５Ａに示されるように、中心にピーク強度を有し指向性の高い狭配光となる。
図４Ｂに示されるように、マイクロミラーの揺動によって照明光Ｌの偏向角度が、図４Ａにおける偏向角度から変化すると、入射端６ａへの照明光Ｌの入射角度θが大きくなる。したがって、出射端６ｂから出射される照明光Ｌの配光は、図５Ｂに示されるように、図５Ａの配光に比べて広がる。
【００４６】
本実施形態においては、偏向素子１２，１５が、照明光Ｌの偏向角度を複数の角度の間で経時的に変化させてもよい。
例えば、図２Ａにおける偏向角度と、図２Ｂにおける偏向角度と、図２Ｃにおける偏向角度との間でガルバノミラー１２が繰り返し高速で揺動した場合、図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃに示される配光が時間的に重畳される。その結果、出射端６ｂから出射される照明光Ｌの配光は、図３Ｄに示されるように、図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃの配光の時間平均となり、中心から周辺まで高い強度を有する。
【００４７】
このように、偏向素子１２，１５によって照明光Ｌの偏向角度を経時的に変化させることによって、複数の配光の組み合わせからなる様々な配光が実現される。これにより、出射端６ｂから出射される照明光Ｌの配光を、所望の配光に制御することができる。偏向素子１２，１５は、偏向角度を、図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃにおける３つの角度の間で段階的に変化させてもよく、図２Ａおよび図２Ｃにおける２つの角度の間で連続的に変化させてもよい。偏向素子１２，１５は、４つ以上の角度の間で偏向角度を変化させてもよい。
【００４８】
本実施形態においては、制御部７が、偏向素子１２，１５による照明光Ｌの偏向角度に応じて光源１１の発光量を変化させてもよい。
照明光Ｌの配光の変化に伴って、照明光Ｌの中心部分および周辺部分の各々の明るさが変化する。例えば、照明光Ｌの配光を図５Ａの配光から図５Ｂの配光に変化させた結果、画像内の中心部分の明るさが低下する。このような場合、制御部７は、光源１１の発光量を増大させてもよい。あるいは、照明光Ｌの配光を図５Ｂの配光から図５Ａの配光に変化させた結果、画像の中心部分の明るさが増す。このような場合、制御部７は、光源１１の発光量を低下させてもよい。
【００４９】
本実施形態においては、制御部７が、被写体Ａの画像に基づいて偏向素子１２，１５および光源１１の少なくとも一方を制御してもよい。
例えば、制御部７は、画像内の中心部分および周辺部分の明るさを画素値に基づいて検出する。中心部分に比べて周辺部分が暗い場合、制御部７は、出射端６ｂから出射される照明光Ｌの配光が広がる方向に偏向素子１２，１５による照明光Ｌの偏向角度を変化させることによって、周辺部分の明るさを増大させる。周辺部分に比べて中心部分が暗い場合、制御部７は、出射端６ｂから出射される照明光Ｌの配光が狭まる方向に偏向素子１２，１５による照明光Ｌの偏向角度を変化させることによって、中心部分の明るさを増大させる。
制御部７は、偏向素子１２，１５による照明光Ｌの偏向角度を変化させることに代えて、またはこれに加えて、画像の明るさに応じて光源１１の発光量を変化させてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１，１０  照明光学系
２  スコープ
３  光源装置
４  画像プロセッサ
５  撮像光学系
６  導光部材
６ａ  入射端
６ｂ  出射端
７  制御部
８  照明レンズ
１１  光源
１２  ガルバノミラー（偏向素子）
１３  第１レンズ群（集光レンズ群）
１４  第２レンズ群（導光レンズ群）
１５  ＭＥＭＳミラーデバイス（偏向素子）
１６  第１レンズ群（コリメートレンズ群）
１７  第２レンズ群（導光レンズ群）
１００  内視鏡システム
【図１】
2019244336.tif 000003
【図２Ａ】
2019244336.tif 000004
【図２Ｂ】
2019244336.tif 000005
【図２Ｃ】
2019244336.tif 000006
【図３Ａ】
2019244336.tif 000007
【図３Ｂ】
2019244336.tif 000008
【図３Ｃ】
2019244336.tif 000009
【図３Ｄ】
2019244336.tif 000010
【図４Ａ】
2019244336.tif 000011
【図４Ｂ】
2019244336.tif 000012
【図５Ａ】
2019244336.tif 000013
【図５Ｂ】
2019244336.tif 000014
【国際調査報告】
2019244336.tif 000015
2019244336.tif 000016