專利名稱：內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備和內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備和包括這種設(shè)備的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，為了觀察體腔內(nèi)的組織使用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。內(nèi)窺鏡系統(tǒng)為將作為照射光束的白色光束照射到體腔內(nèi)要觀察的部分上，使用能夠成像二維圖像的預(yù)定成像裝置從要觀察部分獲取由于反射光束產(chǎn)生的光束圖像，并在監(jiān)視屏上顯示由此獲得的二維圖像。例如， JP-2009-056248-A、JP-2007-111151-A 和 JP-2008-(^9621_A 中公開了一種控制這種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的照射光束的技術(shù)。在JP-2009-056248-A中，公開了一種始終獲得具有適當(dāng)?shù)墓馐亢蜕鹊恼丈涔馐募夹g(shù)。具體地，提出一種使要施加到光束源的驅(qū)動(dòng)電流以脈沖形式改變且以數(shù)量、寬度和振幅中的任何一個(gè)來控制所述脈沖的技術(shù)。在JP-2007-111151-A中，公開了一種用于將照射光束供應(yīng)到患病部分上同時(shí)控制前端的發(fā)熱的技術(shù)。具體地，提出一種用于以脈沖方式控制光束源發(fā)光/消光以及還調(diào)節(jié)光束源的發(fā)光時(shí)間和脈沖的振幅(強(qiáng)度)的技術(shù)。根據(jù)JP-2008-029621-A，公開了一種在使用CMOS圖像傳感器對(duì)靜態(tài)圖像進(jìn)行成像時(shí)僅短時(shí)間開啟光束照射的技術(shù)。具體地，電荷積聚操作從照射首先停止并接著在各個(gè)像素位置處重置電荷的狀態(tài)開始。此外，當(dāng)從各個(gè)像素讀取電荷時(shí)，所述照射停止。根據(jù)該技術(shù)，可以防止由于從各個(gè)像素讀取電荷的時(shí)間不同而造成額外的電荷積聚。這里，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中使用的用于照射的光束源設(shè)備通常需要具有1 9000或更寬的光束量動(dòng)態(tài)范圍。僅通過控制要施加到光束源的電流的振幅很難實(shí)現(xiàn)這種寬光束量動(dòng)態(tài)范圍。此外，除了控制電流振幅之外，如JP-2009-056248-A中所公開，照射光束量還可以通過對(duì)光束源施加電流進(jìn)行脈沖數(shù)控制和脈沖寬度控制來控制。然而，在脈沖數(shù)控制、脈沖寬度控制和脈沖振幅控制中的任何一個(gè)中，當(dāng)僅應(yīng)用這些控制中的一個(gè)時(shí)，不能獲得足夠大的光束量動(dòng)態(tài)范圍。此外，即使在光束源設(shè)備具有諸如JP-2009-056248-A中公開的脈沖數(shù)控制、脈沖寬度控制和脈沖振幅控制的多種控制功能的情況下，使用者必須單獨(dú)調(diào)節(jié)在特性方面(輸入值與光束量變化之間的關(guān)系)不同的所述多種控制量。因此，用于將照射光束量調(diào)節(jié)到期望值的操作非常困難。進(jìn)一步地，在使用脈沖數(shù)控制、脈沖寬度控制和脈沖振幅控制來控制光束量的情況下，除非考慮要安裝在內(nèi)窺鏡上的成像裝置的特性，否則不能獲得高質(zhì)量的圖像。這里，對(duì)于內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中可以用于成像二維圖像的成像裝置，已知的是(XD(電荷耦合裝置)圖像傳感器和CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器。此外，眾所周知， CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器的信號(hào)讀取系統(tǒng)由于在結(jié)構(gòu)上不同而彼此不同，并且兩個(gè)圖像傳感器在攝像中的快門控制上也不同。
例如，隔行型CXD圖像傳感器包括光束接收部、垂直傳送部、水平傳送部、放大器和類似部分。即，由于CCD圖像傳感器包括能夠保持用于所有像素的電荷的垂直傳送部，因此在曝光完成之后，用于所有像素的光束接收部的電荷可以同時(shí)被傳送到垂直傳送部。因此，電荷在光束接收部的各像素位置處開始積聚的時(shí)序(timing)和電荷積聚結(jié)束的時(shí)序?qū)τ谒邢袼赝瑫r(shí)發(fā)生。即，當(dāng)對(duì)二維圖像進(jìn)行成像時(shí)僅僅通過僅控制圖像傳感器，快門對(duì)于二維圖像的整個(gè)1幀可以被同時(shí)釋放。該快門控制被稱為整體快門系統(tǒng)。另一方面，在普通的CMOS圖像傳感器的情況下，由于沒有設(shè)置諸如上述的可以暫時(shí)積聚所有像素的電荷的垂直傳送部的結(jié)構(gòu)元件，因此必須從由N行和M列構(gòu)成的二維布置的光束接收部分的各個(gè)像素位置依次逐行讀取電荷。即，在電視機(jī)的屏幕掃描的情況下， 當(dāng)依次轉(zhuǎn)換掃描行時(shí)，對(duì)每一行讀取電荷。因此，電荷在光束接收部的各個(gè)像素位置處開始積聚的時(shí)序和電荷積聚結(jié)束的時(shí)序在每一行中稍微改變。換句話說，當(dāng)對(duì)二維圖像進(jìn)行成像時(shí)，簡單地通過僅控制圖像傳感器，釋放快門的時(shí)序在二維圖像的每一行中都變化，由此對(duì)于整個(gè)1幀不能同時(shí)釋放快門。該快門控制被稱為滾動(dòng)快門系統(tǒng)。因此，在采用普通CMOS圖像傳感器的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的情況下，光束接收部的各個(gè)位置處的電荷積聚時(shí)間段(快門基本上打開的時(shí)間)的時(shí)序?qū)τ诿恳粧呙栊惺遣煌?。因此?在光束源啟動(dòng)時(shí)序被調(diào)節(jié)以控制照射光束的情況中，照射光束量對(duì)于二維圖像的每一個(gè)掃描行都變化，從而使圖像的亮度改變。在僅控制要供應(yīng)給光束源的電流的振幅(光束發(fā)射強(qiáng)度)的情況中，由于照射光束量不會(huì)受到信號(hào)讀取或類似操作的時(shí)序差的影響，因此即使在采用普通CMOS圖像傳感器的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，亮度也不可能對(duì)于每一個(gè)掃描行都變化。另一方面，在采用CCD圖像傳感器的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，由于信號(hào)讀取和類似操作的時(shí)序?qū)τ诿恳粋€(gè)掃描行是不同的，因此光束源的啟動(dòng)時(shí)序也可以被調(diào)節(jié)以控制用于照射的光束。此外，在采用CCD圖像傳感器的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，由于存在快門對(duì)于所有像素同時(shí)關(guān)閉的時(shí)間，因此在這個(gè)時(shí)候可以停止不必要的照射，這在控制熱量產(chǎn)生是有益的。然而，在采用普通CMOS圖像傳感器的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，由于快門關(guān)閉的時(shí)間對(duì)于每一掃描行都變化，因此在特定的時(shí)間段期間照射不能停止。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，照射光束的最佳控制根據(jù)安裝在使用的內(nèi)窺鏡上的成像裝置類型變化。然而，傳統(tǒng)地，還沒有提出一種用于根據(jù)成像裝置類型最佳地控制照射光束的發(fā)射光束量的技術(shù)。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備和一種包括這種設(shè)備的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，所述內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備通過根據(jù)使用的內(nèi)窺鏡的成像裝置類型控制照射光束的量可以簡單地獲得期望的光束量和在寬光束量動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。本發(fā)明由以下特征構(gòu)成。內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備連接到內(nèi)窺鏡。內(nèi)窺鏡安裝有用于將光束照射到對(duì)象的照射光學(xué)系統(tǒng)和包括用于對(duì)對(duì)象的圖像進(jìn)行成像的成像裝置的成像光學(xué)系統(tǒng)。內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備包括光束源和光束源控制單元。光束源發(fā)射將供應(yīng)給內(nèi)窺鏡的照射光束。光束源控制單元根據(jù)輸入在所述光束源控制單元中的光束量指定值控制光束源的發(fā)射光束強(qiáng)度。光束源控制單元根據(jù)控制量中的至少三個(gè)指定與光束量指定值相對(duì)應(yīng)的光束源的發(fā)射光束強(qiáng)度。所述控制量包括與用于改變光束源的發(fā)光時(shí)間的脈沖數(shù)調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量、與用于改變表示在控制周期內(nèi)的發(fā)光時(shí)間或消光時(shí)間的脈沖寬度的脈沖寬度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量、與用于改變發(fā)光強(qiáng)度的脈沖振幅調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量以及與用于改變發(fā)光間隔的脈沖密度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量。根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備和包括這種設(shè)備的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，由于通過集成三種或更多種調(diào)制控制的組合來控制照射光束，因此可以容易地獲得寬光束量動(dòng)態(tài)范圍。此外，由于三種或更多種調(diào)制控制的各個(gè)控制量可以僅通過操作光束量指定值進(jìn)行控制，因此使用者執(zhí)行光束控制的操作可以被極大地簡化。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的整個(gè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的實(shí)例的方框圖；圖2為圖1所示的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的外觀的立體圖；圖3為內(nèi)窺鏡的前端部的相鄰結(jié)構(gòu)的縱剖視圖；圖4為光束源驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的具體實(shí)例的方框圖；圖5為根據(jù)整體快門系統(tǒng)控制照射光束的量時(shí)的控制時(shí)序的實(shí)例的時(shí)間圖表；圖6為根據(jù)滾動(dòng)快門系統(tǒng)控制照射光束的量時(shí)的控制時(shí)序的實(shí)例的時(shí)間圖表；圖7為關(guān)于圖4所示的光束源驅(qū)動(dòng)器的操作的控制模式的特性的實(shí)例的圖示；圖8為關(guān)于圖4所示的光束源驅(qū)動(dòng)器的操作的另一個(gè)控制模式的特性的實(shí)例的圖示；圖9為照射光束的光譜的具體實(shí)例的圖示；圖10為根據(jù)第一變形例的內(nèi)窺鏡前端部的結(jié)構(gòu)的前視圖；圖11為根據(jù)第一變形例的光束源設(shè)備的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖12為根據(jù)第二變形例的光束源設(shè)備的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖13為根據(jù)第三變形例的內(nèi)窺鏡前端部的結(jié)構(gòu)的前視圖；和圖14為根據(jù)第三變形例的光束源設(shè)備的結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖具體地說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。圖1中顯示根據(jù)本實(shí)施例的整個(gè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的主要部分結(jié)構(gòu)的實(shí)例。此外，圖1 中顯示的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的外觀顯示在圖2中。如圖1和圖2所示，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100包括內(nèi)窺鏡11、作為可以與內(nèi)窺鏡11的外部控制單元連接的控制單元13以及連接到控制單元13的用于顯示圖像信息的顯示單元15。 另外，輸入單元17連接到控制單元13，用于接收輸入操作。內(nèi)窺鏡11是電子內(nèi)窺鏡，所述電子內(nèi)窺鏡如圖1所示包括照射單元lla(照射光學(xué)系統(tǒng))和成像裝置lib (成像光學(xué)系統(tǒng))。照射單元Ila從圖2中顯示的內(nèi)窺鏡插入單元 19的前端發(fā)射照射光束。成像裝置lib是二維成像裝置，所述二維成像裝置可以通過特定的物鏡單元獲取生物體要被觀察的區(qū)域或類似區(qū)域的圖像，從而獲得二維圖像。作為成像裝置lib的一個(gè)具體實(shí)例，可以使用二維(XD(電荷耦合裝置)圖像傳感器或二維CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器。這里，在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100中通常需要再現(xiàn)彩色圖像。因此，實(shí)際上使用為單板式彩色成像光學(xué)系統(tǒng)的成像裝置作為成像裝置11b，所述成像裝置包括由多個(gè)顏色部分構(gòu)成的濾色器(例如，拜耳排列的RGB原色濾色器或CMYG、CMY補(bǔ)色濾色器)。如圖2所示，內(nèi)窺鏡11包括內(nèi)窺鏡插入單元19、操作單元25、通用軟線27和連接器單元^A&^B。內(nèi)窺鏡插入單元19形成為具有狹長形狀，并且所述內(nèi)窺鏡插入單元的前端側(cè)可以插入對(duì)象中。此外，內(nèi)窺鏡插入單元19由柔性的柔軟部31、彎曲部33和前端部 (在下文中也被稱為內(nèi)窺鏡前端部)構(gòu)成。操作單元25連接到內(nèi)窺鏡插入單元19的基端部，并用于執(zhí)行內(nèi)窺鏡插入單元19的前端的彎曲操作和用于觀察的操作。通用軟線27從操作單元25延伸。連接器單元29A和29B分別設(shè)置在通用軟線27的前端上并用于可移去地將內(nèi)窺鏡11連接到控制單元13。彎曲部33被置于柔軟部31與內(nèi)窺鏡前端部35之間，并且可以通過旋轉(zhuǎn)設(shè)置在操作單元25上的角形旋鈕41而彎曲。彎曲部33可以根據(jù)施加內(nèi)窺鏡11的對(duì)象部分在任意方向上和以任意角度彎曲，從而能夠?qū)⒂糜谡丈鋬?nèi)窺鏡前端部35的照射窗的照射方向和成像裝置的觀察方向設(shè)定到期望的觀察部。圖3顯示內(nèi)窺鏡前端部35的相鄰部分的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，在內(nèi)窺鏡前端部35 中形成用于將照射光束照射到要被觀察區(qū)域上的照射單元Ila和用于對(duì)要被觀察區(qū)域的圖像進(jìn)行成像的成像裝置lib。照射單元Ila包括多模光纖71和熒光構(gòu)件72。對(duì)于多模光纖71，例如可以使用具有為10 μ m的芯徑、為125 μ m的包覆層直徑和在包括用作涂層的防護(hù)層時(shí)為0. 3mm 0. 5mm的直徑的小直徑光纖。多模光纖71將從設(shè)置在光束源設(shè)備43內(nèi)的光束源43a發(fā)射的藍(lán)色光束引導(dǎo)到內(nèi)窺鏡前端部35的熒光構(gòu)件72附近。熒光構(gòu)件72吸收通過多模光纖71引導(dǎo)的藍(lán)色光束的能量的一部分，從而被激發(fā)而產(chǎn)生具有在綠色 黃色范圍的波長帶的可見光束。熒光構(gòu)件 72由多種熒光材料制成；并且，例如，所述熒光構(gòu)件可以包括YAG系統(tǒng)熒光構(gòu)件或諸如AM 的熒光材料(BaMgAlltlO17)。如圖3所示，圓柱形套筒構(gòu)件73被設(shè)置成為遮蓋熒光構(gòu)件72的外周邊。套圈74 插入套筒構(gòu)件73中，用于以下述方式保持多模光纖71 所述套圈用作多模光纖71的中心軸。進(jìn)一步地，設(shè)置有在從套圈74的后端側(cè)(與前端側(cè)相對(duì))延伸時(shí)進(jìn)入多模光纖71的這種部分中的柔性套筒75，用于以被置于套筒構(gòu)件73與多模光纖71之間的方式遮蓋多模光纖71的涂層。熒光構(gòu)件72中由于激發(fā)產(chǎn)生的發(fā)射光束和通過多模光纖71引導(dǎo)并通過熒光構(gòu)件 72透射的藍(lán)色光束的一部分合并在一起，并且由此合并的光束作為具有近白色光譜的照射光束從照射窗3 朝向要被觀察的區(qū)域發(fā)射。在照射窗35附近設(shè)置用于照射所述照射光束的照射透鏡76。如圖3所示，成像裝置lib設(shè)置在固定到內(nèi)窺鏡前端部35的內(nèi)部的基板61上。此外，棱鏡62的一個(gè)端面6 連接到成像裝置lib的光束接收表面。另外，物鏡單元63連接到以直角延伸到端面62a的另一個(gè)端面62b。為了能夠從形成為面向要被觀察區(qū)域的觀察窗3 獲得要被觀察區(qū)域的圖像，物鏡單元63通過棱鏡62將該物鏡單元的光束引導(dǎo)到成像裝置lib的光束接收表面。信號(hào)電纜64用于將基板61上的成像裝置lib電連接到控制單元13。如圖1所示，控制單元13由處理器45和光束源設(shè)備43構(gòu)成。光束源設(shè)備43用于發(fā)射要供應(yīng)給內(nèi)窺鏡前端部35的照射窗的照射光束。處理器45用作對(duì)將從成像裝置lib 輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行圖像處理并且還控制用于照射的光束量的光束控制器。如圖2所示， 處理器45和光束源設(shè)備43分別通過連接器單元29A和29B連接到內(nèi)窺鏡11。此外，上述的顯示單元15和輸入單元17連接到處理器45。處理器45根據(jù)來自內(nèi)窺鏡11的操作單元25或輸入單元17的指令對(duì)從內(nèi)窺鏡11傳送的成像信號(hào)進(jìn)行圖像處理，生成顯示圖像并將所述顯示圖像供應(yīng)到顯示單元15。接下來在下面將說明內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的信號(hào)處理。如圖1所示，處理器45包括放大器(AMP) 51、相關(guān)雙采樣/可編程增益放大器(在下文中稱為⑶S/PGA) 52、A/D轉(zhuǎn)換器53、圖像處理單元M、光束量測量單元55、存儲(chǔ)單元 56、微型計(jì)算機(jī)(CPU) 57、定時(shí)信號(hào)發(fā)生器(TG) 58和成像裝置驅(qū)動(dòng)器59。成像信號(hào)輸入到放大器51的輸入端，所述成像信號(hào)可以通過成像裝置11的拍攝獲得。在成像信號(hào)通過具有恒定增益的放大器51被放大之后，所述成像信號(hào)被輸入到CDS/ PGA 52。⑶S/PGA 52中輸入通過放大器51放大的成像信號(hào)并將該成像信號(hào)作為表示各個(gè)顏色水平的模擬圖像信號(hào)輸出，即，分別與成像裝置lib的各個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元的積聚電荷準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)的R(紅色)、G (綠色)和B (藍(lán)色)。從⑶S/PGA 52輸出的模擬圖像信號(hào)被輸入到A/D轉(zhuǎn)換器53，所述模擬圖像信號(hào)在所述A/D轉(zhuǎn)換器處被轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。圖像處理單元M對(duì)從A/D轉(zhuǎn)換器53輸出的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行各種圖像處理，以產(chǎn)生關(guān)于要顯示在顯示單元15的屏幕上的圖像的信息。 因此，顯示單元15上顯示由內(nèi)窺鏡11的成像裝置lib獲取的圖像，即，生物體的要被觀察區(qū)域的二維圖像。成像裝置驅(qū)動(dòng)器59的輸出端連接到用于控制成像裝置lib的拍攝和信號(hào)讀取的控制輸入端子。此外，定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58的輸出端連接到成像裝置驅(qū)動(dòng)器59的輸入端。成像裝置驅(qū)動(dòng)器59利用從定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58輸入的各種時(shí)序信號(hào)(時(shí)鐘脈沖)控制成像裝置lib的拍攝的各種時(shí)序。即，所述成像裝置驅(qū)動(dòng)器控制讀出通過拍攝積聚在各個(gè)單元面積中的信號(hào)電荷的時(shí)序以及電子快門的快門速度。定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58還產(chǎn)生提供給光束源驅(qū)動(dòng)器43b的時(shí)序信號(hào)。在根據(jù)本實(shí)施例的處理器45中，為了根據(jù)要連接到處理器45的內(nèi)窺鏡的成像裝置lib的類型可以輸出執(zhí)行期望的拍攝操作所需的時(shí)序信號(hào)，包括定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58。艮口， 當(dāng)要連接的內(nèi)窺鏡的成像裝置lib為整體快門系統(tǒng)時(shí)，定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58輸出用于整體快門系統(tǒng)的時(shí)序信號(hào)；而當(dāng)元件lib為滾動(dòng)快門系統(tǒng)時(shí)，定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58輸出用于滾動(dòng)快門系統(tǒng)的定時(shí)信號(hào)?；蛘?，定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58還可以被構(gòu)造成使得所述定時(shí)信號(hào)發(fā)生器可以切換到兩個(gè)快門系統(tǒng)中的任何一個(gè)。S卩，對(duì)于整體快門系統(tǒng)的CXD圖像傳感器，同時(shí)對(duì)所有像素的各個(gè)單元執(zhí)行曝光操作，而對(duì)于滾動(dòng)快門系統(tǒng)的普通的CMOS圖像傳感器，在改變每一個(gè)掃描行的時(shí)序(逐行) 的同時(shí)必須依次執(zhí)行曝光和信號(hào)讀取操作。這里，CMOS圖像傳感器可以為整體快門系統(tǒng)，并且在這種情況下CMOS圖像傳感器可以與整體快門系統(tǒng)的CXD圖像傳感器類似地進(jìn)行處理。根據(jù)本實(shí)施例的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58被構(gòu)造成使得該定時(shí)信號(hào)發(fā)生器對(duì)應(yīng)于兩個(gè)快門系統(tǒng)中的任何一個(gè)。然而，所述定時(shí)信號(hào)發(fā)生器還可以被構(gòu)造成使得該定時(shí)信號(hào)發(fā)生器可以選擇性地對(duì)應(yīng)于兩個(gè)快門系統(tǒng)。光束量測量單元55根據(jù)從A/D轉(zhuǎn)換器53輸出的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)測量光束量。例如， 所述光束量測量單元由通過拍攝獲得的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)輸出檢測整個(gè)區(qū)域的最大亮度、最小亮度、平均亮度和類似亮度，從而能夠確定是否已經(jīng)獲取具有期望亮度的圖像。在存儲(chǔ)單元56中預(yù)先存儲(chǔ)將指示給光束源驅(qū)動(dòng)器4 用于光束控制的一個(gè)或多個(gè)控制模式。該控制模式被取出并傳送到光束源驅(qū)動(dòng)器43b。這里，該控制模式還可以預(yù)先存儲(chǔ)在光束源驅(qū)動(dòng)器43b中。微型計(jì)算機(jī)57執(zhí)行預(yù)先預(yù)定的程序，從而控制整個(gè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100。以下為在微型計(jì)算機(jī)57的控制下將執(zhí)行的典型處理。1.成像裝置驅(qū)動(dòng)器59將指令提供給定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58，以根據(jù)整體快門系統(tǒng)或滾動(dòng)快門系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)成像裝置lib。2.根據(jù)基于使用者的操作從輸入單元17輸入的快門速度和類似的指令，微型計(jì)算機(jī)57將另一個(gè)指令提供給定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58。所述指令指示成像裝置驅(qū)動(dòng)器59應(yīng)該以指示的快門速度驅(qū)動(dòng)成像裝置lib。3.微型計(jì)算機(jī)57將指令提供給光束源設(shè)備43，使得光束源設(shè)備43應(yīng)該根據(jù)用于照射控制的光束量指定值并根據(jù)預(yù)定的控制模式來控制光束量，所述光束量指定值通過由光束量測量單元陽測量的光束量或者通過從輸入單元17輸入的指定值來確定。如圖1所示，光束源設(shè)備43包括光束源43a、光束源驅(qū)動(dòng)器4 和聚光透鏡43c。 在光束源43a在光束源驅(qū)動(dòng)器43b的控制下被電激勵(lì)的情況下，光束源43a產(chǎn)生光束并從該光束源發(fā)射該光束。該光束通過聚光透鏡43c聚集并接著被引導(dǎo)到光纖71中。而且，光束通過光纖71傳送并接著被引導(dǎo)到照射單元11a。這里，根據(jù)本實(shí)施例，使用具有405nm或445nm振蕩波長的藍(lán)色LED (發(fā)光二極管) 或者LD (激光二極管)(例如，寬區(qū)域類型的InGaN系統(tǒng)激光二極管、InGaNAs系統(tǒng)激光二極管或GaNAs系統(tǒng)激光二極管)作為光束源43a。光束源驅(qū)動(dòng)器4 連接到處理器45的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58和微型計(jì)算機(jī)57。光束源驅(qū)動(dòng)器4 根據(jù)微型計(jì)算機(jī)57提供的指令和來自定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58的輸入到其中的信號(hào)的時(shí)序?qū)⒚}沖形驅(qū)動(dòng)電流供應(yīng)到光束源43a。光束源驅(qū)動(dòng)器4 被構(gòu)造成使得所述光束源驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)于整體快門系統(tǒng)或滾動(dòng)快門系統(tǒng)?？蛇x地，光束源驅(qū)動(dòng)器4 還可以包括這兩個(gè)結(jié)構(gòu)并因此可以選擇性地使用所述結(jié)構(gòu)中的一個(gè)。光束源驅(qū)動(dòng)器43b的結(jié)構(gòu)的具體實(shí)例(1)顯示在圖4中。具有圖4中顯示的結(jié)構(gòu)的光束源驅(qū)動(dòng)器4 用于根據(jù)整體快門系統(tǒng)執(zhí)行電子快門控制。即，在連接上面安裝有作為成像裝置lib的CXD圖像傳感器的內(nèi)窺鏡11的情況下，具有圖4中顯示的結(jié)構(gòu)的光束源驅(qū)動(dòng)器4 安裝到光束源設(shè)備43上。根據(jù)圖4中顯示的實(shí)例，光束源驅(qū)動(dòng)器4 包括 LUT(查閱表)101A、定時(shí)電路102和恒定電流電路103。該光束源驅(qū)動(dòng)器4 合并三種控制，S卩，脈沖數(shù)調(diào)制(PNM)控制、脈沖寬度調(diào)制 (PWM)控制和脈沖振幅調(diào)制(PAM)控制，以產(chǎn)生用于控制光束源43a的電流的光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)。各個(gè)PAM、PWM和TOM控制的內(nèi)容隨后將說明。在LUT IOlA中存儲(chǔ)與指定光束量相對(duì)應(yīng)的PAM、P麗和PW控制的各個(gè)控制值的組合作為控制模式。存儲(chǔ)在LUT IOlA中的控制模式用于指定與光束量指定值相對(duì)應(yīng)的光束源43a的發(fā)射光束強(qiáng)度作為三個(gè)控制量(即，與脈沖數(shù)調(diào)制(PNM)控制相對(duì)應(yīng)的控制量、 與脈沖寬度調(diào)制(PWM)相對(duì)應(yīng)的控制量和與脈沖振幅調(diào)制(PAM)控制相對(duì)應(yīng)的控制量)的組合。由于光束源通過依此方式合并多種控制來控制，因此光束源的發(fā)射光束量的動(dòng)態(tài)范圍可以被擴(kuò)大。定時(shí)電路102根據(jù)從LUT IOlA輸入的P麗和P匪控制的各個(gè)控制值以及從定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58輸入的信號(hào)的時(shí)序向恒定電流電路103a提供用于將脈沖形驅(qū)動(dòng)電流供應(yīng)到光束源43a的閃光信號(hào)。恒定電流電路103根據(jù)與從LUT IOlA輸入的PAM控制的控制值相對(duì)應(yīng)的振幅信號(hào)以及從定時(shí)電路102輸出的閃光信號(hào)產(chǎn)生用于控制光束源43a的電流的光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)。光束源驅(qū)動(dòng)器43b的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)例⑵與圖4中顯示的結(jié)構(gòu)相似，而LUT為用于滾動(dòng)快門系統(tǒng)的LUT IOlB0在這種情況下，光束源驅(qū)動(dòng)器4 用于根據(jù)滾動(dòng)快門系統(tǒng)執(zhí)行電子快門控制。即，在連接上面安裝有作為成像裝置lib的CMOS圖像傳感器的內(nèi)窺鏡 11的情況下，包括圖4中顯示的LUT IOlB的驅(qū)動(dòng)器4 安裝到光束源設(shè)備43上。在該實(shí)例中，光束源驅(qū)動(dòng)器4 包括LUT(查閱表)101B、定時(shí)電路102和恒定電流電路103。此外，該光束源驅(qū)動(dòng)器4 合并三種控制，即，脈沖數(shù)調(diào)制(PNM)控制、脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制和脈沖振幅調(diào)制(PAM)控制，以產(chǎn)生用于控制光束源43a的電流的光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)。各個(gè)PDM、PWM和PW控制的內(nèi)容隨后將說明。在LUT IOlB中存儲(chǔ)與指定光束量相對(duì)應(yīng)的PDM、P麗和P匪控制的各個(gè)控制值的組合作為控制模式。存儲(chǔ)在LUT IOlB中的控制模式用于指定與光束量指定值相對(duì)應(yīng)的光束源43a的發(fā)射光束強(qiáng)度作為三個(gè)控制量(即，與脈沖密度調(diào)制(PDM)控制相對(duì)應(yīng)的控制量、與脈沖寬度調(diào)制(PWM)相對(duì)應(yīng)的控制量和與脈沖振幅調(diào)制(PAM)控制相對(duì)應(yīng)的控制量) 的組合。同樣在這種情況下，由于光束源通過合并所述多種控制來控制，因此光束源的發(fā)射光束量的動(dòng)態(tài)范圍可以被擴(kuò)大。定時(shí)電路102根據(jù)從LUT IOlB輸入的P麗和PDM控制的各個(gè)控制值以及從定時(shí)信號(hào)發(fā)生器58輸入的信號(hào)的時(shí)序向恒定電流電路103a提供用于將脈沖形驅(qū)動(dòng)電流供應(yīng)到光束源43a的閃光信號(hào)。在這種情況下，恒定電流電路103根據(jù)與從LUT IOlB輸入的PAM控制的控制值相對(duì)應(yīng)的振幅信號(hào)以及從定時(shí)電路102輸出的閃光信號(hào)產(chǎn)生用于控制光束源43a的電流的光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)。這里，如上所述，LUT IOlA和IOlB分別被構(gòu)造成使得其將各個(gè)控制量存儲(chǔ)為表格。然而，LUT101A和IOlB還可以被構(gòu)造成使得其可以根據(jù)操作公式獲得相應(yīng)的控制量。圖5顯示在成像裝置的光電轉(zhuǎn)換部分的電荷積聚時(shí)間段由整體快門系統(tǒng)的電子快門控制的情況下的控制時(shí)序的實(shí)例，正如內(nèi)窺鏡11的連接到控制單元13的成像裝置lib 為CXD型圖像傳感器的情況一樣。在圖5中，顯示了用于控制成像裝置lib的掃描的垂直掃描信號(hào)VD、電子快門脈沖和用作用于照射的光束源(與圖1中顯示的43a相對(duì)應(yīng))的激光二極管LD的驅(qū)動(dòng)信號(hào) SLD (與圖4中顯示的光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)相對(duì)應(yīng))。此外，在圖5中顯示的垂直掃描信號(hào)VD中， 一個(gè)脈沖與下一個(gè)脈沖之間的持續(xù)時(shí)間表示1個(gè)屏幕(1幀)的時(shí)間。另外，在電子快門脈沖的發(fā)光時(shí)間(Ta)期間，在與成像裝置lib的光電轉(zhuǎn)換部分的每一個(gè)像素相對(duì)應(yīng)的單元的這種區(qū)域中，電荷產(chǎn)生并積聚，從而對(duì)應(yīng)于光電二極管或類似部件的接收光束強(qiáng)度和曝光時(shí)間(與Ta相對(duì)應(yīng))。在這種情況下，由于電子快門采用整體快門系統(tǒng)，因此所有像素的電荷以相同時(shí)序積聚。即，在大量像素的每一個(gè)中，當(dāng)時(shí)間經(jīng)過電子快門的時(shí)間Ta時(shí)，電荷積聚以圖5中顯示的時(shí)間tl開始并以時(shí)間t2結(jié)束。由于這種情況下的照射除了電子快門打開時(shí)的時(shí)間之外沒有影響到將要獲取的圖像，因此用于控制照射光束的光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)SLD被控制為以下述方式開啟光束源所述光束源的開始時(shí)序被調(diào)節(jié)成與成像裝置lib的電荷積聚時(shí)序(tl t2)同步。圖5顯示使用具有包括圖4中顯示的LUT IOlA的結(jié)構(gòu)的光束源驅(qū)動(dòng)器43b的實(shí)例，即，其中根據(jù)脈沖數(shù)調(diào)制(PNM)控制、脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制和脈沖振幅調(diào)制(PAM) 控制的組合來控制用于照射的光束量的實(shí)例。S卩，將圖5中顯示的光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)SLD從消光(低水平)轉(zhuǎn)換到發(fā)光(高水平) 的時(shí)間til改變成使電子快門打開的大致時(shí)間tl，由此可以調(diào)節(jié)發(fā)光時(shí)間Tb，從而能夠控制光束量。將光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)從發(fā)光轉(zhuǎn)換到消光的時(shí)間tl2被固定到與時(shí)間t2相同的時(shí)序。發(fā)光時(shí)間Tb被控制成PWM控制的發(fā)光周期Tc的整數(shù)倍。這是TOM控制。這里，發(fā)光時(shí)間Tb被設(shè)定成大于相對(duì)于每一幀的電荷積聚時(shí)間Ta的預(yù)定比率的比率。例如，在預(yù)定比率被設(shè)定成1/2的情況下，可以防止移動(dòng)圖像再現(xiàn)的不連續(xù)感覺，并且還可以防止出現(xiàn)閃爍。此外，即使在圖5中顯示的從時(shí)間til到tl2的發(fā)光時(shí)間Tb期間，在非常短的每一個(gè)特定的發(fā)光周期Tc (例如，Tb的大約1/100)下，光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)SLD的導(dǎo)通/截止被控制成交替重復(fù)發(fā)光和消光。另外，在發(fā)光周期Tc的各個(gè)時(shí)間段期間調(diào)節(jié)表示信號(hào)SLD實(shí)際導(dǎo)通的時(shí)間的脈沖寬度。依此方式控制光束量(閃爍比)。這是PWM控制。此外，由于光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)SLD的脈沖(在til和tl2期間)的振幅是可變的，因此要施加到光束源的電流的強(qiáng)度(瞬時(shí)值)可以改變，從而能夠調(diào)節(jié)光束源的發(fā)光強(qiáng)度。這是PAM控制。圖6顯示控制時(shí)序的實(shí)例，其中內(nèi)窺鏡11的連接到控制單元13的成像裝置lib為 CMOS型普通圖像傳感器，并且成像裝置的光電轉(zhuǎn)換部分的電荷積聚時(shí)間由滾動(dòng)快門系統(tǒng)的電快門控制。圖6顯示使用具有包括圖4中顯示的LUT IOlB的結(jié)構(gòu)的光束源驅(qū)動(dòng)器43b的實(shí)例，即，其中根據(jù)脈沖密度調(diào)制(PDM)控制、脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制和脈沖振幅調(diào)制(PAM) 控制的組合來控制用于照射的光束量的實(shí)例。在圖6中，顯示了用于控制成像裝置lib的掃描的垂直掃描信號(hào)VD、要施加到大量掃描行中的每一個(gè)的電子快門脈沖和用作用于照射的光束源(圖1中的43a)的激光二極管LD的驅(qū)動(dòng)信號(hào)SLD (與圖4中顯示的光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)相對(duì)應(yīng))。此外，在圖6中顯示的垂直掃描信號(hào)VD中，一個(gè)脈沖與下一個(gè)脈沖之間的時(shí)間表示1個(gè)屏幕(1幀)的時(shí)間段。在為滾動(dòng)快門系統(tǒng)的CMOS型普通圖像傳感器的情況下，由于沒有可以同時(shí)保持對(duì)于所有像素在成像裝置的光電轉(zhuǎn)換部分的各個(gè)像素位置處產(chǎn)生的信號(hào)電荷的元件，因此必須對(duì)沿行和列方向布置的大量像素組的每一行依次執(zhí)行電荷積聚和信號(hào)電荷讀取。在這種情況下，如圖6所示，要施加到成像裝置lib的電子快門脈沖的時(shí)序在每一個(gè)掃描行(像素組的每一行)中稍微改變。例如，在第一掃描行Ll中，電子快門脈沖使快門在時(shí)間til處打開并使快門在時(shí)間t21處關(guān)閉，而在第η個(gè)掃描行Ln中，電子快門脈沖使快門在時(shí)間tin處打開并使快門在時(shí)間t2n處關(guān)閉。即，第η個(gè)掃描行Ln的快門打開時(shí)間 tin和快門關(guān)閉時(shí)間t2n在時(shí)序上分別相對(duì)于第一掃描行Ll延遲時(shí)間Tcl和時(shí)間Tc2。從電子快門打開的時(shí)間到所述電子快門關(guān)閉的時(shí)間的時(shí)間段(例如，在圖6中，“Tcl+Tbl”)， 即，各個(gè)像素位置的電荷積聚時(shí)間段的長度，在所有掃描行中是相同的。例如，如圖6所示，在各個(gè)像素位置的電荷積聚時(shí)間段等于1幀的時(shí)間段(垂直掃描信號(hào)VD的脈沖之間的間隔)的情況下，在任何時(shí)序下，當(dāng)照射光束源關(guān)閉時(shí)，其影響表現(xiàn)為成像裝置lib的各個(gè)像素位置的電荷積聚時(shí)間段的改變。此外，由于電荷積聚時(shí)間段在每一行中的時(shí)序改變，因此根據(jù)照射光束源關(guān)閉的時(shí)序，在成像裝置lib的每一行中表現(xiàn)出不同的影響。因此，在圖6中顯示的實(shí)例中，用于照射的激光二極管LD的驅(qū)動(dòng)信號(hào)SLD以使光束源可以基本上連續(xù)地開啟的方式受到控制。因此，在圖6中顯示的實(shí)例中，雖然不執(zhí)行上述的脈沖數(shù)調(diào)制(PNM)控制，但是執(zhí)行脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制、脈沖振幅調(diào)制(PAM)控制和脈沖密度調(diào)制(PDM)控制。S卩，甚至在光束源開啟的時(shí)間段(整個(gè)時(shí)間段)期間，發(fā)光和消光也會(huì)以非常短的周期周期性地重復(fù)，從而控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)SLD使光束源閃爍。換句話說，在顯示的從時(shí)間t31 到時(shí)間t32的發(fā)光周期Td期間，光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)SLD的發(fā)光和消光被控制成發(fā)光和消光， 從而調(diào)節(jié)表示光束源實(shí)際發(fā)光的時(shí)間的脈沖寬度。依此方式控制光束量(閃爍比)。這是 PWM控制。此外，PWM控制中使用的發(fā)光周期Td不是恒定的，而是可變的。調(diào)節(jié)發(fā)光周期Td 的控制為PDM控制。即，即使在發(fā)光周期Td中的脈沖寬度(發(fā)光時(shí)間段Te)是恒定的情況下，當(dāng)發(fā)光周期Td延長時(shí)，用于照射的光束量也能夠減少；而當(dāng)發(fā)光周期Td縮短時(shí)，用于照射的光束量增加。此外，在光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)SLD的脈沖寬度被設(shè)定成可變的情況下，要施加到光束源的電流的強(qiáng)度(瞬時(shí)值)可以改變，從而能夠調(diào)節(jié)光束源的開啟強(qiáng)度。這是PAM 控制。此外，PWM控制中使用的開啟周期Td不是恒定的，而是可變的。用于控制開啟周期Td的控制為PDM控制。即，即使在開啟周期Td中的脈沖寬度(開啟時(shí)間段Te)是恒定的情況下，當(dāng)開啟周期Td增加時(shí)，用于照射的光束量也能夠減少；而當(dāng)開啟周期Td縮短時(shí)， 用于照射的光束量增加。此外，在光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)SLD的脈沖振幅被設(shè)定成可變的情況下， 要施加到光束源的電流的強(qiáng)度(瞬時(shí)值)可以改變，因此可以控制光束源的開啟強(qiáng)度。這是PAM控制。在圖6中顯示的實(shí)例中，光束源驅(qū)動(dòng)信號(hào)SLD被控制成使得用于照射的光束源可以連續(xù)開啟。然而，可選地，例如，用于照射的光束源可以僅在圖6中顯示的時(shí)間段Tb期間開啟，并且可以在剩余的時(shí)間段期間關(guān)閉。即，在避免在成像裝置lib的滾動(dòng)快門控制中轉(zhuǎn)換行的時(shí)間段(各個(gè)時(shí)間段Tcl、Tc2)的同時(shí)，光束源可以在其它時(shí)間段的范圍內(nèi)開啟，即，在1幀的所有行都同時(shí)轉(zhuǎn)變到所述行各自的電荷積聚狀態(tài)的共同積聚時(shí)間段(Tb)的范圍內(nèi)開啟。在這種情況下，即使在滾動(dòng)快門控制的情況下，各個(gè)行的實(shí)際曝光時(shí)間(電荷積聚時(shí)間段)的長度也可以彼此重合，并因此還可以執(zhí)行上述的脈沖數(shù)調(diào)制(PNM)控制。換句話說，在沒有注意到滾動(dòng)快門控制中轉(zhuǎn)換行的時(shí)序的情況下，可以控制用于照射的光束量。 因此，就涉及共同積聚時(shí)間段(Tb)的范圍而言，P匪控制也可以增加到包括圖4中顯示的 LUT IOlB的光束源驅(qū)動(dòng)器43b。圖1中顯示的控制單元13使用光束控制表以便控制光束源43a的光束量。該光束控制表表示用于控制光束源43a的光束量的光束量指定值與控制輸出值之間的關(guān)系；并且光束控制表例如在圖4中分別顯示的LUT IOlA和LUT IOlB中提供。光束控制表的控制輸出值被設(shè)定為用于PAM控制的控制值、用于PWM控制的控制值和用于PDM控制的控制值中的任何一個(gè)或者這些控制值的多個(gè)組合。為了執(zhí)行恰當(dāng)?shù)墓馐靠刂?，必須使用恰?dāng)?shù)墓馐刂票?。例如，要連接到光束源設(shè)備43的內(nèi)窺鏡11上安裝CCD圖像傳感器作為成像裝置的情況和內(nèi)窺鏡11安裝CMOS圖像傳感器的情況在恰當(dāng)?shù)目刂茽顟B(tài)下彼此不同。因此，在所述各個(gè)情況下，必須使用互不相同的光束控制表。圖7和圖8分別顯示與圖4所示的光束源驅(qū)動(dòng)器的操作有關(guān)的控制模式的特性。 具體地，在圖4所示的光束源驅(qū)動(dòng)器的LUT IOlA中提供表示如圖7所示的這種控制模式的光束控制表。此外，在光束源驅(qū)動(dòng)器的LUT IOlB中提供表示如圖8所示的這種控制模式的光束控制表。參照?qǐng)D7，該控制模式由三種控制特性(即，P匪控制的控制特性、PWM控制的控制特性和PAM控制的控制特性)的組合構(gòu)成。在圖7所示的控制模式的情況下，在光束量指定值1 10的范圍內(nèi)，輸出具有恒定的最小振幅的PAM控制值，同時(shí)輸出作為可變值的PNM 控制值，所述PNM控制值可以以下述方式變化PNM控制值可以隨著光束量指定值的增加而增加光束量。當(dāng)光束量指定值超過10時(shí)，隨著指定值的增加，PAM控制值增加，同時(shí)PW控制值變成恒定值。PWM控制值在光束量指定值0 1000的整個(gè)區(qū)域上以下述方式變化所述PWM控制值隨著光束量指定值的增加而增加光束量。即，在采用圖7所示的控制模式的情況下，由于TOM控制、PWM控制和PAM控制的控制輸出的組合，可以確定要施加到光束源的電流，即，光束源的光束量。參照?qǐng)D8，該控制模式由三種控制特性(即，PDM控制的控制特性、PWM控制的控制特性和PAM控制的控制特性)的組合構(gòu)成。在圖8所示的控制模式的情況下，在光束量指定值1 10的范圍內(nèi)，輸出具有恒定的最小振幅的PAM控制值，同時(shí)輸出作為可變值的PDM 控制值，所述PDM控制值可以以下述方式變化PDM控制值可以隨著光束量指定值的增加而增加光束量。當(dāng)光束量指定值超過10時(shí)，隨著指定值的增加，PAM控制值增加，同時(shí)PDM控制值變成最大值(恒定值)。PWM控制值在光束量指定值0 1000的整個(gè)區(qū)域上以下述方式變化所述PWM控制值隨著光束量指定值的增加而增加光束量。即，在采用圖8所示的控制模式的情況下，由于PDM控制、PWM控制和PAM控制的控制輸出的組合，可以確定要施加到光束源的電流，即，光束源的光束量。在光束源設(shè)備43被設(shè)計(jì)成假定要連接到所述光束源設(shè)備的內(nèi)窺鏡11為根據(jù)整體快門系統(tǒng)進(jìn)行控制的諸如CCD圖像傳感器的成像裝置的情況下，預(yù)先以下述方式確定光束控制表的內(nèi)容該光束源設(shè)備43的光束源驅(qū)動(dòng)器4 可以提供如圖7所示的這種控制模式。此外，在光束源設(shè)備43被設(shè)計(jì)成假定要連接到所述光束源設(shè)備的內(nèi)窺鏡11為根據(jù)滾動(dòng)快門系統(tǒng)進(jìn)行控制的CCD圖像傳感器的情況下，預(yù)先以下述方式確定光束控制表的內(nèi)容該光束源設(shè)備43的光束源驅(qū)動(dòng)器4 可以提供如圖8所示的這種控制模式。在內(nèi)窺鏡11的成像裝置lib為CXD圖像傳感器的情況下，電快門打開的時(shí)間段在所有的像素中是相同的。此外，電快門關(guān)閉時(shí)的照射光束不用于拍攝，而是可以導(dǎo)致在內(nèi)窺鏡11的前端部和要觀察的部分中產(chǎn)生熱量。因此，在這種情況下，優(yōu)選地，至少可以執(zhí)行 P匪控制以使用于照射的光束源消光，同時(shí)電快門關(guān)閉。另外，在該情況下，PDM控制是不適用的，這是因?yàn)樗鯬DM控制沒有考慮打開和關(guān)閉電子快門的時(shí)序來相繼開啟光束源。另一方面，在內(nèi)窺鏡11的成像裝置lib為滾動(dòng)快門系統(tǒng)的CMOS圖像傳感器的情況下，電子快門打開的時(shí)間段在像素組的每一行中逐漸變化。因此，在這種情況下，為了防止用于照射的光束量在每一行中改變，必須使用于照射的光束源相繼發(fā)射光束。即，PNM控制不適用，而優(yōu)選地可以使用PDM控制來控制光束量。如上所述，根據(jù)本內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100，控制單元13的光束源驅(qū)動(dòng)器4 可以通過將光束源43a的發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光率、發(fā)光時(shí)間和發(fā)光密度中的三個(gè)或更多個(gè)結(jié)合在一起來整體控制光束量。由于這種情況，使用者僅通過控制光束量指定值就可以控制光束源43a的發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光比、發(fā)光時(shí)間和發(fā)光密度的各個(gè)控制值，以便用于照射的光束量可以提供恰當(dāng)?shù)牧?。這可以有助于內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100的操作。此外，通過組合多種控制可以擴(kuò)大光束控制的動(dòng)態(tài)范圍。圖9顯示用于內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100中的照射的光束的光譜的具體實(shí)例。圖9所示的光譜Sl通過從內(nèi)窺鏡前端部35照射到生物體或類似物的要被觀察的部分上時(shí)的波長表示這種照射光束的光束發(fā)射強(qiáng)度分布，此時(shí)具有405nm中心波長的激光光束源被用作光束源 43a。此外，光譜S2表示通過從內(nèi)窺鏡前端部35照射到生物體或類似物的要被觀察部分上時(shí)的波長表示這種照射光束的光束發(fā)射強(qiáng)度分布，此時(shí)具有445nm中心波長的激光光束源被用作光束源43a。例如，為藍(lán)色光束的445nm激光光束從光束源43a發(fā)射；并且該藍(lán)色光束被弓I導(dǎo)到內(nèi)窺鏡11的照射單元Ila并照射到熒光構(gòu)件72上。在這種情況下，藍(lán)色光束的一部分被熒光構(gòu)件72所吸收，從而激發(fā)熒光構(gòu)件72發(fā)射光束。從熒光構(gòu)件72發(fā)射的光束為具有在從綠色到黃色的范圍的波長帶的可見光光束。另外，藍(lán)色光束的沒有被熒光構(gòu)件72吸收但透射通過所述熒光構(gòu)件的其余能量部分以及由于熒光構(gòu)件72的激發(fā)發(fā)射的光束被添加在一起；并且由此添加的光束作為具有與圖9所示的光譜S2—樣的波長分布的白色照射光束被從內(nèi)窺鏡前端部35照射到要被觀察部分上。相似地，當(dāng)光束源43a發(fā)射405nm的激光光束時(shí)，該激光光束被引導(dǎo)到內(nèi)窺鏡11 的照射單元1 Ia并接著被照射到熒光構(gòu)件72上，該激光光束作為具有與圖9所示的光譜Sl 相同的波長分布的照射光束從內(nèi)窺鏡前端部35照射到要被觀察部分上。接下來將說明內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100的照射光束的幾個(gè)變形例。圖10為根據(jù)第一變形例的內(nèi)窺鏡前端部35的結(jié)構(gòu)視圖，S卩，圖10顯示從要被觀察部分觀察前端側(cè)端面的狀態(tài)。此外，圖11為根據(jù)第一變形例的光束源設(shè)備43的結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖10所示的實(shí)例中，在內(nèi)窺鏡前端部35中形成一個(gè)觀察窗201以及分別設(shè)置在觀察窗201的兩側(cè)的兩個(gè)照明窗202和203。在兩個(gè)照明窗202和203依此方式被設(shè)置在觀察窗201的兩側(cè)并且照射光束分別從兩個(gè)照明窗202和203發(fā)射的情況下，在觀察圖像中難以出現(xiàn)不均勻的照射；并且當(dāng)治療裝置通過鑷子孔插入并從內(nèi)窺鏡前端突出時(shí)，可以防止在觀察圖像中顯示治療裝置的陰影，并且在寬范圍上可以獲得足夠的光束量。當(dāng)使用圖10所示的內(nèi)窺鏡11時(shí)，使用例如具有如圖11所示的結(jié)構(gòu)的光束源設(shè)備 43A作為光束源43。圖11所示的光束源設(shè)備43A包括具有445nm中心波長的激光光束源 LDl和具有405nm中心波長的激光光束源LD2。兩個(gè)激光光束源LDl和LD2分別連接到兩個(gè)獨(dú)立的光束源驅(qū)動(dòng)器43bl和431^2，同時(shí)所述激光光束源的發(fā)射光束量被單獨(dú)控制。兩個(gè)激光光束源LDl和LD2的發(fā)射光束通過合并器211合并在一起，同時(shí)所述合并光束被耦合器212分成多個(gè)光路，并且接著被照射到分別設(shè)置在各個(gè)光路的光束發(fā)射端部中的熒光構(gòu)件213和214上。在兩個(gè)激光光束源LDl和LD2中，當(dāng)僅有激光光束源LDl開啟時(shí)，發(fā)射用于正常觀察的白色照射光束作為照射光束。即，由于熒光構(gòu)件213和214的發(fā)射光束被添加在一起， 從而提供具有接近白色的光譜的照射光束，其中所述發(fā)射光束由于由具有445nm中心波長的激光和透射通過熒光構(gòu)件213和214的具有445nm中心波長的激光光束的照射所引起的激發(fā)而產(chǎn)生。此外，在兩個(gè)激光光束源以LDl LD2大約為1 7的光束量比同步開啟的情況下，可以獲得通過用于窄帶寬光束觀察的照射光束觀察且其中組織表層中存在的細(xì)小血管被強(qiáng)調(diào)的觀察圖像。進(jìn)一步地，在兩個(gè)激光光束源以LDl LD2大約為4 1的光束量比同步開啟的情況下，可以獲得由白色光束和窄帶寬光束構(gòu)成的混合照射光束。根據(jù)該混合照射光束，可以通過關(guān)于疊加在其上的組織表層的細(xì)小血管的信息獲得由正常觀察圖像構(gòu)成的觀察圖像。由于使用兩個(gè)激光光束源LDl和LD2，可以獲得具有如圖9所示的光譜Sl和S2的照射光束。此外，在具有445nm中心波長的藍(lán)色激光光束和具有405nm中心波長的紫色激光光束同時(shí)發(fā)射并合并在一起的情況下，在具有445nm中心波長的藍(lán)色激光光束中很短的大約460 470nm的波長帶光束可以通過相同帶寬中的從具有405nm中心波長的紫色激光光束發(fā)射的光束被補(bǔ)償，從而能夠提高白色光束的色調(diào)(顯色性)。圖12顯示根據(jù)第二變形例的光束源設(shè)備43的結(jié)構(gòu)。在照射光束可以如圖10所示從照明窗的多個(gè)系統(tǒng)發(fā)射的情況下，例如，使用圖12所示的光束源設(shè)備43B，還可以從光譜彼此不同的照明窗的多個(gè)系統(tǒng)發(fā)射光束。與光束源設(shè)備43A相似，圖12所示的光束源設(shè)備43包括具有445nm中心波長的激光光束源LDl和具有405nm中心波長的激光光束源。從激光光束源LDl和LD2發(fā)射的光束沒有合并或分開。激光光束源LDl的發(fā)射光束被照射到熒光構(gòu)件215上，而激光光束源 LD2的發(fā)射光束通過擴(kuò)散構(gòu)件216被引導(dǎo)到照明窗。在這種情況下，由于具有405nm中心波長的激光光束可以不通過熒光構(gòu)件照射，因此所述激光光束可以在保持作為窄帶寬光束的同時(shí)用作照射光束。因此，當(dāng)使用內(nèi)窺鏡執(zhí)行熒光觀察或類似操作時(shí)，可以獲得包括很少噪點(diǎn)的圖像。
圖13為根據(jù)第三變形例的內(nèi)窺鏡前端部35的結(jié)構(gòu)視圖，S卩，圖13顯示從要被觀察部分觀察內(nèi)窺鏡前端部35的前端側(cè)端面的狀態(tài)。此外，圖14為根據(jù)第三變形例的光束源設(shè)備43的結(jié)構(gòu)的方框圖。根據(jù)圖13所示的實(shí)例，在內(nèi)窺鏡前端部35中形成一個(gè)觀察窗231和分別設(shè)置在觀察窗231兩側(cè)的兩對(duì)照明窗032，233，234和235)。在圖13所示的實(shí)例中，照明窗232 和235是一對(duì)，而照明窗233和234是一對(duì)。另外，采用從所述成對(duì)的兩個(gè)照明窗發(fā)射相同種類的照射光束的結(jié)構(gòu)。由于使用兩對(duì)照明窗，可以同時(shí)發(fā)射光譜彼此不同的光束。即，從一對(duì)照明窗發(fā)射分別具有第一光譜的照射光束；而從另一對(duì)照明窗發(fā)射分別具有第二光譜的照射光束。這里，以下述方式構(gòu)造將形成在觀察窗兩側(cè)的兩對(duì)照明窗。即，當(dāng)通過觀察窗的中心點(diǎn)并平分插入部的前端面的直線用作分界線P時(shí)，所述成對(duì)的照明窗分別被設(shè)置成使得所述照明窗跨過分界線P，一對(duì)第一照明窗032和235)可以用作用于照射白色光束的照明窗，而另一對(duì)第二照明窗033和234)可以用作用于照射比白色光束窄的窄帶寬光束的照明窗。在使用圖13所示的內(nèi)窺鏡11的情況下，使用例如具有如圖14所示的結(jié)構(gòu)的光束源設(shè)備43C作為光束源43。圖14所示的光束源設(shè)備43C包括具有445nm中心波長的激光光束源LD1、具有405nm中心波長的激光光束源LD2、具有472nm中心波長的激光光束源LD3 和具有780nm中心波長的激光光束源LD4。四個(gè)激光光束源LD1、LD2、LD3和LD4分別連接到其相關(guān)的獨(dú)立的光束源驅(qū)動(dòng)器 43bU43b2,43b3和4北4，同時(shí)所述激光光束源的發(fā)射光束量可以單獨(dú)控制。兩個(gè)激光光束源LDl和LD2的發(fā)射光束通過合并器221被合并在一起，通過耦合器222被分成兩個(gè)光路， 并且被照射到分別設(shè)置在相應(yīng)光路的光束發(fā)射端部上的熒光構(gòu)件225和2 上。此外，其余兩個(gè)激光光束源LD3和LD4的發(fā)射光束通過合并器223被合并在一起，通過耦合器2M被分成兩個(gè)光路，并且通過分別設(shè)置在相應(yīng)光路的光束發(fā)射端部上的擴(kuò)散構(gòu)件227和2 被引導(dǎo)到照明窗。根據(jù)具有圖13和圖14所示的結(jié)構(gòu)的第三變形例，當(dāng)分別具有405nm、445nm和 472nm中心波長的LD依次開啟并獲取要被觀察部分的圖像時(shí)，可以從觀察的圖像提取關(guān)于氧飽和度的信息。具體地，在釋放血液中存在的紅血球中所含有的血色素中分別包括的氧之后，利用氧合血紅蛋白HbO2和還原血紅蛋白Hb的吸收光譜之間的不同可以獲得觀察區(qū)域的氧飽和度和血液深度。氧合血紅蛋白HM2和還原血紅蛋白Hb在405nm波長附近的吸收率基本上相等；在445nm波長附近，還原血紅蛋白Hb的吸收率高于氧合血紅蛋白HM)2 ；以及在472nm波長附近，氧合血紅蛋白HM)2的吸收率高于還原血紅蛋白Hb。此外，激光光束具有的特性為激光光束的波長越短，則激光光束從粘液組織表層的到達(dá)深度越淺。利用這些特性可以獲得觀察區(qū)域的氧飽和度和投影在觀察區(qū)域上的血液深度。具有785nm中心波長的激光光束可以恰當(dāng)?shù)赜糜谟^察粘液組織深層的血液信息， 從而能夠利用ICG(吲哚花氰綠)和血管導(dǎo)航執(zhí)行紅外光光束觀察。該ICG當(dāng)在血液中時(shí)提供ICG連接到蛋白質(zhì)、在最大吸收波長為805nm的同時(shí)吸收具有例如為750 850nm波長的近紅外光光束并發(fā)射近紅外線熒光的狀態(tài)。根據(jù)該照射模式，由于可以照射除白色光束之外的近紅外光光束，因此尤其是可以提取通過可見光光束難以獲得的粘液組織深層的血管信息。例如，在該光束投射單元被應(yīng)用到內(nèi)窺鏡導(dǎo)航系統(tǒng)以用于獲得關(guān)于支氣管周圍存在的血管位置的信息的情況下，具有 785nm中心波長的激光光束朝向沖入血管的ICG照射。在這種情況下，在使血液和ICG相互反應(yīng)的部分中，發(fā)射具有寬光譜特性并具有830nm峰值波長的熒光。通過使用由此發(fā)射的熒光作為標(biāo)記可以增強(qiáng)位置精度并因此可以執(zhí)行準(zhǔn)確的治療。進(jìn)一步地，由于使用多個(gè)光束投射單元，因此通過將來自各個(gè)光束投射單元的光束合并在一起可以實(shí)現(xiàn)高亮度的光束照射。進(jìn)一步地，還可以使用可以發(fā)射分別具有375nm中心波長、405nm中心波長、445nm 中心波長和類似中心波長的激光光束的激光光束源作為激光光束源LD3和LD4。當(dāng)使用為熒光藥物中的一種的“熒光素酶”進(jìn)行熒光觀察時(shí)，具有375nm波長的激光光束提供激發(fā)光束。此外，由于具有405nm和445nm波長的激光光束可以在不通過熒光構(gòu)件的情況下照射， 因此所述激光光束可以在保持作為窄帶寬光束的同時(shí)被照射。雖然目前已經(jīng)給出對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的說明，但是本發(fā)明不局限于所述實(shí)施例。而是本發(fā)明還提出本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明中做出的改變和將所述改變引用到另一個(gè)相似系統(tǒng)。當(dāng)然，這種改變落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。如上所述，本說明公開了以下內(nèi)容。(1)內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備連接到內(nèi)窺鏡。內(nèi)窺鏡安裝用于將光束照射到對(duì)象的照射光學(xué)系統(tǒng)和包括用于對(duì)對(duì)象的圖像進(jìn)行成像的成像裝置的成像光學(xué)系統(tǒng)。內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備包括光束源和光束源控制單元。光束源發(fā)射將供應(yīng)給內(nèi)窺鏡的照射光束。光束源控制根據(jù)輸入在所述光束源控制單元中的光束量指定值控制光束源的發(fā)射光束強(qiáng)度。光束源控制單元根據(jù)控制量中的至少三個(gè)指定與光束量指定值相對(duì)應(yīng)的光束源的發(fā)射光束強(qiáng)度。所述控制量包括與用于改變光束源的發(fā)光時(shí)間的脈沖數(shù)調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量、與用于改變指示控制周期內(nèi)的發(fā)光時(shí)間或消光時(shí)間的脈沖寬度的脈沖寬度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量、 與用于改變發(fā)光強(qiáng)度的脈沖振幅調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量以及與用于改變發(fā)光間隔的脈沖密度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量。根據(jù)所述內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，由于三種或更多種調(diào)制控制的組合被集成以執(zhí)行光束量的控制，因此可以容易地獲得大約1 9000的大光束量動(dòng)態(tài)范圍。此外，由于三種或更多種調(diào)制控制的各個(gè)控制量可以僅通過操作光束量指定值以提供到光束源控制單元來進(jìn)行控制，因此使用者控制光束源的光束的操作可以被極大地簡化。(2)根據(jù)(1)的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，安裝在內(nèi)窺鏡上的要連接到內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備的成像裝置被指定為將根據(jù)整體快門系統(tǒng)來控制的成像裝置。光束源控制單元根據(jù)與脈沖數(shù)調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量、與脈沖寬度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量以及與脈沖振幅調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量的組合指定光束源的發(fā)射光束強(qiáng)度。根據(jù)本內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，在連接到所述內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備的內(nèi)窺鏡上安裝有諸如CCD圖像傳感器的成像裝置的情況下，可以執(zhí)行適用于該成像裝置的期望的光束控制。(3)根據(jù)(2)的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，光束源控制單元通過利用電荷積聚時(shí)間段的預(yù)定比率或更大比率的時(shí)間控制在成像裝置的每一幀的電荷積聚時(shí)間段內(nèi)的光束源的發(fā)光。根據(jù)本內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，即使在與電子快門速度相對(duì)應(yīng)的電荷積聚時(shí)間段的長度恒定的情況下，也可以通過控制光束源的光束調(diào)節(jié)曝光量，并因此可以調(diào)節(jié)要獲取的圖像的亮度。此外，通過將發(fā)光時(shí)間限制成使得所述發(fā)光時(shí)間可以提供電荷積聚時(shí)間的預(yù)定比率或更高比率，可以防止電子快門速度的同等增加。因此，由于用于照射的光束的所述控制和通過電子快門速度確定的成像裝置的晃動(dòng)程度，可以使用曝光量單獨(dú)控制拍攝狀態(tài)， 從而能夠有助于拍攝狀態(tài)的確定。例如，在上述的預(yù)定比率被設(shè)定為1/2的情況下，在移動(dòng)圖像的再現(xiàn)中，可以防止中斷感覺以及移動(dòng)圖像的閃爍。(4)根據(jù)⑵或(3)的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，當(dāng)光束量指定值為預(yù)定值或大于所述預(yù)定值的值時(shí)，光束源控制單元將與脈沖數(shù)調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量控制成為最大恒定值。 當(dāng)光束量指定值小于預(yù)定值時(shí)，光束源控制單元將與脈沖數(shù)調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量控制成為可變值，所述可變值隨著光束量指定值的減小而減小。根據(jù)該內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，由于光束量指定值的變化與實(shí)際的照射光束量之間的關(guān)系可以類似于普通的光束源設(shè)備獲得，其中所述普通的光束源設(shè)備僅僅通過僅控制所述光束源設(shè)備的發(fā)光強(qiáng)度(振幅)來控制上述關(guān)系，因此可以確保本光束源設(shè)備與普通光束源設(shè)備之間的兼容性。即，即使在內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備從傳統(tǒng)設(shè)備改變成根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的情況下，也不會(huì)使使用者具有陌生的感覺。此外，在光束量指定值小于預(yù)定值的情況下， 通過減小脈沖數(shù)調(diào)制控制的控制量，當(dāng)和電荷積聚時(shí)間段相比時(shí)可以使曝光時(shí)間足夠短。 因此，當(dāng)光束量指定值在內(nèi)窺鏡的觀測儀器前端靠近要被觀察部分放置以獲取靜態(tài)圖像的情況下時(shí)，可以減少可能造成出現(xiàn)在要獲取的靜態(tài)圖像中的模糊現(xiàn)象。(5)根據(jù)(1)的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，安裝在內(nèi)窺鏡上的要連接到內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備的成像裝置被指定為將根據(jù)滾動(dòng)快門系統(tǒng)來控制的成像裝置。光束源控制單元根據(jù)與脈沖密度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量、與脈沖寬度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量以及與脈沖振幅調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量的組合指定光束源的發(fā)射光束強(qiáng)度。根據(jù)本內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，在連接到所述內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備的內(nèi)窺鏡上安裝有諸如普通的CMOS圖像傳感器的成像裝置的情況下，可以執(zhí)行適用于該成像裝置的期望的光束控制。(6)根據(jù)(5)的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，成像裝置包括在沿行與列方向排列的每一個(gè)像素中的多個(gè)獨(dú)立的光電轉(zhuǎn)換部分。用于將電荷積聚到各個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分中的控制和用于讀取積聚電荷的控制中的各個(gè)控制以在各個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分的每一行中互不相同的時(shí)序的相應(yīng)時(shí)序執(zhí)行。光束源控制單元將光束源的發(fā)光控制在表示一個(gè)幀的所有行同時(shí)處于所述行的電荷積聚狀態(tài)下的時(shí)序的共同積聚時(shí)間段的范圍中。共同積聚時(shí)間段包含在成像裝置的各個(gè)行的電荷積聚時(shí)間段中。根據(jù)該內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，在連接到所述內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備的內(nèi)窺鏡上安裝有諸如CMOS圖像傳感器的成像裝置的情況下，成像裝置在任何像素位置處的光電轉(zhuǎn)換部分由于光束源的控制而受到相同照射光束量的影響。因此，可以防止要獲取的圖像的亮度不均勻。(7)根據(jù)(5)或(6)的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，當(dāng)光束量指定值為預(yù)定值或大于所述預(yù)定值的值時(shí)，光束源控制單元將與脈沖密度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量控制成為最大恒定值。當(dāng)光束量指定值小于預(yù)定值時(shí)，光束源控制單元將與脈沖密度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量控制成為可變值，所述可變值隨著光束量指定值的減小而減小。
根據(jù)該內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，由于光束量指定值的變化與實(shí)際的照射光束量之間的關(guān)系可以以與普通的光束源設(shè)備相似地獲得，其中所述普通的光束源設(shè)備僅僅通過僅控制所述光束源設(shè)備的發(fā)光強(qiáng)度(振幅)來控制上述關(guān)系，因此可以確保本光束源設(shè)備與普通的光束源設(shè)備之間的兼容性。即，即使在內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備從傳統(tǒng)設(shè)備改變成根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的情況下，也不會(huì)使使用者具有陌生的感覺。(8) 一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)包括內(nèi)窺鏡和根據(jù)(1)至(7)中任一項(xiàng)的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備。 內(nèi)窺鏡連接到內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備。內(nèi)窺鏡中包括的照射光學(xué)系統(tǒng)包括光纖和熒光構(gòu)件。光纖引導(dǎo)從光束源發(fā)射的光束。熒光構(gòu)件被設(shè)置在光纖的光束發(fā)射端的光程的前方。照射光學(xué)系統(tǒng)將從光束源發(fā)射的光束和從熒光構(gòu)件發(fā)射的光束混合在一起以生成照射光束。根據(jù)該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，即使沒有使用氙氣燈或金屬鹵素?zé)糇鳛楣馐矗ㄟ^使用發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光二極管也可以獲得具有接近白色光束的光譜的照射光束。這使得可以減小本系統(tǒng)的尺寸和成本。(9) 一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)包括多個(gè)光束源和根據(jù)(1)至(7)中任一項(xiàng)的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備。多個(gè)光束源發(fā)射分別具有互不相同的光譜的光束。光束源控制單元分別控制多個(gè)光束源。根據(jù)該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，由于可以選擇性地使用分別具有不同光譜的多個(gè)照射光束， 因此本系統(tǒng)能夠處理各種觀察模式。(10) 一種包括根據(jù)(1)至(7)中任一項(xiàng)的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，光束源由半導(dǎo)體發(fā)光元件構(gòu)成。根據(jù)該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，由于使用半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光束源，因此可以減少本系統(tǒng)的尺寸和成本。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，所述內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備連接到內(nèi)窺鏡，所述內(nèi)窺鏡安裝有照射光學(xué)系統(tǒng)以及成像光學(xué)系統(tǒng)，所述照射光學(xué)系統(tǒng)用于將光束照射到對(duì)象，所述成像光學(xué)系統(tǒng)包括用于對(duì)對(duì)象的圖像進(jìn)行成像的成像裝置，所述內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備包括光束源，所述光束源發(fā)射將被供應(yīng)給所述內(nèi)窺鏡的照射光束；和光束源控制單元，所述光束源控制單元根據(jù)輸入在所述光束源控制單元中的光束量指定值來控制所述光束源的發(fā)射光束強(qiáng)度，其中，所述光束源控制單元根據(jù)控制量中的至少三個(gè)指定與所述光束量指定值相對(duì)應(yīng)的所述光束源的發(fā)射光束強(qiáng)度，以及所述控制量包括與用于改變所述光束源的發(fā)光時(shí)間的脈沖數(shù)調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量； 與用于改變脈沖寬度的脈沖寬度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量，所述脈沖寬度表示在控制周期內(nèi)的發(fā)光時(shí)間或消光時(shí)間；與用于改變發(fā)光強(qiáng)度的脈沖振幅調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量；和與用于改變發(fā)光間隔的脈沖密度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，其中安裝在要連接到所述內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備的所述內(nèi)窺鏡上的所述成像裝置被指定為將根據(jù)整體快門系統(tǒng)進(jìn)行控制的成像裝置；以及所述光束源控制單元根據(jù)與所述脈沖數(shù)調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量、與所述脈沖寬度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量以及與所述脈沖振幅調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量的組合指定所述光束源的發(fā)射光束強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，其中，所述光束源控制單元通過利用電荷積聚時(shí)間段的預(yù)定比率或更大比率的時(shí)間控制在所述成像裝置的每一幀的所述電荷積聚時(shí)間段內(nèi)的所述光束源的發(fā)光。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，其中當(dāng)所述光束量指定值為預(yù)定值或大于所述預(yù)定值的值時(shí)，所述光束源控制單元將與所述脈沖數(shù)調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量控制成為最大恒定值；以及當(dāng)所述光束量指定值小于所述預(yù)定值時(shí)，所述光束源控制單元將與所述脈沖數(shù)調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量控制成為可變值，所述可變值隨著所述光束量指定值的減小而減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，其中安裝在要連接到所述內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備的所述內(nèi)窺鏡上的所述成像裝置被指定為將根據(jù)滾動(dòng)快門系統(tǒng)進(jìn)行控制的成像裝置；以及所述光束源控制單元根據(jù)與所述脈沖密度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量、與所述脈沖寬度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量以及與所述脈沖振幅調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量的組合指定所述光束源的發(fā)射光束強(qiáng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，其中所述成像裝置包括在沿行和列方向排列的每一個(gè)像素中的多個(gè)獨(dú)立的光電轉(zhuǎn)換部分， 并且用于將電荷積聚到各個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分中的控制和用于讀取積聚電荷的控制中的各個(gè)控制以在所述各個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分的每一行中以互不相同的時(shí)序中的相應(yīng)時(shí)序執(zhí)行；以及所述光束源控制單元將所述光束源的發(fā)光控制在共同的積聚時(shí)間段的范圍中，所述共同的積聚時(shí)間段表示一個(gè)幀的所有行同時(shí)在所述行的電荷積聚狀態(tài)下的時(shí)序，所述共同的積聚時(shí)間段包含在所述成像裝置的各個(gè)行的電荷積聚時(shí)間段中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，其中當(dāng)所述光束量指定值為預(yù)定值或大于所述預(yù)定值的值時(shí)，所述光束源控制單元將與所述脈沖密度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量控制成為最大恒定值；以及當(dāng)所述光束量指定值小于所述預(yù)定值時(shí)，所述光束源控制單元將與所述脈沖密度調(diào)制控制相對(duì)應(yīng)的控制量控制成為可變值，所述可變值隨著所述光束量指定值的減小而減小。
8.一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備；和內(nèi)窺鏡，所述內(nèi)窺鏡連接到所述內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備， 其中，所述內(nèi)窺鏡中包括的所述照射光學(xué)系統(tǒng)包括 光纖，所述光纖引導(dǎo)從所述光束源發(fā)射的光束；和熒光構(gòu)件，所述熒光構(gòu)件設(shè)置在所述光纖的光束發(fā)射端的光程的前方，以及所述照射光學(xué)系統(tǒng)將從所述光束源發(fā)射的光束和從所述熒光構(gòu)件發(fā)射的光束混合在一起以生成照射光束。
9.一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備；和多個(gè)光束源，所述多個(gè)光束源發(fā)射分別具有互不相同的光譜的光束， 其中，所述光束源控制單元分別控制所述多個(gè)光束源。
10.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中，所述光束源由半導(dǎo)體發(fā)光元件構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備，所述內(nèi)窺鏡光束源設(shè)備包括用于發(fā)射照射將供應(yīng)給內(nèi)窺鏡的光束的光束源以及用于根據(jù)輸入其中的光束量指定值控制光束源的發(fā)射光強(qiáng)度的光束源控制單元。光束源控制單元根據(jù)控制量中的至少三個(gè)指定與光束量指定值相對(duì)應(yīng)的發(fā)射光強(qiáng)度?？刂屏堪ㄅc用于改變光束源的發(fā)光時(shí)間的脈沖數(shù)調(diào)制(PNM)控制相對(duì)應(yīng)的控制量、與用于改變表示在控制周期內(nèi)的發(fā)光時(shí)間或消光時(shí)間的脈沖寬度的脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制相對(duì)應(yīng)的控制量、與用于改變光強(qiáng)的脈沖振幅調(diào)制(PAM)控制相對(duì)應(yīng)的控制量、以及與用于改變發(fā)光間隔的脈沖密度調(diào)制(PDM)控制相對(duì)應(yīng)的控制量。
文檔編號(hào)A61B1/06GK102334971SQ201110198600
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者村上浩史, 瀨戶康宏 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社