光源裝置制造方法
【專利摘要】一種光源裝置，產(chǎn)生要提供給內(nèi)窺鏡的光，其具備：各種顏色LED(23r、23g、23b)，它們發(fā)出光；準直透鏡(24)，其接收并射出所發(fā)出的光；以及照度傳感器(27r、27g、27b)，它們配置在能夠接收從各種顏色LED(23r、23g、23b)發(fā)出的光中的不被用作照明光的漏光和從各種顏色LED(23r、23g、23b)發(fā)出并被準直透鏡(24)反射的光這兩者的位置處。
【專利說明】光源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過發(fā)光元件產(chǎn)生要提供給內(nèi)窺鏡的光，并且進行發(fā)光強度的檢測的光源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為從內(nèi)窺鏡向被檢體照射的照明光的光源裝置，以往使用了氙氣燈等，但隨著LED的普及，考慮低功耗性、耐久性而利用LED等發(fā)光元件的光源裝置開始被實際應用。
[0003]LED是與能夠以單體發(fā)出白色光的氙氣燈等相比進行窄頻帶的發(fā)光的光源，因此不能以單體發(fā)出白色光，作為將LED用作光源來產(chǎn)生白色光的方法，例如已知如下的三種方法。
[0004]方法(I)是，作為LED而使用藍色LED，將從藍色LED發(fā)出的光照射到熒光體后輸出黃色的光，將從藍色LED發(fā)出的藍色光與從熒光體發(fā)出的黃色光進行混色，由此構(gòu)成白色光。
[0005]方法(2)是，作為LED而使用近紫外LED，將從近紫外LED發(fā)出的光照射到多種熒光體后輸出多種顏色的光，將輸出的多種顏色的光進行混色，由此構(gòu)成白色光。
[0006]方法(3)是，作為LED而使用紅色LED、綠色LED、藍色LED，將從紅色LED發(fā)出的紅色光、從綠色LED發(fā)出的綠色光以及從藍色LED發(fā)出的藍色光進行混色，由此構(gòu)成白色光。
[0007]這些方法中的方法(I)和方法(2)只能用于對被檢體照射白色光本身的同時照明，但方法(3)不僅能夠用于同時照明，還能`夠用于按時間序列照射R光、G光、B光的面順序照明。
[0008]其中，在采用方法(3)的結(jié)構(gòu)的情況下，如果不對紅色LED、綠色LED、藍色LED的發(fā)光強度的比進行調(diào)整，則不能接近更為純粹的白色光。因此，作為光源裝置的出廠調(diào)整，要進行這種色彩平衡調(diào)整。
[0009]另外，已知LED的發(fā)光強度發(fā)生歷時變化(歷年變化)。參照本申請所涉及的圖4對該點進行說明。
[0010]如圖4所示，各種顏色LED的發(fā)光強度例如隨時間一起下降，而且，每種顏色的下降程度不同。
[0011]因而，即使出廠時進行了色彩平衡調(diào)整，長此以往色彩平衡也會隨時間的流逝而破壞。
[0012]因此，提出了如下一種技術(shù):設(shè)置檢測各種顏色LED的發(fā)光亮度的傳感器，基于傳感器的檢測結(jié)果在適當?shù)臅r刻再次調(diào)整色彩平衡。但是，當在照明光的光路上固定地配置傳感器時，到達被檢體的照明光的光量變少。
[0013]因此,例如在日本特開2010-158415號公報中記載了一種利用不被用作照明光的漏光來進行檢測的技術(shù)。首先，在該公報所記載的技術(shù)中，使紅色LED、綠色LED、藍色LED以面順序方式發(fā)光，通過一個受光部進行測量，使來自與各種顏色對應的受光部的輸出電壓成為與由使用者設(shè)定的明亮度相應的每種顏色的基準電壓值，由此進行明亮度調(diào)整(參照段落[0020]~[0028]、圖1、圖2等)。在此，以使紅色光、綠色光、藍色光的發(fā)光強度為固定的比率的方式計算出各種顏色的基準電壓值(參照段落[0027]、[0028]等)。而且，記載了以下意旨:利用受光部接收來自紅色LED、綠色LED、藍色LED的光并獲取與射出光量有關(guān)的信息，考慮由歷年變化、溫度變化等導致的射出光量的變動，來準確地調(diào)整紅色LED、綠色LED、藍色LED的驅(qū)動量甚至射出光量(參照段落[0050]等)。
[0014]但是，沒有具體地記載上述日本特開2010-158415號所記載的受光部如何配置，而且利用不被用作照明光的漏光進行檢測，因此不能說入射到受光部的光的強度足夠。因而，期望在更高的發(fā)光強度的光下進行發(fā)光元件的發(fā)光強度檢測，以能夠進行更高精度的檢測。
[0015]另一方面，在為了接收更高的發(fā)光強度的光來進行檢測而在照明光的光路上設(shè)置發(fā)光強度檢測部的情況下，如上所述，提供給內(nèi)窺鏡的照明光的光量減少，這是不理想的。
[0016]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種光源裝置，不使提供給內(nèi)窺鏡的照明光的光量減少，能夠在更高的發(fā)光強度的光下檢測發(fā)光元件的發(fā)光強度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]用于解決問題的方案
[0018]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方式的光源裝置是一種產(chǎn)生要提供給內(nèi)窺鏡的光的光源裝置，其具備:發(fā)光元件，其發(fā)出光；光學元件，其接收并射出從上述發(fā)光元件發(fā)出的光；以及發(fā)光強度檢測部，其配置在能夠接收從上述發(fā)光元件發(fā)出的光中的不被用作照明光的漏光和從上述發(fā)光元件發(fā)出并被上述光學元件反射的光這兩者的位置處。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是表示本發(fā)明`的實施方式I的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0020]圖2是表示在上述實施方式I中從光源裝置的各種顏色LED發(fā)出的光的光譜的情形的圖。
[0021]圖3是表示在上述實施方式I中進行面順序照明時的各種顏色LED的發(fā)光時刻的時序圖。
[0022]圖4是表示在上述實施方式I中光源裝置的各種顏色LED的發(fā)光強度的歷時變化的情形的線圖。
[0023]圖5是表示上述實施方式I的照度傳感器的配置的圖。
[0024]圖6是表示上述實施方式I的照度傳感器的更為詳細的配置例的圖。
[0025]圖7是用于說明在上述實施方式I中與從各種顏色LED發(fā)出的光的射出方向相應的光強度分布與照度傳感器的配置之間的關(guān)系的線圖。
[0026]圖8是表示在上述實施方式I中在規(guī)定的配置限制下的各種顏色LED與照度傳感器的布局的圖。
[0027]圖9是表示在上述實施方式I中在規(guī)定的配置限制下使以各種顏色LED為中心的照度傳感器的配置角度改變時的受光能力的線圖。
[0028]圖10是表示上述實施方式I的照度傳感器的配置的變形例的圖。
[0029]圖11是表示在上述實施方式I的照度傳感器的配置的變形例中使反射鏡的形狀最適于照度檢測的例子的圖。
[0030]圖12是表示在上述實施方式I的照度傳感器的配置的變形例中使反射鏡的形狀最適于照度檢測的例子的變形例的圖。
[0031]圖13是表示本發(fā)明的實施方式2的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0032]圖14是表示在上述實施方式2中在以可插入或脫離照明光的光路的方式設(shè)置于照明光的光路上的光學濾波器的邊緣配置有顏色傳感器的例子的圖。
[0033]圖15是表示在上述實施方式2中在以可插入或脫離照明光的光路的方式設(shè)置于照明光的光路上的光學濾波器的邊緣配置有顏色傳感器的另一例的圖。
[0034]圖16是表示上述實施方式2的單色傳感器的追加配置的一例的圖。
[0035]圖17是表示上述實施方式2的單色傳感器的追加配置的另一例的圖。
【具體實施方式】
[0036]下面，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
[0037][實施方式I]
[0038]圖1至圖12示出了本發(fā)明的實施方式1，圖1是表示內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0039]內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I具備觀測器2、光源裝置3、視頻處理器4、監(jiān)視器5以及通信線纜6。
[0040]光源裝置3使用多 種顏色的發(fā)光元件來作為光源，多種顏色的發(fā)光元件例如具備用于發(fā)出構(gòu)成白色光的三種顏色的光的發(fā)光元件、具體地說具備作為紅色(R)發(fā)光元件的紅色LED (R-LED) 23r、作為綠色(G)發(fā)光元件的綠色LED (G-LED) 23g以及作為藍色(B)發(fā)光元件的藍色LED (B-LED) 23b。各發(fā)光元件的發(fā)光光譜各不相同，如圖2所示，從紅色LED23r發(fā)出的光是紅色光R的頻帶的光譜，從綠色LED23g發(fā)出的光是綠色光G的頻帶的光譜，從藍色LED23b發(fā)出的光是藍色光B的頻帶的光譜。
[0041]在此，圖2是表示從光源裝置的各種顏色LED發(fā)出的光的光譜的情形的圖。
[0042]設(shè)置于光源裝置3的LED驅(qū)動部22是對紅色LED23r、綠色LED23g以及藍色LED23b分別提供電流來進行驅(qū)動的發(fā)光元件驅(qū)動部。
[0043]設(shè)置于光源裝置3的控制部21通過對從LED驅(qū)動部22提供的電流進行控制，來調(diào)節(jié)紅色LED23r、綠色LED23g、藍色LED23b各自的射出光的強度?；趤碜院笫龅恼斩葌鞲衅?7r、27g、27b的輸入，或者基于經(jīng)由通信線纜6與視頻處理器4進行通信而獲取到的被攝體的明亮度信息，或者基于用戶經(jīng)由操作面板28進行的照明光的明亮度設(shè)定，來進行該控制部21的控制。
[0044]在光源裝置3中設(shè)置有三個準直透鏡24、兩個分色濾波器25a、25b以及一個聚光透鏡26,來作為傳送照明光的光學系統(tǒng)。
[0045]三個準直透鏡24是配設(shè)在紅色LED23r、綠色LED23g、藍色LED23b各自的射出光的光路上，來將入射的光作為平行光射出的光學元件。
[0046]第一分色濾波器25a是使來自紅色LED23r的紅色光R透過而反射來自綠色LED23g的綠色光G的光學元件。
[0047]第二分色濾波器25b是使來自紅色LED23r的紅色光R和來自綠色LED23g的綠色光G透過而反射來自藍色LED23b的藍色光B的光學元件。
[0048]聚光透鏡26是將來自第二分色濾波器25b的平行光束會聚到觀測器2的光導件11的基端的入射端面的光學元件。
[0049]而且，如果使三個發(fā)光元件、即紅色LED23r、綠色LED23g以及藍色LED23b同時發(fā)光時各自的發(fā)光強度在規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，從聚光透鏡26射出的光如圖2所示那樣成為具備RGB三種顏色的白色照明光WL。
[0050]并且，在光源裝置3中設(shè)置有檢測紅色LED23r的發(fā)光強度的照度傳感器27r、檢測綠色LED23g的發(fā)光強度的照度傳感器27g以及檢測藍色LED23b的發(fā)光強度的照度傳感器27b，來作為檢測多種顏色的發(fā)光元件的發(fā)光強度的發(fā)光強度檢測部。這些照度傳感器27r、27g、27b例如構(gòu)成為單色傳感器，并如在后面詳細說明那樣配設(shè)在對從各種顏色LED23r、23g、23b射出的光束中的到達不了光導件11的入射端面的漏光進行檢測的位置處(不會照到照明光的位置)(在本實施方式中為各種顏色LED23r、23g、23b的附近)。而且，照度傳感器27r、27g、27b將檢測光強度而得到的結(jié)果輸出到控制部21。
[0051]控制部21基于來自視頻處理器4的明亮度信息(或者由用戶設(shè)定的照明光的明亮度)來控制LED驅(qū)動部22以進行發(fā)光亮度(明亮度)的調(diào)整，并且基于照度傳感器27r、27g、27b的檢測結(jié)果來控制LED驅(qū)動部22以進行照明光的色彩平衡調(diào)整。
[0052]另外，設(shè)置于光源裝置3的操作面板28用于用戶對光源裝置3進行操作，能夠進行光源裝置3的電源接通/斷開操作、觀察模式的設(shè)定操作、照明光的明亮度設(shè)定操作等。從操作面板28輸入的觀察模式經(jīng)由控制部21和通信線纜6被發(fā)送到視頻處理器4，在視頻處理器4中進行與觀察模式相應的圖像處理。
[0053]作為從這種光源裝置3接收提供的照明光的內(nèi)窺鏡的觀測器2具備光導件11、透鏡12、(XD13、信號線14、光導件連接器15以及視頻連接器16。
[0054]光導件11的基端從光導件連接器15延伸出，當將光導件連接器15連接于光源裝置3時，來自上述聚光透鏡 26的光會聚到光導件11的基端的入射端面。
[0055]光導件11在觀測器2的插入部內(nèi)貫通到前端部，從前端的射出面射出照明光。在觀測器2的前端的該照明光的光路上配設(shè)有照明用的透鏡12。通過這樣，在光導件11內(nèi)進行傳遞的來自光源裝置3的照明光經(jīng)由透鏡12從插入部的前端照射被檢體。
[0056]被照射了照明光的被檢體的光學像經(jīng)由配設(shè)在觀測器2的插入部前端的未圖示的物鏡取入，并在作為攝像元件的(XD13上成像。該(XD13是配設(shè)有濾色器陣列等的彩色攝像元件或者接收面順序照明光的單色攝像元件等。而且，CCD13進行將被檢體的光學像轉(zhuǎn)換為電信號的攝像，經(jīng)由信號線14向連接有視頻連接器16的視頻處理器4發(fā)送電信號。
[0057]視頻處理器4將從(XD13接收到的各種顏色圖像同步來生成彩色的圖像信號，在對所生成的圖像信號進行了色彩平衡調(diào)整、伽瑪轉(zhuǎn)換、顏色轉(zhuǎn)換等圖像處理之后，轉(zhuǎn)換為用于顯示于監(jiān)視器5的信號形式并輸出到監(jiān)視器5。由此，在監(jiān)視器5上顯示被攝體的彩色圖像。
[0058]另外，視頻處理器4從接收到的各種顏色圖像例如提取亮度信號，基于提取出的亮度信號生成明亮度信息。通過這樣，由視頻處理器4生成的明亮度信息經(jīng)由將視頻處理器4與光源裝置3相連接的通信線纜6被發(fā)送到光源裝置3的控制部21。
[0059]控制部21基于所接收到的明亮度信息和照度傳感器27r、27g、27b的輸出值，經(jīng)由LED驅(qū)動部22如上述那樣進行各種顏色LED23r、23g、23b的發(fā)光強度的控制。
[0060]接著，圖3是表示進行面順序照明時的各種顏色LED的發(fā)光時刻的時序圖。[0061]CCD13交替進行接收光并蓄積電荷的曝光期間的動作和按每個像素依次讀出所蓄積的電荷的讀出期間的動作。
[0062]而且，在面順序照明的情況下，在曝光期間僅使某一種顏色的LED發(fā)光來進行曝光，在讀出期間使全部LED熄滅來進行曝光圖像的讀出。即，反復進行如下的一幀的循環(huán):在某個曝光期間例如僅使紅色LED23r發(fā)光來進行曝光，在之后的讀出期間讀出使紅色光R曝光而得到的R圖像，在下一個曝光期間例如僅使綠色LED23g發(fā)光來進行曝光，在之后的讀出期間讀出使綠色光G曝光而得到的G圖像，在再下一個曝光期間例如僅使藍色LED23b發(fā)光來進行曝光，在之后的讀出期間讀出使藍色光B曝光而得到的B圖像。
[0063]在此，作為光源裝置3的動作的一例說明了面順序照明，但如以下所說明那樣的由照度傳感器27r、27g、27b進行的各種顏色LED23r、23g、23b的發(fā)光強度的檢測，不僅能夠在面順序照明時進行，而且在同時照明時也同樣能夠進行。
[0064]接著，圖4是表示光源裝置3的各種顏色LED的發(fā)光強度的歷時變化的情形的線圖。
[0065]已知LED的發(fā)光強度發(fā)生歷時變化(歷年劣化)。而且，一般情況下各種顏色LED23r、23g、23b的歷時變化各不相同。圖4示出了將各種顏色LED的初始發(fā)光強度設(shè)為100%,對各種顏色LED提供與初始時相同的電流(例如最大額定電流)時的發(fā)光強度的歷時變化的一例。
[0066]在該圖4所示的例子中，各種顏色LED的發(fā)光強度均隨時間一起下降，但綠色LED23g的發(fā)光強度下降最小，藍色LED23b的發(fā)光強度下降次之，紅色LED23r的發(fā)光強度下降最大。
[0067]因而，設(shè)置照度傳感器27r、27g、27b來檢測各種顏色LED的發(fā)光強度，基于檢測結(jié)果進行控制使得維持色彩平衡、發(fā)光亮度(明亮度)，由此應對這種發(fā)光強度的變化。
[0068]接著，圖5是表示照度`傳感器27r、27g、27b的配置的圖。
[0069]在本實施方式中，照度傳感器27r、27g、27b配置在如下的位置:能夠接收從各種顏色LED23r、23g、23b發(fā)出的光中的不被用作照明光的漏光，并且能夠接收從各種顏色LED23r、23g、23b發(fā)出并被準直透鏡24反射的光。具體地說，如圖5所示那樣配置在各種顏色LED23r、23g、23b與準直透鏡24之間的空間的側(cè)面。
[0070]圖6是表示照度傳感器27r、27g、27b的更為詳細的配置例的圖，圖7是用于說明與從各種顏色LED23r、23g、23b發(fā)出的光的射出方向相應的光強度分布與照度傳感器27r、27g、27b的配置之間的關(guān)系的線圖。
[0071]關(guān)于從各種顏色LED23r、23g、23b發(fā)出的光的強度，如圖7所示，各種顏色LED23r、23g、23b與準直透鏡24的主點相連接的光軸方向的光的強度為峰值，從該光軸方向起圖6所示的射出角Θ (將光軸方向設(shè)為θ=0)越增加，則光的強度越下降。而且，到達準直透鏡24的入射光瞳24ρ的邊緣的光(如圖7所示將射出角設(shè)為Θ O)維持某種程度的光強度10，但當射出角比Θ O大時，成為光強度急劇下降而接近O的分布。
[0072]而且，將從各種顏色LED23r、23g、23b發(fā)出并直接入射到照度傳感器27r、27g、27b的漏光的立體角設(shè)為Ω 1，將從各種顏色LED23r、23g、23b發(fā)出并被準直透鏡24的入射面反射的光的立體角設(shè)為Ω2。并且，當將立體角Ω I的中心的射出角設(shè)為Θ 1、將立體角Ω2的中心的射出角設(shè)為Θ 2時，如圖7所示，射出角Θ I的光強度是II，射出角Θ 2的光強度是12。除此以外，當將準直透鏡24的入射面對于射出角Θ 2的光線的反射率設(shè)為Ref時，照度傳感器27r、27g、27b所接收的光的受光強度SI大致按照如下的數(shù)式I計算出。
[0073][數(shù)式I]
[0074]SI=Q lXIl+Q2XI2XRef+a
[0075]在此，a表示其它因素，例如由在準直透鏡24的內(nèi)部反射后到達照度傳感器27r、27g、27b的光、沿著光路的內(nèi)面反射并從后級的光學元件反射回來的返回光等產(chǎn)生的光強度。該a被認為對照度傳感器27r、27g、27b的受光強度的作用比較小，在多數(shù)情況下可以近乎忽略。
[0076]而且，數(shù)式I中示出的光強度成分中的第一成分(Ω1ΧΙ1)相當于以以往的傳感器配置接收到的光的強度成分。另一方面，第二成分(Q2XI2XRef)在本申請中是為了增大受光強度而以積極地接收光為目標的光的強度成分。觀察圖7可知，射出角為Θ1的漏光是周邊光，因此光強度Il小。與此相對地，射出角為Θ 2的光原本是作為照明光而使用的光，因此光強度12比Il大得多。因而，即使假設(shè)反射率Ref相當小，也不能忽視受光強度SI中的第二成分的作用度，而且，如果反射率Ref是某種程度的大小，則可能與第一成分的作用度相匹敵(或者還能夠認為如果照度傳感器27r、27g、27b配置在接收來自準直透鏡24的入射面的全反射光的位置處，則第二成分超過第一成分)。
[0077]這樣，照度傳感器27r、27g、27b優(yōu)選配置在準直透鏡24的入射光瞳24p的外側(cè)附近的受光強度SI最高的位置，進一步限定的話，優(yōu)選配置在將漏光(第一成分)與被準直透鏡24反射的光(第二成分)合計所得的光的強度最高的位置處。關(guān)于該配置，并不限于理論性地計算，也可以一邊變更照度傳感器27r、27g、27b的配置一邊實驗性地求出。
[0078]作為這種不僅能夠`高效地接收第一成分而且還能夠高效地接收第二成分的配置，在本實施方式中，如圖6所示，以使受光面27a朝向準直透鏡24的入射面的面頂點24s的方式(即，以受光面27a朝向垂直于光軸O的方向的方式)將照度傳感器27r、27g、27b配設(shè)在準直透鏡24的入射光瞳24p的外側(cè)附近的與面頂點24s相切的切面(Tangent plane) 24t上。
[0079]如該圖6所示那樣的配置具有能夠高效地接收第一成分和第二成分且易于設(shè)計的優(yōu)點。
[0080]其中，圖6所示的配置是一例，除了上述因素以外，優(yōu)選還考慮如下因素來進行優(yōu)化:準直透鏡24與各種顏色LED23r、23g、23b的距離、準直透鏡24的光學面的曲率(特別是入射面的曲率)、形成準直透鏡24的玻璃材料的折射率、或者如上所述的能夠接收全反射光的位置范圍等。
[0081]接著，參照圖8和圖9對在規(guī)定的配置限制下將照度傳感器27r、27g、27b接收第一成分(Ω1ΧΙ1)時的受光能力最大化的配置進行說明。在此，圖8是表示規(guī)定的配置限制下的各種顏色LED23r、23g、23b與照度傳感器27r、27g、27b的布局的圖，圖9是表示在規(guī)定的配置限制下使以各種顏色LED23r、23g、23b為中心的照度傳感器27r、27g、27b的配置角度改變時的受光能力的線圖。
[0082]如果考慮所安裝的基板的結(jié)構(gòu)、其它部件的布局、組裝基板時的操作性、制造成本、精度等，則照度傳感器27r、27g、27b能夠總是配置在最佳的位置處，但并不限于此，有時會強加某種程度的配置限制。[0083]在此，在圖8所示的例子中，設(shè)為對照度傳感器27r、27g、27b的配置強加如下的配置限制:豎立于受光面27a的法線和將各種顏色LED23r、23g、23b與準直透鏡24相連接的光軸O垂直地交叉。如果是該配置限制，則照度傳感器27r、27g、27b能夠接收來自各種顏色LED23r、23g、23b的漏光和來自準直透鏡24b的反射光這兩者，因此能夠是滿足可接收上述第一成分和第二成分這兩者的條件的配置限制。
[0084]圖9是表示在圖8所示的配置限制下使射出角Θ I在O~90度之間變化時的照度傳感器27r、27g、27b的受光能力的線圖。在此，射出角Θ I是如上所述那樣立體角Ω1的中心與光軸O形成的角，但也是由線段Rl與光軸O形成的角，該線段Rl是將照度傳感器27r.27g.27b的受光面27a的中心27p與各種顏色LED23r、23g、23b的發(fā)光面的中心23p連接而成。而且，圖9所示的線圖示出了將線段Rl的長度固定而僅使射出角Θ I變化時的受光能力的變化的情形。此外，對受光能力的軸附加的數(shù)值是用于表示受光能力的相對的大小的數(shù)值。[0085]在上述配置限制下，受光面27a與光軸O平行，因此當射出角Θ I接近O度時，立體角Ω I也接近O。也就是說，從各種顏色LED23r、23g、23b往里看受光面27a時的有效受光面積Pl也隨著射出角Θ I接近O而接近0，因此照度傳感器27r、27g、27b的受光能力也如圖9所示那樣接近O。
[0086]另一方面，當射出角Θ I接近90度時，從各種顏色LED23r、23g、23b往里看受光面27a時的有效受光面積Pl接近最大值(即，受光面27a本身的面積)，但反之，從受光面27a往里看各種顏色LED23r、23g、23b的發(fā)光面時的有效發(fā)光面積接近0，因此結(jié)果所接收的照明光的強度接近O。因而，照度傳感器27r、27g、27b的受光能力也如圖9所示那樣接近O。
[0087]而且，如圖9所示當Θ 1=60度時，照度傳感器27r、27g、27b的受光能力取最大值。因此，如果將若干的余裕范圍(例如，±5度)考慮進去，則期望以使射出角Θ I處于55度至65度的范圍(參照圖9的陰影部分)的方式配置照度傳感器27r、27g、27b。
[0088]如上所述，為了不照到照明光，照度傳感器27r、27g、27b需要配置在準直透鏡24的入射光瞳24p的外側(cè)，實際使用上配置在準直透鏡24的半徑RO (參照圖8)的外側(cè)(即，準直透鏡24的外周的外側(cè))。除此以外，一般情況下，照度與距光源的距離的平方成反比，因此期望使線段Rl的長度盡量短。而且，為了高效地接收來自聚光透鏡24的反射光(第二成分)，期望將照度傳感器27r、27g、27b配置在準直透鏡24的入射面附近。
[0089]圖8示出了這樣的配置的一例。照度傳感器27r、27g、27b以使受光面27a的法線與光軸O正交且射出角Θ I大約為60度的方式配置在準直透鏡24的半徑RO (此外，在圖8中圖示了半徑RO的位置例如是與準直透鏡24的入射面的面頂點24s相切的切面24t的位置)的外側(cè)附近。
[0090]另外，圖10是表示照度傳感器27r、27g、27b的配置的變形例的圖。
[0091]如該圖10所示，作為反射光學元件，例如優(yōu)選進一步設(shè)置形成為以光軸為旋轉(zhuǎn)對稱軸的拋物線狀的反射鏡(反射傘)29。此時，照度傳感器27r、27g、27b配置為使受光面27a露出到反射鏡29的反射面內(nèi)。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則不僅能夠有效地將在沒有設(shè)置反射鏡29的情況下成為漏光的光用作照明光，而且還能夠提高入射到照度傳感器27r、27g、27b的光的強度，并且在防止(或者減少)由來自相鄰的LED的漏光導致的混色的同時獲得某種程度的防塵效果。[0092]或者，作為圖10所示的結(jié)構(gòu)的變形例，還能夠考慮將反射漏光的反射光學元件設(shè)為將反射光會聚到照度傳感器27r、27g、27b那樣的結(jié)構(gòu)。圖11是表示在照度傳感器27r、27g、27b的配置的變形例中使反射鏡的形狀最適于照度檢測的例子的圖。
[0093]各種顏色LED23r、23g、23b例如以與發(fā)光面相反一側(cè)的面安裝于LED基板30a。另外，照度傳感器27r、27g、27b例如以與受光面27a相反一側(cè)的面安裝于傳感器基板30b。
[0094]夾著將各種顏色LED23r、23g、23b的發(fā)光面的中心23p與準直透鏡24的主點相連接的光軸0，在照度傳感器27r、27g、27b的相反側(cè)，在繞光軸O的規(guī)定角度范圍內(nèi)設(shè)置有反射鏡29’。為了提高聚光效率并且實現(xiàn)小型化，在不會遮擋從各種顏色LED23r、23g、23b到達準直透鏡24的照明光的范圍(即，準直透鏡24的入射光瞳24p的范圍外)內(nèi)，以盡量接近光軸O的方式將反射鏡29’配置在繞光軸O的規(guī)定角度范圍內(nèi)。
[0095]而且，反射鏡29’的形成于與各種顏色LED23r、23g、23b相向的一側(cè)的反射面、SP鏡面29a為橢圓面。更為詳細地說，鏡面29a構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)橢圓面SR的一部分，該旋轉(zhuǎn)橢圓面SR將各種顏色LED23r、23g、23b的發(fā)光面的中心23p和照度傳感器27r、27g、27b的受光面27a的中心27p作為兩個焦點，將連接這兩個中心23p和中心27p的直線作為旋轉(zhuǎn)對稱軸。因而，作為旋轉(zhuǎn)橢圓面SR的鏡面29a的中心是中心23p與中心27p的中點M。
[0096]根據(jù)如該圖11所示的結(jié)構(gòu)，從位于旋轉(zhuǎn)橢圓面SR的一個焦點的各種顏色LED23r、23g、23b發(fā)出并到達鏡面29a的漏光幾乎都會聚到位于另一個焦點的照度傳感器27r、27g、27b，因此能夠更為高效地提高入射到照度傳感器27r、27g、27b的入射光的光強度。
[0097]圖12是表示在照度傳感器的配置的變形例中使反射鏡的形狀最適于照度檢測的例子的變形例的圖。
[0098]與圖11所示的例子同樣地，在該圖12所示的例子中也將反射漏光的反射光學元件設(shè)為將反射光會聚到照度傳感器27r、27g、27b那樣的結(jié)構(gòu)，但成為更為簡化鏡面的形狀的結(jié)構(gòu)。
[0099]即，在圖11所示的例子中，鏡面29a是形成旋轉(zhuǎn)橢圓面SR的一部分的形狀，因此面形狀的形成復雜(例如是即使將平面彎曲也不能形成的面形狀(非歐幾里德面))。因此，本變形例將鏡面的形狀簡化，例如成為只要將平面彎曲就能夠形成的面形狀(歐幾里德面)。
[0100]LED基板30a和傳感器基板30b如圖12所示那樣(或者還參照圖11)例如被配置為使基板面彼此正交，且光軸O與傳感器基板30b的基板面平行。而且，本變形例的反射鏡29”具備構(gòu)成為橢圓筒面EL的一部分的鏡面29b，該橢圓筒面EL以穿過各種顏色LED23r、23g、23b的發(fā)光面的中心23p與照度傳感器27r、27g、27b的受光面27a的中心27p的中點M并與光軸O平行的軸為中心。
[0101]因而，鏡面29b的垂直于光軸O的截面的形狀形成以投影到該截面的發(fā)光面的中心23p和受光面27a的中心27p為焦點的橢圓的一部分。另外，投影到垂直于光軸O的截面的中心23p與中點M之間的距離以及中心27p與中點M之間的距離都是投影到該截面的橢圓的焦點距離。
[0102]上述反射鏡29”和傳感器基板30b被配置為包圍光軸O的壁狀，因此能夠防止(或者減少)由來自相鄰的LED的漏光導致的混色，并且還能夠獲得某種程度的防塵效果。
[0103]此外，不需要使反射鏡29”和傳感器基板30b環(huán)繞光軸O整周，因此在圖12的右側(cè)反射鏡29”與傳感器基板30b之間存在空隙。另外，反射鏡29”即使將鏡面29b形成為截面橢圓形，作為通過鏡面29b的部分將來自各種顏色LED23r、23g、23b的光反射到照度傳感器27r、27g、27b的效率，有時也不能得到高效率。因此，在圖12所示的例子中，將反射鏡29”的左側(cè)構(gòu)成為直線狀的壁狀部29c。因而，將鏡面29b形成截面橢圓形是指繞光軸O的規(guī)定角度范圍(在圖12所示的例子中例如是繞橢圓中心(將中點M投影到垂直于光軸O的截面而得到的點)120度左右的角度范圍)。
[0104]根據(jù)如該圖12所示的結(jié)構(gòu)，能夠利用更易于制造的鏡面29b的形狀來實現(xiàn)接近圖11所示的結(jié)構(gòu)的效果。因而，與圖11所示的結(jié)構(gòu)相比，能夠更降低制造成本，更提高生產(chǎn)性。另外，如上所述，還能夠獲得防止(減少)混色的效果、防塵效果。
[0105]根據(jù)這樣的實施方式1，將照度傳感器27r、27g、27b配置在如下位置:能夠接收從各種顏色LED23r、23g、23b發(fā)出的光中的不被用作照明光的漏光和從各種顏色LED23r、23g、23b發(fā)出并被準直透鏡24反射的光這兩者，因此完全不會減少提供給觀測器2的照明光的光量，能夠在更高的發(fā)光強度的光下進行發(fā)光強度的檢測。其結(jié)果是還能夠提高檢測效率，提高檢測精度。
[0106]另外，在以使受光面27a朝向垂直于光軸的方向的方式配置照度傳感器27r、27g、27b的情況下，不僅能夠高效地接收光，而且設(shè)計也變得容易。
[0107]除此以外，通過設(shè)置反射鏡29，能夠進一步提高照度傳感器27r、27g、27b所接收的光的強度，并且能夠獲得防止(減少)混色的效果、防塵效果。此時，如果采用具備旋轉(zhuǎn)橢圓面SR的鏡面29a的結(jié)構(gòu)，則能夠優(yōu)化漏光的聚光率，該旋轉(zhuǎn)橢圓面SR將各種顏色LED23r、23g、23b的發(fā)光面的中心23p和照度傳感器27r、27g、27b的受光面27a的中心27p作為兩個焦點。另一方面，如果采用具備橢圓筒面EL的鏡面29b的結(jié)構(gòu)，則能夠一邊獲得比較高的漏光的聚光率，一邊 實現(xiàn)降低制造成本、提高生產(chǎn)性。
[0108][實施方式2]
[0109]圖13至圖17示出了本發(fā)明的實施方式2，圖13是表示內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0110]在該實施方式2中，對與上述實施方式I相同的部分附加相同的附圖標記并省略說明，主要僅對不同點進行說明。
[0111]上述實施方式I在各種顏色LED23r、23g、23b各自的附近配置有單色傳感器，但在本實施方式中，取而代之地在還能夠接收各種顏色LED23r、23g、23b中的某一個LED的光的位置處配置有顏色傳感器。
[0112]即，如圖13所示，在光源裝置3中設(shè)置有顏色傳感器31，該顏色傳感器31通過進行顏色感測來檢測紅色光R、綠色光G以及藍色光B各光的強度并輸出到控制部21。其中，如之后參照圖14進行說明那樣，該顏色傳感器31構(gòu)成為包括白色光感測用的顏色傳感器31w和用于感測其它觀察模式的光的傳感器31m。
[0113]而且，顏色傳感器31配設(shè)在對從第二分色濾波器25b射出的光束中的沒有到達光導件11的入射端面的漏光進行檢測的位置處，在本實施方式中，顏色傳感器31例如配設(shè)于能夠在第二分色濾波器25b與聚光透鏡26之間移動的濾波器光學兀件。
[0114]參照圖14對該顏色傳感器31的具體的配置進行說明。圖14是表示在以可插入或脫離照明光的光路的方式設(shè)置于照明光的光路上的作為濾波器光學元件的光學濾波器32的邊緣(例如，保持光學濾波器32的濾波器支架的部分等)配置有顏色傳感器31的例子的圖。
[0115]在本實施方式的光源裝置3中設(shè)置有光學濾波器32，該光學濾波器32被配設(shè)為能夠插入或脫離于第二分色濾波器25b與聚光透鏡26之間。此外，在此將光學濾波器32配置在第二分色濾波器25b與聚光透鏡26之間，但也可以配置在聚光透鏡26的射出側(cè)。
[0116]該光學濾波器32與觀察模式相應地移動,在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I被設(shè)定為白色光觀察模式的情況下，該光學濾波器32從照明光的光路上退避(在圖14中示出了光學濾波器32從光路退避到下方的例子)。
[0117]另外，在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I被設(shè)定為除白色光觀察模式以外的其它觀察模式(例如，窄頻帶光觀察模式、熒光觀察模式、紫外光觀察模式、紅外光觀察模式等)的情況下，光學濾波器32被插入到照明光的光路上。因而，雖然在圖13~圖15等中未圖示，但也可以進一步設(shè)置除RGB以外的發(fā)光頻帶的LED。
[0118]在這種結(jié)構(gòu)中，白色光感測用的顏色傳感器31w以使受光面31a朝向上方(B卩，朝向照明光的光路方向)的方式配設(shè)在光學濾波器32的上側(cè)的邊緣。另外，用于感測其它觀察模式的光的傳感器3 Im (此外，根據(jù)所應用的觀察模式，該傳感器31m有時是顏色傳感器，還有時是單色傳感器)以使受光面31a同樣朝向上方的方式配設(shè)在光學濾波器32的下側(cè)的邊緣。因而，顏色傳感器31w和傳感器31m與光學濾波器32 —體地移動。
[0119]而且，通過這種配置，當為白色光觀察模式時，白色光感測用的顏色傳感器31w接收從各種顏色LED23r、23g、23b發(fā)出的光中的不被用作照明光的漏光(第一成分)和從各種顏色LED23r、23g、23b發(fā)出并被聚光透鏡26反射的光(第二成分)這兩者。
[0120]另外，當為其它觀察模式時，傳感器31m接收從各種顏色LED23r、23g、23b (或者，如上所述那樣與其它觀察模式相應地設(shè)置的LED)發(fā)出的光中的不被用作照明光的漏光(第一成分)和從各種顏色LED23r、23g、23b等發(fā)出并被聚光透鏡26反射的光(第二成分)這兩者。
[0121]另外，圖15是表示在以可插入或脫離照明光的光路的方式設(shè)置于照明光的光路上的光學濾波器32的邊緣配置有顏色傳感器31的另一例的圖。
[0122]在該圖15所示的結(jié)構(gòu)例中，用于感測其它觀察模式的光的傳感器31m以使受光面31a朝向下方的方式配設(shè)在光學濾波器32的上側(cè)的邊緣，并且，白色光感測用的顏色傳感器31w以使受光面31a朝向上方的方式配設(shè)在該傳感器31m的上面。
[0123]根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，也能夠發(fā)揮與圖14所示的結(jié)構(gòu)大致相同的作用、效果。
[0124]此外，在本實施方式中，在聚光透鏡26的附近配置有顏色傳感器31，但除此以外，也可以在一個以上的準直透鏡24的非光學面(不被用作與照明光有關(guān)的光學面的周面、側(cè)面等)配置作為第二發(fā)光強度檢測部的單色傳感器。
[0125]圖16是表示單色傳感器35的追加配置的一例的圖。
[0126]在該圖16所示的例子中，以使受光面35a位于準直透鏡24的周面的方式(即，使受光面35a朝向準直透鏡24的內(nèi)部的方式)配置單色傳感器35。另外，在準直透鏡24的除了配置有受光面35a的部分以外的周面上設(shè)置有將光向準直透鏡24內(nèi)反射的內(nèi)面反射涂層36。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，單色傳感器35能夠接收準直透鏡24內(nèi)的漫射光。而且，通過設(shè)置內(nèi)面反射涂層36， 能夠提高單色傳感器35所接收的散射光的光強度。
[0127]另外，圖17是表示單色傳感器35的追加配置的另一例的圖。[0128]關(guān)于該圖17所示的例子，在準直透鏡24的周面與單色傳感器35之間追加了桿棒等的導光部37。如果采用這種結(jié)構(gòu)，則具有提高單色傳感器35的配置的自由度的優(yōu)點。
[0129]此外，在圖16、圖17中說明了從準直透鏡24的周面提取檢測用的光的結(jié)構(gòu)，但也可以是從其它光學元件、例如其它透鏡、光學濾波器的非光學面提取檢測用的光的結(jié)構(gòu)。
[0130]即使是這兩個圖16、圖17的結(jié)構(gòu)，也具有能夠不會減少照明光的光量地檢測發(fā)光強度的優(yōu)點。
[0131]根據(jù)這種實施方式2，顏色傳感器31能夠接收不被用作照明光的漏光和被聚光透鏡26等光學元件反射的光這兩者，因此能夠發(fā)揮與上述實施方式I大致相同的效果。
[0132]另外，將顏色傳感器31安裝于根據(jù)觀察模式插入或脫離照明光的光路上的濾波器光學元件，由此在觀察模式發(fā)生變更的情況下，能夠通過適于該觀察模式的傳感器以高檢測效率、高檢測精度進行感測。
[0133]此外，關(guān)于由傳感器接收的漏光(第一成分)和反射光(第二成分)中的反射光，在實施方式I中列舉了來自準直透鏡24的反射光作為例子，而在實施方式2中列舉了來自聚光透鏡26的反射光作為例子，但并不限于此，也可以是來自被配設(shè)于照明光的光路上的某一個光學兀件的反射光。
[0134]此外，本發(fā)明并不就那樣限定于上述實施方式，在實施階段能夠在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)將結(jié)構(gòu)要素變形并具體化。另外，也能夠通過使上述實施方式所公開的多個結(jié)構(gòu)要素進行適當?shù)亟M合來形成各種發(fā)明的方式。例如，可以從實施方式所示的所有結(jié)構(gòu)要素刪除幾個結(jié)構(gòu)要素。并且，也可以使不同的實施方式中的結(jié)構(gòu)要素進行適當?shù)亟M合。這樣，當然能夠在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)進行各種變形、應用。
[0135]本申請是要求2012年4月4日于日本申請的特愿2012-085740號的優(yōu)先權(quán)來進行申請的，上述公開內(nèi)容被本申請說明書`、權(quán)利要求書以及附圖所引用。
【權(quán)利要求】
1.一種光源裝置，產(chǎn)生要提供給內(nèi)窺鏡的光，該光源裝置的特征在于，具備: 發(fā)光元件，其發(fā)出光； 光學元件，其接收并射出由上述發(fā)光元件發(fā)出的光；以及 發(fā)光強度檢測部，其配置在能夠接收從上述發(fā)光元件發(fā)出的光中的不被用作照明光的漏光和從上述發(fā)光元件發(fā)出并被上述光學元件反射的光這兩者的位置處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于， 上述光學元件是透鏡， 上述發(fā)光強度檢測部配置在上述透鏡的入射光瞳的外側(cè)附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源裝置，其特征在于， 上述發(fā)光強度檢測部配置在上述透鏡的入射光瞳的外側(cè)附近的、將上述漏光與被上述透鏡反射的光合計所得的光的強度最高的位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光源裝置，其特征在于， 上述發(fā)光強度檢測部以使受光面朝向上述透鏡的入射面的面頂點的方式配設(shè)在與上述面頂點相切的平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于， 還具備反射光學元件，該反射光學元件將從上述發(fā)光元件發(fā)出的光中的不被用作照明光的漏光向上述發(fā)光強度檢測部反射。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光源`裝置，其特征在于， 上述反射光學元件具備以上述發(fā)光元件的位置和上述發(fā)光強度檢測部的位置為焦點的旋轉(zhuǎn)橢圓面的反射面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光源裝置，其特征在于， 上述反射光學元件的與上述發(fā)光元件的光軸垂直的截面的形狀形成以投影到該截面的該發(fā)光元件的中心和上述發(fā)光強度檢測部的中心為焦點的橢圓的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源裝置，其特征在于， 上述透鏡是接收從該發(fā)光元件發(fā)出的光并將該光作為平行光射出的準直透鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源裝置，其特征在于， 上述透鏡是將從該發(fā)光元件發(fā)出的光會聚到內(nèi)窺鏡的光導件的入射端面的聚光透鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于， 能夠切換為多個觀察模式， 該光源裝置還具備濾波器光學元件，該濾波器光學元件以根據(jù)上述觀察模式插入或脫離上述照明光的光路的方式設(shè)置在上述照明光的光路上， 上述發(fā)光強度檢測部與上述濾波器光學元件一體地進行移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光源裝置，其特征在于， 與對應于上述濾波器光學元件的插入或脫離的多個觀察模式分別對應地設(shè)置有多個上述發(fā)光強度檢測部。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于， 還具備第二發(fā)光強度檢測部，該第二發(fā)光強度檢測部從上述光學元件的非光學面接收該光學元件的內(nèi)部的散射光。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光源裝置，其特征在于，還在上述光學元件的非光學面上的除第二發(fā)光強度檢測部的受光部分以外的部分設(shè)置有內(nèi)面反射涂層。
【文檔編號】A61B1/06GK103619234SQ201380001706
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月4日
【發(fā)明者】代田雄高, 高橋智也, 矢部雄亮, 戸田真人, 大森浩司, 正木隆浩, 秋山大輔 申請人:奧林巴斯醫(yī)療株式會社