光源裝置和內(nèi)窺鏡裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適用于內(nèi)窺鏡的光源裝置和內(nèi)窺鏡裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，向體腔內(nèi)等插入細長的內(nèi)窺鏡進行被檢部位的觀察和各種處置的內(nèi)窺鏡裝置被廣泛使用。在這種內(nèi)窺鏡裝置中，為了進行腔內(nèi)的拍攝而采用光源裝置。近年來，有時使用一種采用了 LED或激光光源等固體發(fā)光元件作為發(fā)光部的光源裝置。這樣的光源裝置能夠通過使驅(qū)動脈沖的占空比變化的PWM控制和使LED電流變化的電流控制對LED進行調(diào)光控制。
[0003]并且，通過使用多種顏色的固體發(fā)光元件作為LED或激光光源等固體發(fā)光元件，在光源裝置中能夠射出任意的顏色平衡的照明光。例如，在日本特開2011-36361號公報中，公開了一種使用藍色和紫色激光光源能夠變更照明光的顏色平衡的裝置。采用LED的光源裝置的情況也一樣，例如，通過采用R、G、B各種顏色的LED，能夠照射任意的顏色平衡的照明光。
[0004]另外，內(nèi)窺鏡用的光源裝置需要以大光量射出照明光。因此，各固體發(fā)光元件的發(fā)光量變大、發(fā)熱量也變大。然而，固體發(fā)光元件具有若溫度上升則發(fā)光效率會降低這樣的溫度特性。因此，在使用了固體發(fā)光元件的光源裝置中，需要采用對固體發(fā)光元件進行冷卻的冷卻裝置。例如，在冷卻裝置中使用風(fēng)扇、散熱器、熱導(dǎo)管、珀爾貼元件等冷卻部件。對于需要電力的冷卻部件來說，例如通過將與固體發(fā)光元件的最大的發(fā)熱量對應(yīng)的足夠的電力供給到冷卻部件，來充分地對各固體發(fā)光元件進行冷卻，從而防止發(fā)光效率降低。
[0005]可是，設(shè)置于內(nèi)窺鏡的攝像元件的分光靈敏度特性按照每個元件而不同。并且，為了將照射光從光源裝置引導(dǎo)到被攝體而設(shè)置于內(nèi)窺鏡的導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)的分光透射特性按照每個導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)而不同。因此，在將I臺光源裝置用于多個種類的內(nèi)窺鏡的情況下，需要根據(jù)各內(nèi)窺鏡的分光靈敏度特性和分光透射特性對照明光的顏色平衡進行調(diào)整。即，需要根據(jù)內(nèi)窺鏡的分光靈敏度特性和分光透射特性，使來自光源裝置的各種顏色的固體發(fā)光元件的射出光的發(fā)光量的比例(即光量比)變化。并且，所需的照明光的顏色平衡根據(jù)例如普通光觀察模式或特殊光觀察模式等不同的觀察模式也不同，需要按照每種觀察模式使各種顏色的固體發(fā)光元件的光量比變化，其中，該普通光觀察模式使用白色光進行觀察，該特殊光觀察模式通過將不同于白色光的規(guī)定波長的光照射到被攝體而獲得被攝體的特定信息。
[0006]然而，對冷卻部件供給與固體發(fā)光元件的最大的發(fā)熱量對應(yīng)的足夠的電力，對于以比較小的發(fā)光量進行發(fā)光的固體發(fā)光元件來說，會被冷卻部件進行過度的冷卻。因此，被過度地供給電力的冷卻部件消耗不必要的電力，并且在例如冷卻部件使用了風(fēng)扇的情況下，因使風(fēng)扇過度旋轉(zhuǎn)，會存在噪音變大的問題。
[0007]本發(fā)明的目的在于提供通過對每個固體發(fā)光元件進行適當?shù)睦鋮s而能夠降低電力消耗和噪音的光源裝置以及內(nèi)窺鏡裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]用于解決課題的手段
[0009]本發(fā)明的光源裝置具有:多個固體發(fā)光元件，它們射出相互不同的波段的光;多個冷卻單元，它們與所述多個固體發(fā)光元件對應(yīng)設(shè)置，對各所述固體發(fā)光元件進行冷卻;發(fā)光元件控制部，其被賦予與所述多個固體發(fā)光元件的光量比相關(guān)的信息，對所述固體發(fā)光元件獨立地進行發(fā)光控制；以及冷卻控制部，其根據(jù)與所述光量比對應(yīng)的冷卻比例來控制所述多個冷卻單元的冷卻能力，并獨立地或按照每組對各所述固體發(fā)光元件進行冷卻控制。
[0010]本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置具有:內(nèi)窺鏡;多個固體發(fā)光元件，它們射出相互不同的波段的光并將照明光供給所述內(nèi)窺鏡;多個冷卻單元，它們與所述多個固體發(fā)光元件對應(yīng)設(shè)置，對各所述固體發(fā)光元件進行冷卻；發(fā)光元件控制部，其被賦予與所述多個固體發(fā)光元件的光量比相關(guān)的信息，對所述固體發(fā)光元件獨立地進行發(fā)光控制；以及冷卻控制部，其根據(jù)與所述光量比對應(yīng)的冷卻比例來控制所述多個冷卻單元的冷卻能力，并獨立地或按照每組對各所述固體發(fā)光元件進行冷卻控制。
【附圖說明】
[0011]圖1是示出本發(fā)明的第一實施方式的光源裝置的框圖。
[0012]圖2是示出橫軸表示波長、縱軸表示發(fā)光量的、為了獲得適合兩個內(nèi)窺鏡的白色光作為射出光所需的各LED的發(fā)光量的曲線圖。
[0013]圖3是示出橫軸表示波長、縱軸表示發(fā)光量的、為了獲得適合兩種觀察模式的照明光作為射出光所需的各LED的發(fā)光量的曲線圖。
[0014]圖4是用于說明第一實施方式中的冷卻結(jié)構(gòu)的一例的說明圖。
[0015]圖5是示出在吸氣口附近使用沖孔金屬或縫形狀的部件(下面稱作流入控制部件)、并且在排氣口附近設(shè)置一個風(fēng)扇的例子的說明圖。
[0016]圖6是用于說明第一實施方式的調(diào)光控制的流程圖。
[0017]圖7是用于說明在同一觀察模式中使用兩個不同的內(nèi)窺鏡的情況下和在不同的觀察模式中使用同一內(nèi)窺鏡的情況下的供給到與各LED對應(yīng)的風(fēng)扇和珀爾貼元件的電力的說明圖。
[0018]圖8是用于說明冷卻結(jié)構(gòu)的其它例子的說明圖。
[0019]圖9是用于說明冷卻結(jié)構(gòu)的其它例子的說明圖。
[0020]圖10是在本發(fā)明的第二實施方式中采用的流程圖。
[0021]圖11是示出橫軸表示周圍溫度、縱軸表示輸入到LED的電力的上限值的、這種情況下的實際的周圍溫度與LED輸入電力的關(guān)系的曲線圖。
[0022]圖12是示出橫軸表示周圍溫度、縱軸表示輸入到LED的電力的上限值的、這種情況下的實際的周圍溫度與LED輸入電力的關(guān)系的曲線圖。
[0023]圖13是示出橫軸表示周圍濕度、縱軸表示輸入到LED的電力的上限值的、在規(guī)定的周圍溫度環(huán)境下的LED輸入電力的曲線圖。
[0024]圖14是示出橫軸表示周圍濕度、縱軸表示輸入到LED的電力的上限值的、在規(guī)定的周圍溫度下周圍濕度與LED輸入電力的關(guān)系的曲線圖。
【具體實施方式】
[0025]下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細地說明。
[0026](第一實施方式)
[0027]圖1是示出本發(fā)明的第一實施方式的光源裝置的框圖。本實施方式將光源裝置應(yīng)用于具有內(nèi)窺鏡、視頻處理器以及監(jiān)視器的內(nèi)窺鏡裝置。
[0028]內(nèi)窺鏡裝置I由內(nèi)窺鏡10、視頻處理器20、監(jiān)視器30以及光源裝置40構(gòu)成。關(guān)于內(nèi)窺鏡10，在前端側(cè)具有能夠插入到管腔內(nèi)等的細長的插入部11，基端側(cè)通過連接器12可自由裝卸地與光源裝置40連接。
[0029]并且，內(nèi)窺鏡10通過線纜17和連接器18可自由裝卸地與視頻處理器20連接。這樣，能夠在光源裝置40和視頻處理器20上安裝不同類型的內(nèi)窺鏡。
[0030]在插入部11的前端配設(shè)有用于拍攝管腔內(nèi)等的被攝體的影像的攝像元件13和用于將來自光源裝置40的光照射到被攝體的透鏡14。由透鏡14將從光源裝置40經(jīng)由光導(dǎo)15傳輸?shù)恼彰鞴庹丈涞奖粩z體。攝像元件13由CCD或CMOS傳感器等構(gòu)成，來自被攝體的返回光入射到攝像元件13的攝像面，該攝像元件13對入射的被攝體光學(xué)像進行光電轉(zhuǎn)換，依次輸出基于累積的電荷的攝像輸出。
[0031]關(guān)于攝像元件13，從視頻處理器20供給包含同步信號的驅(qū)動信號來進行動作，并將攝像輸出經(jīng)由信號線16供給到視頻處理器20。
[0032]視頻處理器20對所供給的攝像輸出實施規(guī)定的信號處理，生成能夠顯示于監(jiān)視器30的影像信號。來自視頻處理器20的影像信號經(jīng)由線纜21供給到監(jiān)視器30。這樣，在監(jiān)視器30的顯示畫面上能夠顯示基于攝像輸出的內(nèi)窺鏡圖像。
[0033]并且，視頻處理器20能夠控制光源裝置40以使得所拍攝的圖像的明亮度成為目標明亮度。視頻處理器20將從攝像圖像獲得的明亮度的信息與目標明亮度的比例信息作為明亮度控制信息輸出給光源裝置40。明亮度控制信息經(jīng)由線纜22被供給到光源裝置40的控制部41，光源裝置40根據(jù)明亮度控制信息控制照明光的光量。
[0034]另外，在圖1中，示出了分開構(gòu)成視頻處理器20與光源裝置40的例子，也可以一體化。并且，也可以在光源裝置40中獲取從所拍攝的圖像獲得的明亮度的信息與目標明亮度的比例信息作為明亮度控制信息。
[0035]光源裝置40具有例如產(chǎn)生紅色光的LED(R-LED)42、產(chǎn)生綠色光的LED(G-LED)43、產(chǎn)生藍色光的LED(B-LED)44以及產(chǎn)生紫色光的LED(V-LED)45等射出不同顏色的光的多個固體發(fā)光元件。另外，在本實施方式中，對采用產(chǎn)生四種顏色光的LED的例子進行說明，但顏色的種類和顏色數(shù)量并不限定于本實施方式。例如，可以在圖1中追加產(chǎn)生其它顏色的光的LED，并且固體發(fā)光元件可以是激光光源而不是LED。并且，在本實施方式中，各種顏色的LED各有一個，但并不限于此，也可以各種顏色的固體發(fā)光元件分別具有多個。
[0036]在各LED 42?45的射出光的光軸上分別配置有透鏡42a?45a。各透鏡42a?45a分別將LED 42?45的射出光轉(zhuǎn)換為大致平行光進行射出。在射出來自V-LED 45的光的透鏡45a的光軸上配置有構(gòu)成光路部的分光濾鏡47?49。來自B-LED 44的光經(jīng)由透鏡44a也入射到分光濾鏡47。并且，來自G-LED 43的光經(jīng)由透鏡43a也入射到分光濾鏡48，來自R-LED 42的光經(jīng)由透鏡42a也入射到分光濾鏡49。
[0037]分光濾鏡47反射來自B-LED44的藍色光而使來自V-LED 45的紫色光透射。分光濾鏡48反射來自G-LED 43的綠色光而使來自分光濾鏡47的紫色光和藍色光的合成光透射。分光濾鏡49反射來自R-LED 42的紅色光而使來自分光濾鏡48的紫色光、藍色光以及綠色光的合成光透射。
[0038]另外，各分光濾鏡為了獲得期望的顏色的射出光，也可以不使入射的光的所有波長透射或反射，而是截止一部分波長的光進行透射或反射。
[0039]這樣，由分光濾鏡47?49合成LED 42?45的紫色光、藍色光、綠色光以及紅色光。來自分光濾鏡49的各種顏色光的合成光經(jīng)由透鏡50入射到內(nèi)窺鏡10的光導(dǎo)15。另外，也能夠通過適當設(shè)定分光濾鏡47?49的特性來變更LED 42?45的配置順序，但將LED 42?45按射出光的波段的順序進行配置更容易設(shè)定分光濾鏡的特性。
[0040]各LED 42?45被LED驅(qū)動部46驅(qū)動而點