内窥镜系统的制作方法

文档序号:23587862发布日期:2021-01-08 14:22阅读:121来源:国知局
内窥镜系统的制作方法

本发明涉及内窥镜系统。



背景技术:

内窥镜在医疗领域和工业领域中被广泛利用。例如,内窥镜具有细长的插入部,从该插入部的前端部的照明窗照射照明光,照明光的来自被摄体的反射光入射到前端部的观察窗。内窥镜系统具有射出照明光的光源,从光源射出的照明光的光量被控制成,使内窥镜图像成为期望的明亮度。

一般而言,光源的出射光的光量是根据接收出射光的一部分的受光元件的输出来控制的。例如,在日本特开2012-94891号公报中公开了如下技术:在被照射激光的位置设置光传感器,对半导体激光芯片的光输出进行控制。

此外,当光源的温度变化时,来自光源的出射光的光量和波长也变化,因此,例如,在日本特开2017-207412号公报中公开了如下技术:具有检测光源发出的光的光量的光传感器和检测光源的温度的温度检测机构,在光源的温度变化的情况下,也使光源的亮度和色度维持恒定。由此,这些技术还考虑应用于内窥镜系统。

但是,即使利用光传感器检测到光源的出射光的光量,由于光传感器自身也具有温度特性,因此,无法适当地控制光源的出射光的光量。如果无法适当地控制光源的出射光的光量,则显示装置中显示的内窥镜图像不会成为适当的明亮度。

由此,本发明的目的在于,提供在光源和光传感器的温度变化的情况下也能够适当地控制光源的出射光的光量的内窥镜系统。



技术实现要素:

用于解决课题的手段

本发明的一个方式的内窥镜系统具有:光源装置,其通过光量可控的内窥镜用的光源射出照明光;图像取得装置,其接收通过接收所述照明光的反射光而得到的摄像信号,由此取得图像;受光元件,其接收所述光源的所述照明光的一部分;第1温度传感器,其检测所述光源的第1温度;第2温度传感器,其检测所述受光元件的第2温度;受光量校正部,其根据所述第2温度对所述受光元件的受光量进行校正;以及驱动控制部,其根据由所述受光量校正部校正的校正后的受光量和所述第1温度对所述光源的驱动进行控制,以使所述照明光的光量成为设定值。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的内窥镜系统的结构图。

图2是示出本发明的第1实施方式的内窥镜系统的结构的框图。

图3是示出本发明的第1实施方式的光电二极管的安装构造的局部剖视图。

图4是本发明的第1实施方式的前端单元的结构图。

图5是示出本发明的第1实施方式的激光二极管的温度特性的图。

图6是示出本发明的第1实施方式的光电二极管的相对感光度的温度特性的图。

图7是示出本发明的第1实施方式的确定激光二极管的驱动条件的表的例子的图。

图8是示出本发明的第1实施方式的确定光电二极管的感光度系数的表的例子的图。

图9是示出本发明的第1实施方式的发光部的出射光量的温度校正和光源的驱动控制的处理的流程的例子的流程图。

图10是示出本发明的第1实施方式的变形例的表的例子的图。

图11是示出本发明的第1实施方式的变形例的发光部33的出射光量的温度校正处理的流程的例子的流程图。

图12是示出本发明的第2实施方式的照明光的谱的例子的曲线图。

图13是示出本发明的第2实施方式的确定与温度对应的激光二极管的峰值波长的表的例子的图。

图14是示出本发明的第2实施方式的确定光电二极管的感光度系数的表的例子的图。

图15是示出本发明的第2实施方式的变形例的用于对光量的差分进行校正的表的例子的图。

图16是示出本发明的第2实施方式的变形例的用于对照明光的波长的差分进行校正的表的例子的图。

具体实施方式

下面,对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

(结构)

图1是本发明的实施方式的内窥镜系统的结构图。

内窥镜系统1构成为具有内窥镜2、主体部3和显示部4。如双点划线所示,内窥镜2和主体部3能够以无线方式彼此进行通信。主体部3和显示部4通过未图示的信号缆线连接。

内窥镜2具有细长的插入部11和操作部12。插入部11从前端起依次具有前端部13、弯曲部14和挠性管部15。挠性管部15的基端与操作部12连接。

操作部12具有弯曲操作杆16和各种操作按钮17。内窥镜2的用户把持操作部12,对弯曲操作杆16进行操作,由此,能够使弯曲部14向期望的方向弯曲。

此外,用户通过对各种操作按钮17进行操作,能够使内窥镜图像冻结,将冻结的静态图像记录在主体部3的存储装置中。

在前端部13设置有观察窗和照明窗,从照明窗向被摄体s射出照明光il,照明光il的来自被摄体s的反射光rl入射到观察窗。反射光rl穿过摄像光学系统,在前端部13内的摄像元件48(图2)的受光面成像。来自摄像元件48的摄像信号以无线方式被发送到主体部3。根据来自内窥镜2的摄像信号而生成的内窥镜图像被显示在显示部4中。

另外,这里,内窥镜2被电池驱动,内窥镜2和主体部3构成为以无线方式彼此进行通信,但是,如虚线所示,内窥镜2和主体部3也可以通过缆线5连接。该情况下,经由缆线5向内窥镜2供给电源,还经由缆线5内的信号线进行内窥镜2和主体部3的通信。

图2是示出内窥镜系统1的结构的框图。

内窥镜2具有二次电池等电池21和电源电路22。电源电路22接受来自电池21的电力,产生内窥镜2内的各电路需要的各种电压,供给到各电路。

内窥镜2还具有光源装置23和图像取得装置24。

电池21、电源电路22、光源装置23和图像取得装置24被设置于内窥镜2的操作部12内。

光源装置23包含动作模式选择电路31、激光二极管控制电路(以下称为ld控制电路)32、发光部33和检测光量温度校正部34。发光部33具有光量可控的光源。即,光源装置23通过光量可控的内窥镜用的光源射出照明光。

动作模式选择电路31将与用户的操作对应的指示信号输出到ld控制电路32。用户通过对各种操作按钮17进行操作,能够对内窥镜2赋予各种命令。动作模式选择电路31是将与该命令信号对应的指示信号输出到激光二极管控制电路32和后述控制部61的电路。例如,在从动作模式选择电路31输出的指示信号中包含基于白色光的通常观察模式的选择信号。

ld控制电路32包含处理器,处理器包含中央处理装置(cpu)、rom和ram。ld控制电路32从检测光量温度校正部34接收表示照明光的光量的光量信号lm。如后所述,ld控制电路32构成如下的驱动控制部:根据激光二极管41的温度t1和光量信号lm,输出对发光部33的光源的驱动进行控制以使照明光的光量成为设定值的驱动信号dd。即,驱动信号dd是根据来自检测光量温度校正部34的光量信号lm决定的。

如后所述,检测光量温度校正电路54构成如下的受光量校正部:根据由热敏电阻45检测到的光电二极管43的温度,输出对光电二极管43的受光量进行校正而得的光量信号lm。

此外,ld控制电路32根据来自动作模式选择电路31的指示信号和来自控制部61的控制信号进行动作。例如,在动作模式被选择了通常观察模式时,ld控制电路32生成与来自控制部61的调光等级对应的驱动信号dd。

发光部33内置作为半导体发光元件的激光二极管(ld)41、聚光透镜42、以及作为光传感器的光电二极管(pd)43。光电二极管43被设置于内窥镜2的操作部12内或操作部12的附近部分内。

在作为光源的激光二极管41设置有热敏电阻44。热敏电阻44是检测作为光源的激光二极管41的温度的温度传感器,在搭载有激光二极管41的基板上,被设置于激光二极管41的附近。即,热敏电阻44与激光二极管41热连接。

在光电二极管43设置有热敏电阻45。热敏电阻45被设置于发光部33,是检测作为受光元件的光电二极管43的温度的温度传感器,紧贴着光电二极管43或被设置于其附近。即,热敏电阻45与光电二极管43热连接。热敏电阻45的安装构造在后面叙述。

激光二极管41根据驱动信号dd进行发光,该驱动信号dd是来自激光二极管控制电路32的驱动电流。

聚光透镜42使来自激光二极管41的激光会聚,会聚于与发光部33连接的光纤46的基端部的端面。入射到光纤46的基端部的端面的光作为照明光穿过光纤46内而从光纤46的前端部的端面射出。

另外,一般而言,光纤46在中途分支成两部分,以使得从前端部13的2个照明窗射出照明光,但是,这里,该分支省略而没有图示。

来自聚光透镜42的光被会聚于光纤46的基端部的端面,但是,光电二极管43被配设于能够接收在该光纤46的基端部的端面反射后的光的位置。即,光电二极管43是如下的受光元件:以接收作为光源的激光二极管41的照明光的一部分的方式,被设置于发光部33。光电二极管43接收的光的光量与激光二极管41射出的激光的光量成比例。

如上所述,内窥镜2具有用于引导照明光的光纤46,作为受光元件的光电二极管43被配置于光纤46的照明光的入射端的附近。

发光部33和光纤46具有尾纤(ピグテイル)型构造,发光部33和光纤46一体地形成。由此,光纤46从发光部33延伸。

图3是示出光电二极管43的安装构造的局部剖视图。

发光部33具有用于保持激光二极管41或透镜42等的外壳33a。开口部33b被设置于发光部33的外壳33a。柔性基板33c以覆盖开口部33b的方式通过粘接剂33d被固定于外壳33a。光电二极管43和热敏电阻45以隔着柔性基板33c的方式分别被搭载于柔性基板33c的背面和表面上。

光电二极管43被配置于外壳33a内。即,光电二极管43和热敏电阻45隔着作为电路基板的柔性基板33c被搭载于柔性基板33c上,以使得热敏电阻45能够通过柔性基板33c准确地检测光电二极管43的温度。

光电二极管43的输出信号和热敏电阻45的输出信号通过与柔性基板33c连接的多个信号线33e,分别被供给到光量检测电路53和温度检测电路52。

返回图2,光纤46被贯穿插入到插入部11内。如上所述,光纤46的基端部与发光部33连接,但是,光纤46的前端部与被设置于前端部13内的前端单元47连接。内窥镜2的前端单元47具有荧光体,被配设于前端部13的照明窗(未图示)的后侧。

图4是前端单元47的结构图。

前端单元47具有保持架47a、透明部件47b和荧光体47c。虽然没有图示,但是,在荧光体47c中包含扩散粒子。

保持架47a具有部分圆锥形状或锥形状的内周面47d,在内周面上形成有基于银蒸镀的反射膜。

光纤46的前端部与保持架47a连接,以使来自光纤46的前端部的端面的光被照射到透明部件47b内。

从光纤46入射到透明部件47b内的光直线前进,并且,扩散的光在内周面47d反射后,入射到荧光体47c。荧光体47c根据接收到的光发出荧光,由此进行光的波长转换。

内周面47d反射荧光体47c发出的光的一部分,从光纤46的前端面射出的光和荧光体47c发出的光混合,从前端单元47的前端部射出。

这里,通常观察用的白色光作为照明光被照射到被摄体。因此,激光二极管41射出蓝色的激光。荧光体47c是黄色的荧光体,接收蓝色的激光而被激励,发出黄色的荧光。其结果,蓝色的扩散光和黄色的荧光的混合光成为白色光而从照明窗射出。

即,内窥镜2具有对从光源射出的光的一部分进行波长转换的荧光体47c,照明光是从光源射出的光和被波长转换的光的混合光。

另外,在图2中,如虚线所示,光电二极管43和热敏电阻45也可以配置于前端单元47的附近。即,也可以以接收从光纤46的前端部的端面射出的光的一部分的方式,将光电二极管43配设于前端部13。

返回图2,在插入部11的前端部13内配置有摄像元件48。未图示的摄像光学系统被配设于前端部13的观察窗的后侧,摄像元件48被配设于接收穿过摄像光学系统的光的位置。摄像元件48例如是cmos图像传感器。

检测光量温度校正部34包含温度检测电路51、52、光量检测电路53、检测光量温度校正电路54和内部存储器55。

温度检测电路51与热敏电阻44连接,检测激光二极管41的温度,输出检测到的温度的信号。

温度检测电路52与热敏电阻45连接,检测光电二极管43的温度,输出检测到的温度的信号。

光量检测电路53与光电二极管43连接,检测光电二极管43接收的光的光量,输出检测到的光量的信号。

检测光量温度校正电路54包含处理器,处理器包含中央处理装置(cpu)、rom和ram。检测光量温度校正电路54输出光量信号lm,该光量信号lm是根据来自温度检测电路52的温度信号、使用内部存储器55中存储的各种表数据对来自光量检测电路53的光量信号进行温度校正而得到的。

检测光量温度校正电路54中的光量信号lm的生成处理在后面叙述。

内部存储器55存储有表,该表存储后述各种数据。

图像取得装置24包含接收来自摄像元件48的摄像信号的控制部61、以及无线通信部62。图像取得装置24接收通过接收照明光的反射光而得到的摄像信号,由此取得图像。

具体而言,控制部61是接收来自摄像元件48的摄像信号并对摄像信号进行压缩的电路。控制部61将压缩后的摄像信号输出到无线通信部62。

此外,控制部61还进行基于接收到的摄像信号的调光处理等。

无线通信部62是用于利用规定的频带进行无线通信的电路。无线通信部62将被压缩的摄像信号发送到主体部3。

主体部3具有控制部71、无线通信部72和图像处理电路73。

控制部71包含处理器,处理器包含中央处理装置(cpu)、rom和ram。

无线通信部72是与内窥镜2的无线通信部62进行通信的电路。无线通信部72接收来自无线通信部62的摄像信号的无线信号,将其输出到控制部71。接收倒的摄像信号被压缩,因此,控制部71对接收到的摄像信号进行解压缩,并将其输出到图像处理电路73。

图像处理电路73实施伽马校正等各种图像处理,生成显示信号。显示信号被输出到显示部4。

用户选择通常观察模式后,从插入部11的前端部13对被摄体照射白色的照明光il,基于来自被摄体的反射光rl的被摄体像在摄像元件48的摄像面上成像。由摄像元件48得到的摄像信号被压缩,被压缩的摄像信号以无线方式从内窥镜2发送到主体部3。

主体部3对以无线方式接收到的摄像信号进行解压缩,对解压缩后的摄像信号进行图像处理,将图像处理后的内窥镜图像的图像信号输出到显示部4。由此,用户能够观看显示部4中显示的内窥镜图像而进行内窥镜检查等。

这里,对激光二极管41的温度特性进行说明。图5是示出激光二极管41的温度特性的图。

如图5所示,激光二极管41的出射光量与激光二极管41的驱动电流成比例地增加。实线示出激光二极管41的温度为ta时的驱动电流与出射光量的关系,虚线示出激光二极管41的温度为比ta高的tb时的驱动电流与出射光量的关系。这里,示出当激光二极管41的温度升高时,出射光量降低。由此,激光二极管41的出射光量具有温度特性。

图6说明光电二极管43的温度特性。图6是示出光电二极管43的相对感光度的温度特性的图。

如图6所示,光电二极管43的相对感光度与光电二极管43的周围温度成比例地增加。即,与光电二极管43的周围温度的增加成比例地,光电二极管43的相对感光度增加。进而,相对感光度还根据接收的光的波长而不同。图6的实线和虚线针对波长不同的光示出相对于周围温度的变化的相对感光度的变化。由此,光电二极管43的相对感光度具有温度特性。

此外,在激光二极管41和光电二极管43被分开配置的情况下,激光二极管41的温度变化和光电二极管43的温度变化不一致。

(作用)

在内窥镜系统1中,对光源的驱动进行控制,以使照明光的光量成为设定值。照明光的光量由光电二极管43来检测,但是,光电二极管43的检测光量具有温度特性,因此,进行照明光的检测光量的温度校正。

对基于光电二极管43的照明光的检测光量的温度校正进行说明。

首先,对该检测光量的温度校正中使用的表数据进行说明。

表tbl1和tbl2被存储在内部存储器55中。

图7是示出确定激光二极管41的驱动条件的表tbl1的例子的图。

表tbl1存储与激光二极管41的温度t1和激光二极管41的驱动条件对应的激光二极管41的输出值(以下称为ld输出值)即出射光量值。激光二极管41的驱动条件例如是驱动电流值。

如图5所示,激光二极管41的出射光的光量具有出射光量根据激光二极管41的温度t1而变化的特性即温度特性。

图7所示的表tbl1的各温度t1、t2、t3、t4规定激光二极管41的温度t1的范围。同样,表tbl1的作为各驱动条件的i1、i2、i3、i4规定驱动条件的范围、这里为激光二极管41的驱动电流的范围。

例如,在图7中,ld输出值o23是激光二极管41的温度t1位于温度t2的范围、且驱动条件位于i3的范围时的出射光量。换言之,图7示出在激光二极管41的温度t1为温度t2时,为了使出射光量成为o23,需要向激光二极管41供给驱动电流i3。

由此,表tbl1是设定了与激光二极管41的温度t1和激光二极管41的驱动条件对应的ld输出值(即出射光量值)的表。即,表tbl1示出用于得到期望的出射光量的温度t1和驱动电流的关系。

图8是示出确定光电二极管43的感光度系数的表tbl2的例子的图。

表tbl2存储有与光电二极管43的温度t2对应的感光度系数k。与图7同样,图8所示的表tbl2的各温度t1、t2、t3、t4规定温度范围。

光电二极管43的感光度系数k根据光电二极管43的温度t2而变化。进而,如图6所示,光电二极管43的感光度系数k还根据接收到的光的波长而不同。

感光度系数是表示与温度对应的光电二极管43的感光度的变化量或变化率的感光度数据。由此,表tbl2存储与光电二极管43的温度t2对应的光电二极管43的感光度数据。

由此,表tbl2是设定了与光电二极管43的温度对应的感光度系数k的表。

接着,对激光二极管41的驱动控制中的出射光量的温度校正进行说明。

图9是示出发光部33的出射光量的温度校正和光源的驱动控制的处理的流程的例子的流程图。

在检测光量温度校正电路54和ld控制电路32中执行图9的处理。这里,检测光量温度校正电路54和ld控制电路32的cpu读出并执行rom的程序,由此执行图9的处理。

ld控制电路32决定驱动条件(即驱动电流值),以使激光二极管41的ld输出值(即出射光量值)成为ld输出设定值sso(步骤(以下简称为s)1)。ld控制电路32参照表tbl1,根据激光二极管41的温度t1决定驱动电流值。

例如,在假设激光二极管41的温度t1为温度t1、且出射光量的ld输出设定值sso为o12时,作为激光二极管41的驱动条件的驱动电流值选择i2。

其结果,根据s1中决定的驱动条件,激光二极管41被驱动。

检测光量温度校正电路54利用热敏电阻44检测激光二极管41的温度t1(s2)。

同时,检测光量温度校正电路54利用光电二极管43检测激光二极管41的出射光量(s3)。

同时,检测光量温度校正电路54利用热敏电阻45检测光电二极管43的温度t2(s4)。

检测光量温度校正电路54根据光电二极管43的温度t2,从表tbl2中提取感光度系数k(s5)。例如,在光电二极管43的温度t2为温度t3时,感光度系数k提取k3。

检测光量温度校正电路54使用提取出的感光度系数k,对由光电二极管43检测到的检测光量进行温度校正(s6)。即,检测光量温度校正电路54使用表tbl2对光电二极管43的受光量进行校正,该表tbl2存储与光电二极管43的温度t2对应的光电二极管43的感光度数据。

ld控制电路32根据被进行温度校正的校正后的检测光量lm计算出射光量的ld输出估计值eso,并对所计算出的ld输出估计值eso与ld输出设定值sso的差分进行计算(s7)。

ld控制电路32根据s7中计算出的差分,对光量的驱动信号dd进行校正(s8)。

具体而言,ld控制电路32参照表tbl1,针对表tbl1中的驱动条件,根据计算出的差分和温度t1对驱动信号dd进行校正,以使差分成为0。

即,ld控制电路32根据校正后的受光量与设定值之差以及激光二极管41的温度t1,对驱动激光二极管41的驱动信号dd进行校正,以使计算出的差分减小。

其结果,ld控制电路32根据校正后的光量信号lm输出驱动信号dd,因此,根据激光二极管41的温度特性和光电二极管43的温度特性,射出适当的照明光量的照明光。

如上所述,根据上述实施方式,能够提供在光源和光传感器的温度变化的情况下也能够适当地控制光源的出射光的光量的内窥镜系统。

接着,对本实施方式的变形例进行说明。

在上述实施方式中,根据照明光的出射光量适当地控制内窥镜图像的明亮度,但是,也可以根据激光二极管41和光电二极管43中的至少一方的温度,利用图像处理适当地控制内窥镜图像的明亮度。

图10是示出本变形例的表tbl3的例子的图。与tbl1和tbl2同样,表tbl3也被存储在内部存储器55中。

图10是示出用于判定是通过激光二极管41的控制进行内窥镜图像的明亮度校正、还是通过图像处理进行内窥镜图像的明亮度校正的表tbl3的例子的图。

表tbl3规定根据激光二极管41的温度t1和光电二极管43的温度t2中的较高一方的温度,使用激光二极管41的控制(以下也称为ld控制)和图像处理中的哪一方进行内窥镜图像的明亮度校正。

另外,这里,使用激光二极管41的温度t1和光电二极管43的温度t2中的较高一方的温度作为基准,但是,也可以使用激光二极管41的温度t1和光电二极管43的温度t2的平均值、或激光二极管41的温度t1和光电二极管43的温度t2的预先决定的任意一方的温度作为基准。

与图7同样,图10所示的表tbl3的各温度t1、t2、t3、t4、t5规定温度范围。在表tbl3中设定了,在激光二极管41的温度t1和光电二极管43的温度t2中的较高一方的温度位于t1~t4的范围内时,通过激光二极管41的控制(ld控制)进行内窥镜图像的明亮度校正,在温度位于t5时,通过图像处理进行内窥镜图像的明亮度校正。

图11是示出本变形例的发光部33的出射光量的温度校正处理的流程的例子的流程图。

另外,对与图9中的处理步骤相同的处理标注相同的步骤编号并省略说明,仅对不同的处理进行说明。

在执行s1~s8的处理后,检测光量温度校正电路54根据表tbl3判定是否通过ld控制进行内窥镜图像的明亮度校正(s10)。具体而言,参照表tbl3,根据激光二极管41的温度t1和光电二极管43的温度t2中的较高一方的温度,判定是否通过ld控制进行内窥镜图像的明亮度校正。

如果激光二极管41的温度t1和光电二极管43的温度t2中的较高一方的温度位于t1~t4,则选择ld控制,在位于t5时,选择图像处理。

在判定为通过ld控制进行内窥镜图像的明亮度校正时(s9:是),检测光量温度校正电路54执行s8的处理。

在判定为通过图像处理进行内窥镜图像的明亮度校正时(s9:否),如图2中虚线所示,检测光量温度校正电路54将s7中计算出的差分数据输出到控制部61,从无线通信部62发送到主体部3(s11)。

在主体部3中,无线通信部72经由控制部71将差分数据传递到图像处理电路73。

图像处理电路73决定与接收到的差分数据对应的增益,对内窥镜图像的各像素值乘以增益,由此对内窥镜图像的明亮度进行校正(s10)。

当激光二极管41等热源被配置于操作部12内时,用户把持的操作部12的温度升高。因此,在激光二极管41的温度t1和光电二极管43的温度t2中的较高一方的温度成为t5以上时,通过图像处理对图像的明亮度进行调整,以使操作部12不会成为规定的温度以上,因此,能够防止用户把持的操作部12变热。

如上所述,在温度t1和温度t2中的至少任意一个温度成为规定的温度t5以上时,ld控制电路32对光源的驱动进行控制,以使该任意一方的温度不会超过规定的温度t5。而且,在温度t1和温度t2中的至少任意一个温度成为规定的温度t5以上时,图像处理电路73提高图像的亮度。

如上所述,也可以利用图像处理适当地控制内窥镜图像的明亮度。

(第2实施方式)

在第1实施方式中,考虑检测照明光的光量的光传感器的温度特性来对照明光的出射光量进行调整,由此对内窥镜图像的明亮度进行校正,但是,在第2实施方式中,还考虑照明光的波长的温度特性来对照明光的出射光量进行调整。

第2实施方式的内窥镜系统的结构与图1~图4所示的第1实施方式的内窥镜系统1的结构大致相同,因此,针对相同的结构要素使用相同标号并省略说明,仅对不同的结构要素进行说明。

如图2所示,在内窥镜系统1中,在插入部11的前端部13内设置有前端单元47。在前端单元47内配置有接收激光时发出荧光的荧光体47c。

荧光体47c具有荧光强度根据作为激励光的激光的波段而变化的特性。

从前端部13的照明窗射出的照明光是蓝色的激光和黄色的荧光的混合颜色,因此,当激光二极管41的温度t1变化而使激光的波长移位时,荧光的强度也变化,照明光的谱形状也变化。

图12是示出照明光的谱的例子的曲线图。

照明光包含激光二极管41的蓝色的激光和荧光体47c的黄色的荧光,但是,如虚线的l1所示,激光二极管41的激光的峰值波长根据温度而变动。如虚线的l2所示,根据该激光的波长变动,照明光中的荧光成分也变动。其结果,内窥镜图像的色调也变化。

因此,在本实施方式中,在内部存储器55中存储有表tbl1、tbl4和tbl5。表tbl1是图7所示的表。

图13是示出确定与温度对应的激光二极管41的峰值波长的表tbl4的例子的图。表tbl4也被存储在内部存储器55中。

表tbl4存储有与温度t1对应的激光二极管41的峰值波长λ。与图7同样,图13所示的表tbl4的各温度t1、t2、t3、t4规定温度范围。

激光二极管41的峰值波长λ根据激光二极管41的温度t1而变化。

由此,表tbl4是设定了与激光二极管41的温度对应的峰值波长λ的表。

图14是示出确定光电二极管43的感光度系数的表tbl5的例子的图。

表tbl5存储有与光电二极管43的温度t2和峰值波长λ对应的光电二极管43的感光度系数k。光电二极管43的感光度系数k根据光电二极管43的温度t2而不同,并且,还根据峰值波长而不同。

图14所示的表tbl5的各温度t1、t2、t3、t4规定光电二极管43的温度t2的范围。同样,表tbl5的各峰值波长λ1、λ2、λ3、λ4规定照明光的峰值波长的范围。例如,在图14中,受光系数k23是光电二极管43的温度t2位于温度t2的范围、且峰值波长位于λ3的范围时的受光系数。

由此,表tbl5是设定了与光电二极管43的温度t2和照明光的峰值波长λ对应的受光系数的表。

接着,对激光二极管41的驱动控制中的出射光量的温度校正进行说明。本实施方式中的发光部33的出射光量的温度校正处理是与上述图9的处理相同的流程,因此,使用图9对检测光量温度校正电路54的处理进行说明。

针对与第1实施方式相同的处理,简略地进行说明,仅对不同的处理的部分进行说明。

检测光量温度校正电路54例如在假设激光二极管41的温度t1为温度t1、且出射光量的ld输出设定值sso为o12时,作为激光二极管41的驱动条件的驱动电流值选择i2(s1)。此时,激光二极管41的温度t1为温度t1,因此,激光的峰值波长为λ1。激光二极管41以驱动电流i2被驱动。

检测光量温度校正电路54利用热敏电阻44检测激光二极管41的温度t1(s2),利用光电二极管43检测激光二极管41的出射光量(s3),利用热敏电阻45检测光电二极管43的温度t2(s4)。

检测光量温度校正电路54根据激光二极管41的温度t1和光电二极管43的温度t2,从表tbl4和tbl5中提取感光度系数k(s11)。例如,如果激光二极管41的温度t1为t2,则从表tbl4中提取λ2作为峰值波长。在光电二极管43的温度t2为温度t3时,根据提取出的λ2和温度t3,从表tbl5中提取感光度系数k32。

检测光量温度校正电路54使用提取出的感光度系数k,对由光电二极管43检测到的检测光量进行温度校正(s6)。

即,检测光量温度校正电路54考虑与激光二极管41的温度t1对应的照明光的波长,来对光电二极管43的受光量进行校正。具体而言,检测光量温度校正电路54使用存储与激光二极管41的温度t1对应的照明光的峰值波长数据的表tbl4、以及存储与光电二极管43的温度t2和峰值波长λ对应的感光度数据的表tbl5,对光电二极管43的受光量进行校正。

ld控制电路32根据被进行温度校正的校正后的检测光量lm计算出射光量的ld输出估计值eso,并对所计算出的ld输出估计值eso与ld输出设定值sso的差分进行计算(s7)。

ld控制电路32根据s7中计算出的差分,对光量的驱动信号dd进行校正(s8)。

具体而言,ld控制电路32参照表tbl1,针对表tbl1中的驱动条件,根据计算出的差分和温度t1对驱动信号dd进行校正,以使差分成为0。

其结果,ld控制电路32根据校正后的光量信号lm输出驱动信号dd,因此,根据激光二极管41的温度特性和光电二极管43的温度特性,射出适当的照明光量的照明光。

进而,即使激光二极管41的激光中存在温度导致的波长移位,也考虑波长的温度特性来对照明光的出射光量进行调整。

如上所述,根据上述实施方式,能够提供在光源和光传感器的温度变化的情况下也能够适当地控制光源的出射光的光量的内窥镜系统。

进而,考虑温度导致的激光二极管41的波长移位来对光源的光量进行调整,因此,所得到的内窥镜图像的明亮度也成为适当的明亮度。

接着,对本实施方式的变形例进行说明。

在上述实施方式中,根据照明光的出射光量适当地控制内窥镜图像的明亮度,但是,也可以根据激光二极管41和光电二极管43中的至少一方的温度,利用图像处理来控制内窥镜图像的明亮度和颜色。

在主体部3的未图示的存储器中存储有表tbl6和tbl7。

图15是示出本第2实施方式的变形例的用于对光量的差分进行校正的表tbl6的例子的图。

表tbl6是设定了与照明光的峰值波长对应的增益系数的表。

图15所示的表tbl6的各波长λ1、λ2、λ3、λ4规定峰值波长的范围。这里,与4个波长λ1、λ2、λ3、λ4对应地,增益系数g1、g2、g3、g4被存储在表tbl6中。

图16是示出本第2实施方式的变形例的、用于对照明光的波长的差分进行校正的表tbl7的例子的图。

表tbl7是设定了与照明光的峰值波长对应的白平衡系数的表。

与图15同样,图16所示的表tbl6的各波长λ1、λ2、λ3、λ4规定峰值波长的范围。这里,与4个波长λ1、λ2、λ3、λ4对应地,b1、b2、b3、b4作为b/g(蓝/绿)被存储在表tbl7中,r1、r2、r3、r4作为r/g(红/绿)被存储在表tbl7中。

本变形例中的发光部33的出射光量的温度校正处理是与上述图11的处理相同的流程,因此,使用图11对检测光量温度校正电路54的处理进行说明。

针对与第1和第2实施方式相同的处理,简略地进行说明,仅对不同的处理的部分进行说明。

另外,对与图11中的处理步骤相同的处理标注相同的步骤编号并省略说明,仅对不同的处理进行说明。

在执行s1~s6的处理后,检测光量温度校正电路54计算s6中计算出的ld输出估计值eso与ld输出设定值sso的差分s1,并且还计算峰值波长的设定值与估计值的差分s2(s7)。

检测光量温度校正电路54根据表tbl3判定是否通过ld控制进行内窥镜图像的明亮度校正(s9)。

如果激光二极管41的温度t1和光电二极管43的温度t2中的较高一方的温度位于t1~t4,则选择ld控制,在位于t5时,选择图像处理。

在判定为通过ld控制进行内窥镜图像的明亮度校正时,检测光量温度校正电路54执行s8的处理。

在判定为通过图像处理进行内窥镜图像的明亮度校正时,如图2中虚线所示,检测光量温度校正电路54将计算出的差分数据s1、s2输出到控制部61。差分数据s1、s2从图像取得装置24发送到主体部3(s10)。

差分数据从主体部3的无线通信部72经由控制部71传递到图像处理电路73。

图像处理电路73根据图15的表tbl6中的波长之间的增益系数的差分,计算使接收到的差分s1成为0的增益调整量,对内窥镜图像的各像素值加上增益调整量,由此对内窥镜图像的明亮度进行校正。

图像处理电路73还根据图16的表tbl7中的波长之间的白平衡系数的差分,计算使接收到的差分s2成为0的白平衡调整量,对内窥镜图像的各像素值加上白平衡调整量,由此对内窥镜图像的颜色进行校正。

如上所述,在温度t1和温度t2中的至少任意一个温度成为规定的温度t5以上时,ld控制电路32对光源的驱动进行控制,以使该任意一方的温度不会超过规定的温度t5。而且,在温度t1和温度t2中的至少任意一个温度成为规定的温度t5以上时,图像处理电路73提高图像的亮度,并且,还对图像的颜色进行调整。

如上所述,也可以利用图像处理适当地调整内窥镜图像的明亮度和颜色。

如上所述,根据上述各实施方式和各变形例,能够提供在光源和光传感器的温度变化的情况下也能够适当地控制光源的出射光的光量的内窥镜系统。

本发明不限于上述实施方式,能够在不改变本发明主旨的范围内进行各种变更、改变等。

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