专利名称：光源装置和内窥镜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备多个光源的光源装置和内窥镜装置。
背景技术：
以往，公知有这样的光源装置以高输出依次点亮呈圆环状配置的LED等光源，并 按照该点亮周期使导光杆旋转，由此射出高亮度的照明光(例如参照专利文献1)。该光源 装置具备用于检测来自LED的照明光的检测单元，利用该检测单元进行LED的点亮控制。专利文献1 日本特许第3989302号公报然而，在上述的专利文献1所公开的技术中，并未公开任何用于使LED的点亮周期 与导光杆的旋转周期同步的具体方法。此处，例如，在使LED的点亮周期与视频信号的1帧同步的情况下，需要另外对影 像信号与LED的点亮定时之间的相位差进行调整。并且，有时由于经年劣化等导致LED的 点亮周期与导光杆的旋转周期偏离，需要由使用者进行调整，存在该调整困难的不良情况。
发明内容
本发明就是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种能够容易地使光源的点 亮周期与导光杆的旋转周期同步的光源装置。为了达成上述目的，本发明采用以下的手段。本发明的第一方式涉及一种光源装置，该光源装置具备多个光源，所述多个光源 呈圆环状排列配置，并朝所述圆环的半径方向内侧射出照明光；导光部，该导光部将从该光 源射出的照明光引导至沿着所述圆环的中心轴线的方向；旋转部，该旋转部驱动该导光部 绕所述中心轴线旋转；旋转检测部，该旋转检测部检测该旋转部的旋转；光检测部，该光检 测部检测由所述导光部引导来的照明光的光量；以及控制部，该控制部对上述各部分进行 控制，并根据由所述光检测部检测到的光量，对进行所述光源的点亮控制的点亮信号与由 所述旋转检测部检测到的旋转检测信号之间的相位差进行调整。此处，旋转检测部对旋转部的旋转进行检测而产生的旋转检测信号可以是表示旋 转角度的信号，也可以是表示旋转1周的索引信号。在使用表示旋转角度的信号的情况下， 旋转检测部需要是旋转编码器等昂贵的检测器，而在使用索引信号的情况下，旋转检测部 只要能够检测到旋转部旋转了 1周即可，能够使用更简单的检测器。根据本发明的第一方式，利用光检测部检测从多个光源射出并由导光部引导的照 明光的光量，且控制部根据检测到的光量对进行光源的点亮控制的点亮信号与由旋转检测 部检测到的旋转检测信号之间的相位差进行调整。作为具体的相位差调整方法，可以相对于某一基准信号对点亮信号和旋转检测信 号双方的相位进行调整，也可以将一方的相位作为基准信号固定而对另一方的相位进行调 整。例如，通过在旋转部稳定地定速运转之后进行相位差的调整，能够相对于基准信号固定 旋转检测信号的相位，仅对点亮信号的相位进行调整就能够容易地对点亮信号和旋转检测3信号的相位差进行调整。由此，能够使光源的点亮周期和旋转部的旋转周期同步，能够射出稳定的光量的 照明光。在上述方式中，所述控制部也可以使得从所述光源射出照明光的时间，与使所述 光源始终点亮时来自该光源的照明光射入所述导光部的时间相等，来对所述相位差进行调 離iF. ο通过使从光源射出照明光的时间与使光源始终点亮时来自该光源的照明光射入 导光部的时间相等，能够使点亮信号的相位与旋转检测信号的相位之间的偏差敏感地反映 在由导光部引导的照明光的光量上。因此，通过利用光检测部检测该照明光的光量，能够高 精度地进行点亮信号与旋转检测信号之间的相位差的调整。在上述方式中，所述控制部也可以将光量设定为比照明时的光量低的光量来对所 述相位差进行调整。例如，对于LED等光源，光量随着温度上升而下降。因此，在以最大输出驱动光源 的情况下，会显著地产生由热导致的光量的下降。当在对点亮信号与旋转检测信号之间的 相位差进行调整时产生该现象的情况下，无法判断利用光检测部检测到的照明光的光量的 变化是由相位差和热中的哪一个引起的，难以适当地进行相位差的调整。因此，通过将对相位差进行调整时的光量设定得比照明时的光量低，能够减少来 自光源的发热，能够抑制由热导致的光量的下降，从而能够高精度地对点亮信号与旋转检 测信号之间的相位差进行调整。在上述方式中，所述控制部也可以使一部分所述光源点亮来对所述相位差进行调 離iF. ο通过这样做，能够减少来自光源的发热，能够抑制由热导致的光量的下降，从而能 够高精度地对点亮信号与旋转检测信号之间的相位差进行调整。在上述方式中，所述控制部也可以在由所述旋转部使所述导光部定速旋转的状态 下使所述点亮信号的相位变动，从而以使由所述光检测部检测到的光量最大的方式对所述 点亮信号的相位进行调整。通过这样做，能够容易地对点亮信号与旋转检测信号之间的相位差进行调整。在上述方式中，所述光源装置也可以具备存储部，该存储部保存由所述控制部调 整后的所述相位差，当接通电源时或者复位时，所述控制部根据保存于所述存储部的所述 相位差对各部分进行控制。通过这样做，能够利用事先调整后的点亮信号与旋转检测信号之间的相位差使光 源装置运转。本发明的第二方式涉及具备上述任一方式所述的光源装置的内窥镜装置。根据本发明的第二方式，能够以由内窥镜的摄像器件接收的光作为基准，进行点 亮信号与旋转检测信号之间的相位差的调整。另外，作为光检测部，也可以兼用内窥镜装置 的镜体末端所具备的摄像器件。根据本发明，能够发挥这样的效果能够容易地使光源的点亮周期与导光杆的旋 转周期同步。
图1是本发明的一个实施方式所涉及的光源装置的示意图。图2是示出执行相位差调整模式时的动作的流程图。图3是相位差调整模式中的LED的驱动时序图。图4A是示出相位差调整模式的处理的流程图。图4B是示出相位差调整模式的处理的流程图。图5是应用了图1的光源装置的内窥镜装置的概要结构图。图6是图5的内窥镜装置的局部放大图。图7是图5的内窥镜装置的局部放大图。标号说明1 内窥镜装置；5 =CCD ；6 控制部；7 存储部；10 光源装置；11 =LED ；15 导光部 件；20 镜体；22 =CCD ；23 图像处理装置；24 监视器；40 帽。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的一个实施方式所涉及的照明装置进行说明。图1是用于说明本实施方式所涉及的照明装置的结构的示意图。如图1所示，本实施方式所涉及的光源装置10具备多个LED (光源)11，这些LED 11呈圆环状排列配置；导光部件(导光部)15，该导光部件15配置在所述圆环的半径方向 内侧；未图示的旋转电动机(旋转部)，该旋转电动机驱动导光部件15绕所述圆环的中心 轴线旋转；未图示的旋转传感器(旋转检测部)，该旋转传感器用于检测所述旋转部的旋 转；CCD (光检测部)5，该CCD 5配置在导光部件15的出射光轴上；控制部6，该控制部6对 上述的各部分进行控制；以及存储部7，该存储部7与控制部6双向连接。LED 11呈圆环状排列配置有多个，并朝圆环的半径方向内侧射出照明光。导光部件15具有导光杆12，该导光杆12用于将从LED 11射出的照明光引导至 圆环的半径方向内侧；棱镜16，该棱镜16用于将由导光杆12引导来的照明光反射至沿着 圆环的中心轴线0的方向；以及导光杆13，该导光杆13用于对由棱镜16反射来的照明光 进行引导。通过形成为这种结构，导光部件15将从LED 11射出的照明光引导至沿着圆环 的中心轴线0的方向。旋转电动机配置在沿着导光部件15的中心轴线0的方向，驱动导光部件15绕中 心轴线0旋转。CCD 5是用于将光能转换成电力的光电转换元件，并且，该CCD 5检测由导光部件 15引导来的照明光的光量。并且，CCD 5对控制部6发送基准信号，该基准信号作为使旋转 电动机的旋转与LED的点亮周期之间相位一致的基准。存储部7例如是即便电源断电也能够保持数据的EEPR0M，能够保存由控制部6调 整的相位差等信息。旋转传感器由未图示的反射型光传感器(光反射器)构成，生成索引信号(旋转 检测信号)，该索引信号以旋转部旋转1周作为1个周期而检测1次。控制部6对上述各部分进行控制，并根据由CCD 5检测到的光量，相对于基准信号 对进行LED 11的点亮控制的点亮信号与由旋转传感器检测到的旋转检测信号之间的相位差进行调整。此处，作为相位差的具体的调整方法，相对于CCD 5所产生的基准信号，对点亮信 号和旋转检测信号双方的相位进行调整，但是，也可以是以点亮信号和旋转检测信号中的 某一方的相位作为基准信号而对另一方的相位进行调整。例如，在旋转电动机稳定地定速 运转之后进行相位差的调整，由此，能够使旋转检测信号的相位相对于基准信号固定，仅对 点亮信号的相位进行调整就能够容易地对点亮信号与旋转检测信号之间的相位差进行调 離iF. ο并且，当接通电源时或者复位时，控制部6读取在存储部7中保存的相位差等信 息，并根据读取的信息对各部分进行控制。通过这样做，能够利用事先调整过的点亮信号和旋转检测信号之间的相位差使光 源装置10工作。以下对具有上述结构的光源装置10的通常时的动作进行说明。当指示光源装置10的驱动时，控制部6输出使电动机旋转驱动的控制信号，并利 用旋转传感器检测导光部件15的旋转。控制部6根据由旋转传感器检测到的旋转检测信号对LED 11的点亮进行控制。 即，控制部6通过LED点亮信号对与导光部件15的入射面17对置的LED供给电力而使该 LED射出照明光，所述LED点亮信号相对于基准信号具有通过后述的相位差调整模式设定 的相位差。此时，LED 11以下述方式被控制LED 11由比额定驱动高的电流瞬间驱动而脉 冲点亮，由此该LED 11射出高亮度的照明光。由此，从LED 11射出照明光，从入射面17入射的照明光在导光部件15内被引导， 并从出射面18在沿着出射光轴0的方向上射出。以这种方式射出的照明光的光量由CCD 5 检测。此时，看起来各个LED的光重叠输出。接着，以下使用图2所示的流程图对光源装置10执行相位差调整模式时的动作进 行说明。首先，根据预定的条件判断是否需要执行相位差设定模式(Si)。此处，作为预定的 条件，例如可以是光源装置10的电源接通时，也可以是光源装置10的累计运转时间达到预 定值以上时。在判断为需要执行相位差设定模式的情况下，开始执行相位差设定模式，对点亮 信号和旋转检测信号相对于基准信号的相位差进行调整(S》。另外，相位差的具体的调整 方法在后面描述。进而，在判断为不需要执行相位差设定模式的情况下、或者相位差的调整完毕后 的情况下，结束相位差设定模式而转移至通常照明模式(S3)。此处，朝各个模式的转移可以 自动进行，也可以手动进行。接着，以下对点亮信号与旋转检测信号之间的相位差的具体的调整方法进行说 明。图3示出相位差调整模式中的LED 11的驱动时序图。此处，呈圆环状排列配置的 LED 111 LED 130由控制部6以依次进行脉冲发光的方式控制。在图3中，作为基准的同步信号(基准信号)与电动机的旋转索引信号(旋转检测 信号)之间的相位差被控制为预定值P1。并且，设作为基准的同步信号与作为基准的LED的点亮信号之间的相位差为P2。此处，对选择LED 111作为基准LED的情况进行说明。另 外，图3所示的重叠光的光量是由导光部件15从各个LED引导出的照明光的光量。对于各个LED，虚线所示的输出是通常照明模式下的最大输出。与此相对，在相位 差设定模式下各个LED的输出是实线所示的输出。此处，在相位差设定模式下，各个LED的 发光分配期间、即从各个LED射出照明光的时间设定成，与使LED始终点亮时来自该LED的 照明光射入导光部件15的时间相等。通过这样做，能够使点亮信号的相位与旋转检测信号的相位之间的偏差敏感地反 映在由导光部件15引导出的照明光的光量上。利用CCD 5检测该照明光的光量，由此能够 高精度地进行点亮信号与旋转检测信号之间的相位差的调整。并且，在相位差设定模式下，减小对各个LED供给的电流量，从而使各个LED的光 量比通常照明模式低。并且，不使所有的LED点亮，例如，如图3所示，使一部分LED点亮， 由此限制点亮的LED的个数。通过这样做，能够减少LED的发热，能够抑制由热导致的光量的下降，从而能够高 精度地进行点亮信号与旋转检测信号之间的相位差的调整。在上述条件中，控制部6根据1个周期的重叠光的光量、即导光部件15旋转1周的 期间由CCD 5检测到的累计光量，来对作为基准的同步信号与进行LED 11的点亮控制的点 亮信号之间的相位差进行调整，由此对点亮信号与旋转检测信号之间的相位差进行调整。接着，以下使用图4A和图4B所示的流程图对相位差设定模式下的详细处理进行 说明。首先，启动光源装置10，生成作为基准信号的同步信号(Sll)。接着，计算出LED 的发光分配期间(S12)，开始进行旋转电动机的旋转驱动(S13)。接着，判断同步信号与电动机的旋转索引信号之间的相位差Pl是否稳定、即旋转 电动机的旋转动作是否稳定(S14)。接着，在相位差Pl稳定的状态下，利用CXD 5取得使同步信号与基准LED的点亮 信号之间的相位差P2每次增加ΔΡ的情况下的照明光的光量。首先，将相位差P2设定为零(S15)，并使基准LED点亮(S16)。进而，利用CCD 5 取得此时的照明光的光量(S17)，判断使相位差P2增加ΔΡ后的照明光的光量是否比使相 位差增加ΔΡ之前的照明光的光量大(S18)。在通过相位差P2的增加而导致照明光的光量 变大的情况下，将此时的照明光的光量和相位差P2保存到存储部7中(S19)，并使基准LED 熄灭(S20)。接着，使相位差P2增加八？(321)，反复进行316至321的处理，直到相位差P2达 到同步信号的周期以上。通过进行上述的处理，能够提取出照明光的光量最大的相位差P2。如以上说明的那样，根据本实施方式所涉及的光源装置，利用CCD 5检测从多个 LED射出而由导光部件15引导的照明光的光量，并根据检测到的光量，利用控制部6对点亮 信号与旋转检测信号之间的相位差进行调整。由此，能够使LED的点亮周期与旋转电动机的旋转周期同步，能够射出稳定光量 的照明光。并且，以使由CCD 5检测到的照明光的光量最大的方式对点亮信号与旋转检测 信号之间的相位差进行调整，由此能够射出高亮度的照明光。
并且，在利用旋转电动机使导光部件15定速旋转的状态下相对于基准信号固定 旋转电动机的相位，并使LED的点亮信号的相位变动，由此，能够容易地对点亮信号与旋转 检测信号之间的相位差进行调整。[应用例]以下对将上述的光源装置10应用于内窥镜装置的例子进行说明。图5是本应用例所涉及的内窥镜装置1的概要结构图。如图5所示，内窥镜装置1具备光源装置10 ；镜体20，该镜体20与光源装置连 结；图像处理装置23，该图像处理装置23对来自镜体20的影像信号进行图像处理而生成 显示图像；以及监视器对，该监视器M显示图像。在镜体20的内部具备将来自光源装置10的照明光引导至镜体20的末端的光纤 21，以对与镜体20的末端对置的观察区域30照射照明光。并且，在镜体20的末端具备CXD 22，该CXD 22对观察区域30进行摄影，观察区域 30的图像作为影像信号被输出至图像处理装置23。在具有上述结构的内窥镜装置1中，作为光源装置10的同步信号，使用CXD 22的 摄像同步信号。光源装置10以前面所述的方式对相位差进行调整，该相位差的数据记录于 即便电源断电数据也不会消失的记录部7中。进而，当接通电源时或者复位时，控制部6读 取记录的相位差，并将其作为通常照明模式下的相位差使用。此处，图6中示出相位差设定模式时安装的帽40。帽40具备嵌合部41和在相位调整中作为被摄体的摄影对象区域31，所述嵌合部 41以覆盖镜体20的末端的方式固定。如图7所示将该帽40安装到镜体20上，由此，在相 位差设定模式中能够消除由CCD 22与被摄体之间的距离变动引起的光量变动和外部光的影响。根据本应用例所涉及的内窥镜装置1，能够以镜体20所具备的CCD 22接收的光 作为基准进行点亮信号与旋转检测信号之间的相位差的调整，能够射出稳定的光量的照明光。以上参照附图对本发明的实施方式进行了详细叙述，但是，具体的结构并不限定 于该实施方式，还包括不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。例如，在上述的应用例中，光源装置10的同步信号也可以是以光源装置10作为照 明光而显示的影像信号的同步信号、检测旋转电动机的旋转而得到的索引信号、或者霍尔 传感器信号等。并且，当然，还存在影像信号与旋转检测信号之间的相位差、或者影像信号 与LED点亮信号之间的相位差为0的情况。并且，旋转检测部使用反射型光传感器(光反射器)，但是，也可以使用透射型光 传感器(光中断器)、霍尔传感器、旋转编码器等。并且，作为相位差的调整方法，可以考虑噪声而根据多个照明光的光量决定相位 差，也可以通过进行照明光的光量相对于相位差变化的微分而算出照明光的光量的峰值。
权利要求
1.一种光源装置，该光源装置具备多个光源，所述多个光源呈圆环状排列配置，并朝所述圆环的半径方向内侧射出照明光；导光部，该导光部将从该光源射出的照明光引导至沿着所述圆环的中心轴线的方向； 旋转部，该旋转部驱动该导光部绕所述中心轴线旋转； 旋转检测部，该旋转检测部检测该旋转部的旋转； 光检测部，该光检测部检测由所述导光部引导来的照明光的光量；以及 控制部，该控制部对上述各部分进行控制，并根据由所述光检测部检测到的光量，对进 行所述光源的点亮控制的点亮信号与由所述旋转检测部检测到的旋转检测信号之间的相 位差进行调整。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述控制部使得从所述光源射出照明光的时间，与使所述光源始终点亮时来自该光源 的照明光射入所述导光部的时间相等，来对所述相位差进行调整。
3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，所述控制部将光量设定为比照明时的光量低的光量来对所述相位差进行调整。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光源装置，其中， 所述控制部使一部分所述光源点亮来对所述相位差进行调整。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的光源装置，其中，所述控制部在由所述旋转部使所述导光部定速旋转的状态下使所述点亮信号的相位 变动，以使由所述光检测部检测到的光量最大的方式对所述点亮信号的相位进行调整。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的光源装置，其中，所述光源装置具备存储部，该存储部保存由所述控制部调整后的所述相位差， 当接通电源时或者复位时，所述控制部根据保存于所述存储部的所述相位差对各部分 进行控制。
7.一种内窥镜装置，该内窥镜装置具备权利要求1至6中的任一项所述的光源装置。
全文摘要
本发明的目的在于提供能容易地使光源的点亮周期与导光杆的旋转周期同步的光源装置。本发明所采用的光源装置(10)具备呈圆环状排列配置，并朝所述圆环的半径方向内侧射出照明光的LED(11)；将从LED(11)射出的照明光引导至沿着所述圆环的中心轴线的方向的导光部件(15)；驱动导光部件(15)绕所述中心轴线旋转的旋转电动机；检测旋转电动机的旋转的反射型光传感器；检测由导光部件(15)引导来的照明光的光量的CCD(5)；以及控制部(6)，该控制部(6)对上述各部分进行控制，并根据由CCD(5)检测到的光量，对进行LED(11)的点亮控制的点亮信号与由反射型光传感器检测到的旋转检测信号之间的相位差进行调整。
文档编号F21S2/00GK102056531SQ200980121629
公开日2011年5月11日 申请日期2009年3月13日 优先权日2008年6月17日
发明者合渡大和 申请人:奥林巴斯株式会社