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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023019546
(43)【公開日】2023-02-09
(54)【発明の名称】照明装置及び内視鏡装置
(51)【国際特許分類】
A61B 1/06 20060101AFI20230202BHJP
【ＦＩ】
A61B1/06 614
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021124333
(22)【出願日】2021-07-29
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109210
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
(74)【代理人】
【識別番号】100137235
【弁理士】
【氏名又は名称】寺谷 英作
(74)【代理人】
【識別番号】100131417
【弁理士】
【氏名又は名称】道坂 伸一
(72)【発明者】
【氏名】竹中 俊明
(72)【発明者】
【氏名】林 真太郎
(72)【発明者】
【氏名】八木 史也
(72)【発明者】
【氏名】茂手木 省吾
【テーマコード（参考）】
4C161
【Ｆターム（参考）】
4C161JJ11
4C161JJ17
4C161NN01
4C161QQ04
4C161QQ07
(57)【要約】
【課題】異常有無の判定を適時行うことができる照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置１は、励起光Ｌ１を発する励起源６と、励起光Ｌ１を受光して蛍光を発する蛍光体４ａと、励起光Ｌ１及び蛍光のうちの少なくとも一方の光を検出光Ｌ３とし、検出光Ｌ３に基づく検出信号ｓ０を出力する光センサ６１と、検出信号ｓ０に基づいて複数の出力信号ｓ１～ｓ３を出力するミラー装置６２と、複数の出力信号ｓ１～ｓ３を異なるゲインで増幅し、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃを出力する複数の増幅器６３と、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃのうち、検出光Ｌ３の光量に対する複数の増幅信号ｓａ～ｓｃの信号レベルが所定の閾値Ｖｔｈ１以下である増幅信号の中から、信号レベルが最大である増幅信号に基づいて異常有無を判定する異常判定部５６と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】照明装置１は、励起光Ｌ１を発する励起源６と、励起光Ｌ１を受光して蛍光を発する蛍光体４ａと、励起光Ｌ１及び蛍光のうちの少なくとも一方の光を検出光Ｌ３とし、検出光Ｌ３に基づく検出信号ｓ０を出力する光センサ６１と、検出信号ｓ０に基づいて複数の出力信号ｓ１～ｓ３を出力するミラー装置６２と、複数の出力信号ｓ１～ｓ３を異なるゲインで増幅し、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃを出力する複数の増幅器６３と、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃのうち、検出光Ｌ３の光量に対する複数の増幅信号ｓａ～ｓｃの信号レベルが所定の閾値Ｖｔｈ１以下である増幅信号の中から、信号レベルが最大である増幅信号に基づいて異常有無を判定する異常判定部５６と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
励起光を発する励起源と、
前記励起光を受光して蛍光を発する蛍光体と、
前記励起光及び前記蛍光のうちの少なくとも一方の光を検出光とし、前記検出光に基づく検出信号を出力する光センサと、
前記検出信号に基づいて複数の出力信号を出力するミラー装置と、
前記複数の出力信号を異なるゲインで増幅し、複数の増幅信号を出力する複数の増幅器と、
前記複数の増幅信号のうち、前記検出光の光量に対する前記複数の増幅信号の信号レベルが所定の閾値以下である増幅信号の中から、前記信号レベルが最大である増幅信号に基づいて異常有無を判定する異常判定部と、
を備える照明装置。
前記励起光を受光して蛍光を発する蛍光体と、
前記励起光及び前記蛍光のうちの少なくとも一方の光を検出光とし、前記検出光に基づく検出信号を出力する光センサと、
前記検出信号に基づいて複数の出力信号を出力するミラー装置と、
前記複数の出力信号を異なるゲインで増幅し、複数の増幅信号を出力する複数の増幅器と、
前記複数の増幅信号のうち、前記検出光の光量に対する前記複数の増幅信号の信号レベルが所定の閾値以下である増幅信号の中から、前記信号レベルが最大である増幅信号に基づいて異常有無を判定する異常判定部と、
を備える照明装置。
【請求項2】
前記異常判定部は、前記信号レベルが最大である増幅信号に基づいて、前記励起源及び前記蛍光体の少なくとも一方の異常有無を判定する
請求項１に記載の照明装置。
請求項１に記載の照明装置。
【請求項3】
前記異常判定部は、前記励起光を検出光とした場合の前記増幅信号、及び、前記蛍光を検出光とした場合の前記増幅信号の信号レベルの比率に基づいて異常有無を判定する
請求項２に記載の照明装置
請求項２に記載の照明装置
【請求項4】
前記ミラー装置は、カレントミラー回路であり、前記検出信号と同一の電流値である前記複数の出力信号を出力する
請求項１～３のいずれか１項に記載の照明装置。
請求項１～３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項5】
前記複数の増幅器のうちの第１の増幅器は第１のゲインを有し、第２の増幅器は前記第１のゲインよりも低い第２のゲインを有し、
前記第１のゲイン及び第２のゲインは、前記第１の増幅器による増幅信号が飽和しているとき、前記第２の増幅器による増幅信号が線形で変化するように設定される
請求項１～４のいずれか１項に記載の照明装置。
前記第１のゲイン及び第２のゲインは、前記第１の増幅器による増幅信号が飽和しているとき、前記第２の増幅器による増幅信号が線形で変化するように設定される
請求項１～４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項6】
前記所定の閾値は、前記複数の増幅信号のそれぞれが前記検出光の光量に対して線形で変化する範囲の前記信号レベルから設定される
請求項１～５のいずれか１項に記載の照明装置。
請求項１～５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項7】
前記光センサは、前記蛍光体から出射される照明光とは異なる方向に出射された光を前記検出光とする
請求項１～６のいずれか１項に記載の照明装置。
請求項１～６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項8】
前記励起源は、レーザ素子である
請求項１～７のいずれか１項に記載の照明装置。
請求項１～７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項9】
請求項８に記載の照明装置と、
被検体を観察するための観察装置と、
を備える内視鏡装置。
被検体を観察するための観察装置と、
を備える内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体発光素子を用いた照明装置、及び、内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体発光素子を用いた照明装置が知られている（例えば、特許文献１など参照）。特許文献１に記載された照明装置は、光を電気信号に変換する光電変換素子、及び電気信号を増幅して出力する増幅部を有する検出回路と、増幅部の増幅率を変化させる増幅率切替部と、増幅された電気信号に基づいて異常有無を判定する異常判定部と、を備えている。この照明装置では、増幅率切替部によって増幅率を変化させたときに、増幅された電気信号の大きさの変化量が判定閾値より小さければ、異常が発生していると判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１９４６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載された照明装置では、増幅部の増幅率を切り替えたときに、照明装置の異常を検出できない期間が生じる。そのため、照明装置の異常有無の判定を行うことができないという問題がある。
【0005】
そこで本開示は、異常有無の判定を適時行うことができる照明装置等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために本開示の照明装置は、励起光を発する励起源と、前記励起光を受光して蛍光を発する蛍光体と、前記励起光及び前記蛍光のうちの少なくとも一方の光を検出光とし、前記検出光に基づく検出信号を出力する光センサと、前記検出信号に基づいて複数の出力信号を出力するミラー装置と、前記複数の出力信号を異なるゲインで増幅し、複数の増幅信号を出力する複数の増幅器と、前記複数の増幅信号のうち、前記検出光の光量に対する前記複数の増幅信号の信号レベルが所定の閾値以下である増幅信号の中から、前記信号レベルが最大である増幅信号に基づいて異常有無を判定する異常判定部と、を備える。
【0007】
上記課題を解決するために本開示の内視鏡装置は、上記の照明装置と、被検体を観察するための観察装置と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示の照明装置等によれば、異常有無の判定を適時行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
（本開示の概要）
本開示の概要について、比較例を参照しながら説明する。
本開示の概要について、比較例を参照しながら説明する。
【0011】
図１は、比較例の照明装置１０１を示す概略図である。
【0012】
比較例の照明装置１０１は、励起光Ｌ１の波長を変換して照明光Ｌ２を出射する装置である。同図に示すように、照明装置１０１は、励起光Ｌ１を出力する光源装置１０２と、導光部材１０３と、蛍光体１０４ａと、を備える。
【0013】
導光部材１０３は、光源装置１０２から出力された励起光Ｌ１を導光して、蛍光体１０４ａへ出射する。蛍光体１０４ａは、励起光Ｌ１を異なる波長の光に変換して放射する。具体的に蛍光体１０４ａは、励起光Ｌ１が入力されることで蛍光し、例えば複数の波長からなる光であって全体として白色に看取される光を拡散して放射する。この放射された光が照明光Ｌ２となって出射される。
【0014】
照明装置１０１は、蛍光体１０４ａの異常を検出する検出回路１６０と、検出回路１６０の検出結果に基づいて蛍光体１０４ａの異常有無を判定する異常判定部１５６と、を備えている。検出回路１６０は、蛍光体１０４ａから出射された光の一部を検出光Ｌ３として受光して検出信号ｓ０を出力する光センサ１６１と、光センサ１６１から出力された検出信号ｓ０を増幅して出力する増幅回路１６３とを有している。
【0015】
蛍光体１０４ａから発せられる光はダイナミックレンジが広いため、検出回路１６０のスケール（ものさし）が小さすぎたり大きすぎたりすると、検出光Ｌ３の光量を正確に検出できないことがある。そこで比較例では、光センサ１６１から出力した検出信号ｓ０を増幅する際に、増幅回路１６３のゲイン（増幅率）を切り替えることで、検出光Ｌ３の光量を広い範囲で読み取り可能としている。比較例では、異常判定部１５６がゲインの切り替えにより増幅された信号を読み取り、蛍光体１０４ａの異常有無を判定する。
【0016】
しかしながら、比較例の照明装置１０１では、増幅回路１６３のゲインを切り替えるときに増幅された信号のレベルが大きく変わるため、ゲインを切り替えてから信号のレベルが安定するまでに時間がかかる。そのため比較例では、蛍光体１０４ａの異常を検出できない期間が生じ、異常有無の判定を行うことができないという問題がある。
【0017】
それに対し、本実施の形態の照明装置では、増幅回路のゲインを切り替えずに、検出光Ｌ３の光量を読み取ることができる構成を有している。例えば、本実施の形態の照明装置では、光センサから出力された検出信号ｓ０から複数の出力信号を生成し、複数の出力信号のそれぞれを異なるゲインで増幅する。そして、異なるゲインで増幅された複数の増幅信号の中から、異常有無の判定をするために適した増幅信号を用いて異常有無の判定を行う。これにより、照明装置の異常を検出できない期間が生じることを抑制でき、異常有無の判定を適時行うことが可能となる。
【0018】
以下、本開示の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【0019】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【0020】
（実施の形態）
実施の形態に係る照明装置について説明する。
実施の形態に係る照明装置について説明する。
【0021】
【0022】
図２及び図３は、それぞれ、実施の形態に係る照明装置１の構成を示すブロック図及び外観図である。図２には、照明装置１と併せて入力電源Ｐ１も示されている。入力電源Ｐ１は、照明装置１に交流電力を供給する系統電源である。入力電源Ｐ１は、例えば、商用交流電源である。
【0023】
照明装置１は、照明光Ｌ２を出射する装置であり、図２及び図３に示されるように、光源装置２と、導光部材３と、蛍光体４ａとを備える。なお、照明装置１の各構成要素は、一体化されていてもよいし、一体化されていなくてもよい。例えば、照明装置１は、一つの筐体内に配置されていてもよいし、複数の分散配置された装置の組み合わせであってもよい。
【0024】
光源装置２は、励起光Ｌ１を出射する装置である。図２に示されるように、光源装置２は、点灯装置５と、励起源６と、光学部材７とを有する。本実施の形態では、光源装置２は、励起光Ｌ１を出射する。光源装置２は、図３に示されるように筐体２ａを有し、筐体２ａ内に、図２に示される点灯装置５、励起源６及び光学部材７が収容される。
【0025】
点灯装置５は、励起源６に電力を供給することで点灯させる装置であり、駆動装置５ａと、光源切替部５４と、検出回路６０と、異常判定部５６とを有する。駆動装置５ａは、励起源６に供給する電力を制御する装置であり、電源回路５１と、出力制御回路５８とを有する。異常判定部５６及び出力制御回路５８は、コントローラ５ｃによって構成されている。
【0026】
以下、照明装置１の各構成要素について説明する。
【0027】
［励起源］
励起源６は、１以上の発光素子を含み、励起光Ｌ１を出射する。以下、本実施の形態に係る励起源６の構成について、図４を用いて説明する。
励起源６は、１以上の発光素子を含み、励起光Ｌ１を出射する。以下、本実施の形態に係る励起源６の構成について、図４を用いて説明する。
【0028】
【0029】
図４に示されるように、励起源６は、直列に接続された４個の発光素子６ａ～６ｄを含む。発光素子６ａ～６ｄの各々は、供給される電力に応じて発光する素子であれば特に限定されない。本実施の形態では、発光素子６ａ～６ｄの各々は、青色の励起光を出射する半導体レーザ素子である。これにより、励起源６は、レーザ光である励起光Ｌ１を出射する。なお、励起源６に含まれる複数の発光素子の電気的な接続態様は、直列接続に限定されず、並列接続であってもよいし、直列接続及び並列接続を組み合わせた接続態様であってもよい。また、励起源６に含まれる発光素子の個数は４個に限定されず、１以上であればよい。また、励起源６に含まれる発光素子の各々は、半導体レーザ素子に限定されず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子などの他の固体発光素子であってもよい。
【0030】
［光源切替部］
光源切替部５４は、励起源６に含まれる各発光素子の両端を短絡する回路である。光源切替部５４は、複数の発光素子６ａ～６ｄにそれぞれ並列に接続された複数のスイッチ８２１～８２４を有する。複数のスイッチ８２１～８２４の各々は、例えば半導体リレー（言い換えると、ソリッド・ステート・リレー）であり、発光素子としての発光ダイオード８２ａと、受光素子としてのフォトトランジスタ８２ｂとを有する。
光源切替部５４は、励起源６に含まれる各発光素子の両端を短絡する回路である。光源切替部５４は、複数の発光素子６ａ～６ｄにそれぞれ並列に接続された複数のスイッチ８２１～８２４を有する。複数のスイッチ８２１～８２４の各々は、例えば半導体リレー（言い換えると、ソリッド・ステート・リレー）であり、発光素子としての発光ダイオード８２ａと、受光素子としてのフォトトランジスタ８２ｂとを有する。
【0031】
各スイッチにおいて、フォトトランジスタ８２ｂがオフ状態である場合、対応する発光素子に駆動電流Ｉ１が流れる。一方、フォトトランジスタ８２ｂがオン状態である場合、対応する発光素子の両端が短絡されるため、対応する発光素子に駆動電流Ｉ１は流れない。
【0032】
［電源回路］
電源回路５１は、励起源６に電力を供給する回路である。電源回路５１は、入力電源Ｐ１が出力する電力の電圧を変換して出力する。本実施の形態では、入力電源Ｐ１が出力する交流電力を直流電力に変換するスイッチング電源回路である。電源回路５１は、力率改善機能を有するスイッチング電源回路であってもよい。
電源回路５１は、励起源６に電力を供給する回路である。電源回路５１は、入力電源Ｐ１が出力する電力の電圧を変換して出力する。本実施の形態では、入力電源Ｐ１が出力する交流電力を直流電力に変換するスイッチング電源回路である。電源回路５１は、力率改善機能を有するスイッチング電源回路であってもよい。
【0033】
［光学部材］
図２に示されるように、光学部材７は、励起源６から出力された励起光Ｌ１を、光学系に導く部材である。光学部材７は、ミラーやレンズ等の光学部品から構成されていてもよい。本実施の形態では、光学系は導光部材３であり、光学部材７は、励起源６から出力された励起光Ｌ１を導光部材３の第１端３ａに向けて反射させる。光学部材７は、さらに、励起光Ｌ１を集光して、導光部材３の第１端３ａに入射させる。
図２に示されるように、光学部材７は、励起源６から出力された励起光Ｌ１を、光学系に導く部材である。光学部材７は、ミラーやレンズ等の光学部品から構成されていてもよい。本実施の形態では、光学系は導光部材３であり、光学部材７は、励起源６から出力された励起光Ｌ１を導光部材３の第１端３ａに向けて反射させる。光学部材７は、さらに、励起光Ｌ１を集光して、導光部材３の第１端３ａに入射させる。
【0034】
［導光部材］
導光部材３は、励起光Ｌ１が入射し、励起光Ｌ１を蛍光体４ａに照射する光学系の一例である。本実施の形態では、導光部材３は、励起光Ｌ１を導光する光ファイバであり、光源装置２と蛍光体４ａとを光学的に接続する。導光部材３のコア径は、例えば４００μｍである。なお、導光部材３のコア径は、５ｍｍ以下であればよい。導光部材３の第１端３ａには、励起源６から放射されて光学部材７によって集光された励起光Ｌ１が入射する。励起光Ｌ１は、導光部材３の第１端３ａから、導光部材３の内部を伝達されて、導光部材３の第２端３ｂから出射する。
導光部材３は、励起光Ｌ１が入射し、励起光Ｌ１を蛍光体４ａに照射する光学系の一例である。本実施の形態では、導光部材３は、励起光Ｌ１を導光する光ファイバであり、光源装置２と蛍光体４ａとを光学的に接続する。導光部材３のコア径は、例えば４００μｍである。なお、導光部材３のコア径は、５ｍｍ以下であればよい。導光部材３の第１端３ａには、励起源６から放射されて光学部材７によって集光された励起光Ｌ１が入射する。励起光Ｌ１は、導光部材３の第１端３ａから、導光部材３の内部を伝達されて、導光部材３の第２端３ｂから出射する。
【0035】
［蛍光体］
蛍光体４ａは、励起光Ｌ１を、励起光Ｌ１とは波長が異なる照明光Ｌ２に変換して出射する波長変換部材である。本実施の形態では、蛍光体４ａは、導光部材３の第２端３ｂから出射された励起光Ｌ１が照射される。本実施の形態では、蛍光体４ａは、透光性材料に蛍光材料が混合されている部材である。蛍光体４ａは、例えば黄色蛍光体である。黄色蛍光体は、例えば、Ｃｅで付活されたＹ３Ａｌ５Ｏ１２、又はＥｕで付活されたＢａ２ＳｉＯ４である。蛍光体４ａは、青色の励起光Ｌ１の一部により励起されて、照明光Ｌ２として黄色光を出射する。蛍光体４ａは、残りの青色の励起光Ｌ１と黄色光との混色光である白色光を生成する。蛍光体４ａで生成された白色光の大部分は、照明光Ｌ２として照明空間に照射される。なお、白色光の大部分を除く残りの一部は、後述する検出回路６０に入射される。
蛍光体４ａは、励起光Ｌ１を、励起光Ｌ１とは波長が異なる照明光Ｌ２に変換して出射する波長変換部材である。本実施の形態では、蛍光体４ａは、導光部材３の第２端３ｂから出射された励起光Ｌ１が照射される。本実施の形態では、蛍光体４ａは、透光性材料に蛍光材料が混合されている部材である。蛍光体４ａは、例えば黄色蛍光体である。黄色蛍光体は、例えば、Ｃｅで付活されたＹ３Ａｌ５Ｏ１２、又はＥｕで付活されたＢａ２ＳｉＯ４である。蛍光体４ａは、青色の励起光Ｌ１の一部により励起されて、照明光Ｌ２として黄色光を出射する。蛍光体４ａは、残りの青色の励起光Ｌ１と黄色光との混色光である白色光を生成する。蛍光体４ａで生成された白色光の大部分は、照明光Ｌ２として照明空間に照射される。なお、白色光の大部分を除く残りの一部は、後述する検出回路６０に入射される。
【0036】
［検出回路］
検出回路６０は、照明装置１の異常を検出する回路である。検出回路６０は、蛍光体４ａの側方に配置されている。検出回路６０は、光センサ６１、ミラー装置６２及び複数の増幅器６３を有している。
検出回路６０は、照明装置１の異常を検出する回路である。検出回路６０は、蛍光体４ａの側方に配置されている。検出回路６０は、光センサ６１、ミラー装置６２及び複数の増幅器６３を有している。
【0037】
図５は、照明装置１の光センサ６１、ミラー装置６２、増幅器６３の構成を示すブロック図である。
【0038】
光センサ６１は、蛍光体４ａから出射された光の一部を検出光Ｌ３として検出し、検出信号ｓ０を出力する。光センサ６１は、例えばフォトダイオードなどの光検出素子であり、受光した検出光Ｌ３の光量に応じた検出信号ｓ０を出力する。
【0039】
図５に示されるように、光センサ６１は、蛍光体４ａの側方に配置されており、照明光Ｌ２の出射方向とは異なる方向に出射された光を受光する。例えば検出光Ｌ３は、蛍光体４ａに光が入力される際の入射方向に対して垂直な方向に漏れ出た光である。なお、蛍光体４ａから光センサ６１までの検出光Ｌ３の光路上には、検出光Ｌ３の波長帯域以外の波長帯域の光を減衰させる光フィルタなどが配置されてもよい。光センサ６１は、検出光Ｌ３の光量に応じた検出信号ｓ０をミラー装置６２へ出力する。
【0040】
ミラー装置６２は、光センサ６１から出力された検出信号ｓ０に基づいて複数の出力信号ｓ１、ｓ２及びｓ３を出力する。ミラー装置６２は、能動素子を用いて電流を複製するカレントミラー回路である。ミラー装置６２は、検出信号ｓ０と同一の電流値である複数の出力信号ｓ１～ｓ３を出力する。図５に示す例では、ミラー装置６２に１つの検出信号ｓ０が入力され、ミラー装置６２から３つの出力信号ｓ１～ｓ３が出力される。
【0041】
増幅器６３は、ミラー装置６２が出力した出力信号ｓ１～ｓ３を増幅する回路である。本実施の形態では、増幅器６３は、電流アンプ及び抵抗などを有しており、ミラー装置６２が出力した光電流を増幅し、増幅した光電流を電圧に変換して出力する、増幅器６３から出力される増幅信号は電圧信号であり、検出光Ｌ３の光量が大きいほど、光電流の値は大きくなり、増幅信号の電圧値は高くなる。図５に示す例では、増幅器６３として３つの増幅器６３ａ、６３ｂ及び６３ｃが示されている。
【0042】
複数の増幅器６３ａ～６３ｃのそれぞれは、異なるゲインを有している。複数の増幅器６３ａ～６３ｃは、複数の出力信号ｓ１～ｓ３を異なるゲインで増幅して、複数の増幅信号ｓａ、ｓｂ及びｓｃを出力する。複数の増幅器６３のうちの第１の増幅器６３ａは第１のゲインを有し、第２の増幅器６３ｂは第１のゲインよりも低い第２のゲインを有し、第３の増幅器６３ｃは第２のゲインよりも低い第３のゲインを有している。言い換えると、第２のゲインは第３のゲインよりも高く、第１のゲインは第２のゲインよりも高くなっている。
【0043】
図６は、光センサ６１にて検出する検出光Ｌ３の光量と増幅信号ｓａ～ｓｃの信号レベルとの関係を示す図である。図６の横軸には、検出光Ｌ３の光量が示され、縦軸には増幅信号ｓａ～ｓｃの信号レベルが示されている。信号レベルの単位は電圧値である。
【0044】
図６に示されるように、増幅信号ｓａは、検出光Ｌ３の光量が０（ゼロ）から増加するにつれて、信号レベルも０から線形に増加する。そして、検出光Ｌ３の光量が所定の光量を上回ると、信号レベルは飽和電圧値で一定になる。増幅信号ｓｂ及びｓｃについても同様である。
【0045】
例えば、第１の増幅器６３ａの第１のゲイン及び第２の増幅器６３ｂの第２のゲインは、第１の増幅器６３ａによる増幅信号ｓａが飽和しているとき、第２の増幅器６３ｂによる増幅信号ｓｂが線形で変化するように設定される。また、第２の増幅器６３ｂの第２のゲイン及び第３の増幅器６３ｃの第３のゲインは、第２の増幅器６３ｂによる増幅信号ｓｂが飽和しているとき、第３の増幅器６３ｃによる増幅信号ｓｃが線形で変化するように設定される。
【0046】
また、複数の増幅器６３の各ゲインは、増幅信号ｓａ～ｓｃが互いに横軸方向に離れすぎないよう、増幅信号ｓａ～ｓｃの信号レベルが所定の閾値である第１の閾値Ｖｔｈ１以下であるときに、所定の検出光Ｌ３の光量ｘ１に対して少なくとも２つの増幅信号が存在するように設定される。例えば、図６では、所定の検出光Ｌ３の光量ｘ１に対して増幅信号ｓａ及びｓｂが存在するように、第１のゲイン及び第２のゲインが設定されている。第１の閾値Ｖｔｈ１は、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃが検出光Ｌ３の光量に対して線形で変化する範囲の信号レベルから設定される値である。すなわち、第１の閾値Ｖｔｈ１は、図６に示す飽和電圧値よりも小さな値に設定される。
【0047】
なお、複数の増幅器６３のゲインは、増幅信号ｓａ～ｓｃの信号レベルが第１の閾値Ｖｔｈ１以下であり、かつ、第１の閾値Ｖｔｈ１よりも小さな閾値である第２の閾値Ｖｔｈ２以上であるときに、すなわち信号レベルが所定範囲内であるときに、所定の検出光Ｌ３の光量に対して少なくとも２つの増幅信号が存在するように設定されてもよい。
【0048】
このように光センサ６１から出力された検出信号ｓ０は、ミラー装置６２で複数の出力信号ｓ１～ｓ３に複製され、増幅器６３で倍率の異なる複数の増幅信号ｓａ～ｓｃとなって異常判定部５６へ出力される。
【0049】
［異常判定部］
異常判定部５６は、照明装置１の異常有無を判定する。異常判定部５６は、検出回路６０から出力された増幅信号ｓａ～ｓｃをモニタリングし、蛍光体４ａ及び励起源６の少なくとも一方の異常有無を判定する。図５に示す例では、複数の増幅器６３ａ～６３ｃで生成された複数の増幅信号ｓａ～ｓｃが、常時、異常判定部５６へ出力されている。そのため、従来技術のように増幅回路のゲインを切り替える必要がない。
異常判定部５６は、照明装置１の異常有無を判定する。異常判定部５６は、検出回路６０から出力された増幅信号ｓａ～ｓｃをモニタリングし、蛍光体４ａ及び励起源６の少なくとも一方の異常有無を判定する。図５に示す例では、複数の増幅器６３ａ～６３ｃで生成された複数の増幅信号ｓａ～ｓｃが、常時、異常判定部５６へ出力されている。そのため、従来技術のように増幅回路のゲインを切り替える必要がない。
【0050】
本実施の形態の異常判定部５６は、検出光Ｌ３の光量に対する複数の増幅信号ｓａ～ｓｃの信号レベルが第１の閾値Ｖｔｈ１以下である増幅信号の中から、信号レベルが最大である増幅信号に基づいて異常有無を判定する。図６に示す例では、異常判定部５６は、検出光Ｌ３の光量ｘ１に対して信号レベルが最大である増幅信号ｓａを選択し、この増幅信号ｓａに基づいて異常有無を判定する。
【0051】
異常判定部５６は、励起光Ｌ１の波長帯域の光を検出光Ｌ３とした場合の増幅信号、及び、励起光Ｌ１を蛍光体４ａで波長変換した蛍光の波長帯域の光を検出光Ｌ３とした場合の増幅信号の信号レベルの比率に基づいて異常有無を判定してもよい。例えば、励起光Ｌ１を検出光Ｌ３とした場合の増幅信号を分母とし、蛍光を検出光Ｌ３とした場合の増幅信号を分子としたとき、異常判定部５６は、２つの増幅信号の信号レベルの比率が、予め決められた比率の範囲よりも小さい場合に、蛍光体４ａに異常が発生していると判定してもよい。また、異常判定部５６は、２つの増幅信号の信号レベルの比率が、予め決められた範囲よりも大きい場合に、励起源６に異常が発生していると判定してもよい。励起光Ｌ１を検出光Ｌ３とするには、例えば、蛍光体４ａと光センサ６１との間の光路上に励起光Ｌ１の波長を透過する光フィルタを配置することで実現される。蛍光を検出光Ｌ３とするには、例えば、蛍光体４ａと光センサ６１との間の光路上に蛍光の波長を透過する光フィルタを配置することで実現される。
【0052】
また、異常判定部５６は、選択した増幅信号の信号レベルの低下率が予め決めた閾値より大きいか否かで異常有無を判定してもよい。例えば、異常判定部５６は、現在の検出光Ｌ３に基づいて算出した信号レベルと、その直前に取得した信号レベルとを比較して、信号レベルの低下率が予め決めた閾値以下である場合に、励起源６又は蛍光体４ａに異常が発生していると判断してもよい。増幅信号の信号レベルの低下率として予め決めた閾値は、例えば、５０％程度であってもよい。
【0053】
［出力制御回路］
出力制御回路５８は、電源回路５１及び光源切替部５４を制御することによって、励起源６の各発光素子に供給される電流を制御する。より具体的には、出力制御回路５８は、電源回路５１を制御することで、駆動電流Ｉ１を調整する。すなわち、出力制御回路５８は、駆動電流Ｉ１を可変とすることで、励起光Ｌ１の光量を調整する調光機能を有する。
出力制御回路５８は、電源回路５１及び光源切替部５４を制御することによって、励起源６の各発光素子に供給される電流を制御する。より具体的には、出力制御回路５８は、電源回路５１を制御することで、駆動電流Ｉ１を調整する。すなわち、出力制御回路５８は、駆動電流Ｉ１を可変とすることで、励起光Ｌ１の光量を調整する調光機能を有する。
【0054】
また、本実施の形態における出力制御回路５８は、異常判定部５６によって照明装置１に異常が発生していると判定された場合、より具体的には蛍光体４ａまたは励起源６に異常が発生していると判定された場合、励起源６への電流供給を停止する。
【0055】
なお、前述したように出力制御回路５８及び異常判定部５６は、コントローラ５ｃで構成される。コントローラ５ｃは、例えば、制御用ＩＣ（Integrated Circuit）、コンピュータシステムなどを含む。コンピュータシステムは、プログラムに従って動作するプロセッサを主なハードウェア構成として備える。プロセッサは、プログラムを実行することによってコントローラ５ｃの各機能を実現することができれば、その種類は限定されない。
【0056】
このように、本実施の形態に係る照明装置１は、励起光Ｌ１を発する励起源６と、励起光Ｌ１を受光して蛍光を発する蛍光体４ａと、励起光Ｌ１及び蛍光のうちの少なくとも一方の光を検出光Ｌ３とし、検出光Ｌ３に基づく検出信号ｓ０を出力する光センサ６１と、検出信号ｓ０に基づいて複数の出力信号ｓ１～ｓ３を出力するミラー装置６２と、複数の出力信号ｓ１～ｓ３を異なるゲインで増幅し、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃを出力する複数の増幅器６３と、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃのうち、検出光Ｌ３の光量に対する複数の増幅信号ｓａ～ｓｃの信号レベルが所定の閾値Ｖｔｈ１以下である増幅信号の中から、信号レベルが最大である増幅信号に基づいて異常有無を判定する異常判定部５６と、を備える。
【0057】
この構成によれば、異なるゲインで増幅された複数の増幅信号の中から、異常有無の判定をするために適した増幅信号を用いて異常有無の判定を行うことができる。そのため、増幅器のゲインを切り替える必要がなくなり、ゲインの切り替えを起因として照明装置１の異常を検出できない期間が生じることを抑制できる。これにより、照明装置１の異常有無の判定を適時行うことができる。
【0058】
［２．照明装置の動作］
照明装置１の動作について説明する。
照明装置１の動作について説明する。
【0059】
まず、入力電源Ｐ１の交流電力が照明装置１に投入されると、出力制御回路５８は、電源回路５１を制御して、駆動電流Ｉ１を励起源６へ供給する。励起源６の複数の発光素子６ａ～６ｄは、駆動電流Ｉ１によって青色の励起光Ｌ１を放射する。励起光Ｌ１は、光学部材７及び導光部材３を通って、蛍光体４ａに到達する。蛍光体４ａは、青色の励起光Ｌ１から白色光（波長変換光）を生成する。蛍光体４ａは、白色光の殆どを、照明光Ｌ２として照明空間に照射する。白色光の一部は、検出光Ｌ３として、検出回路６０の光センサ６１に到達する。
【0060】
検出光Ｌ３は、実際に照明空間に照射される照明光Ｌ２と同じ白色光であり、照明光Ｌ２の光量に関する情報を含んでいる。すなわち、照明光Ｌ２の光量が大きいほど、検出光Ｌ３の光量も大きくなる。したがって、照明光Ｌ２の光量が大きいほど、増幅信号ｓａの電圧値は高くなり、照明光Ｌ２の光量が小さいほど、増幅信号ｓａの電圧値は低くなる。すなわち、照明光Ｌ２の光量の情報は、検出光Ｌ３として点灯装置５にフィードバックされる。
【0061】
出力制御回路５８は、増幅信号ｓａの電圧値に基づいて、励起源６が発する励起光Ｌ１の光量を監視する。そして、出力制御回路５８は、増幅信号ｓａの電圧値が目標電圧値に一致するように電源回路５１を制御することで、駆動電流Ｉ１を目標電流に一致させるフィードバック制御を行う。目標電圧値は、予め決められた固定値、又は外部から受け取った調光信号に対応する可変値であってもよい。出力制御回路５８は、目標電圧値を可変とすることで、調光制御を行うことができる。
【0062】
また、本実施の形態では、検出光Ｌ３を受光することで光センサ６１から出力された検出信号ｓ０に基づいて複数の出力信号ｓ１～ｓ３を生成する。そして、複数の出力信号ｓ１～ｓ３を異なるゲインで増幅し、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃを生成する。そして、検出光Ｌ３の光量に対する複数の増幅信号ｓａ～ｓｃの信号レベルが所定の閾値Ｖｔｈ１以下である増幅信号の中から、信号レベルが最大である増幅信号に基づいて異常有無を判定する。
【0063】
この構成によれば、異なるゲインで増幅された複数の増幅信号ｓａ～ｓｃの中から、異常有無の判定をするために適した増幅信号を用いて異常有無の判定を行うことができる。そのため、増幅器のゲインを切り替える必要がなくなり、ゲインの切り替えを起因として照明装置１の異常を検出できない期間が生じることを抑制できる。これにより、照明装置１の異常有無の判定を適時行うことができる。
【0064】
［３．照明装置を備える内視鏡装置］
上記の照明装置１を備える内視鏡装置について説明する。
上記の照明装置１を備える内視鏡装置について説明する。
【0065】
図７は、実施の形態の照明装置１を備える内視鏡装置９０の構成を示す概略図である。
【0066】
内視鏡装置９０は、照明装置１と、観察装置９１とを備えている。照明装置１は、上記の実施の形態と同様の構成を有している。
【0067】
観察装置９１は、被検体を観察するための装置である。観察装置９１は、蛍光体４ａの近傍に露出して設けられた対物光学系９２と、対物光学系９２の結像位置に設けられた撮像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）９３と、光源装置２の近傍に設けられた映像信号処理回路９４と、ＣＣＤ９３と映像信号処理回路９４とを接続する信号ケーブル９５とを有する。観察装置９１では、対物光学系９２によって結像された被検体の観察像が、ＣＣＤ９３によって電気信号に変換され、画像信号として信号ケーブル９５によって伝送される。伝送された画像信号は、映像信号処理回路９４によって映像信号に変換処理され、観察装置９１に接続されたモニタ（図示省略）に映像として映し出される。この内視鏡装置９０においても、上記の照明装置１と同様の効果を得ることができる。
【0068】
なお、図７では、励起光Ｌ１を導光部材３で内視鏡装置９０の先端付近まで導光してから照明光Ｌ２に変換する例を示したが、それに限られない。例えば、励起光Ｌ１から変換後の照明光Ｌ２を導光部材３で内視鏡装置９０の先端に導光させることも可能である。照明光Ｌ２を導光する構造にすることで、内視鏡装置９０の先端付近にセンサ等を設置する必要が無くなり、内視鏡の径を細くすることが可能となる。
【0069】
［４．効果など］
以上のように、本実施の形態に係る照明装置１は、励起光Ｌ１を発する励起源６と、励起光Ｌ１を受光して蛍光を発する蛍光体４ａと、励起光Ｌ１及び蛍光のうちの少なくとも一方の光を検出光Ｌ３とし、検出光Ｌ３に基づく検出信号ｓ０を出力する光センサ６１と、検出信号ｓ０に基づいて複数の出力信号ｓ１～ｓ３を出力するミラー装置６２と、複数の出力信号ｓ１～ｓ３を異なるゲインで増幅し、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃを出力する複数の増幅器６３と、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃのうち、検出光Ｌ３の光量に対する複数の増幅信号ｓａ～ｓｃの信号レベルが所定の閾値Ｖｔｈ１以下である増幅信号の中から、信号レベルが最大である増幅信号に基づいて異常有無を判定する異常判定部５６と、を備える。
以上のように、本実施の形態に係る照明装置１は、励起光Ｌ１を発する励起源６と、励起光Ｌ１を受光して蛍光を発する蛍光体４ａと、励起光Ｌ１及び蛍光のうちの少なくとも一方の光を検出光Ｌ３とし、検出光Ｌ３に基づく検出信号ｓ０を出力する光センサ６１と、検出信号ｓ０に基づいて複数の出力信号ｓ１～ｓ３を出力するミラー装置６２と、複数の出力信号ｓ１～ｓ３を異なるゲインで増幅し、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃを出力する複数の増幅器６３と、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃのうち、検出光Ｌ３の光量に対する複数の増幅信号ｓａ～ｓｃの信号レベルが所定の閾値Ｖｔｈ１以下である増幅信号の中から、信号レベルが最大である増幅信号に基づいて異常有無を判定する異常判定部５６と、を備える。
【0070】
この構成によれば、異なるゲインで増幅された複数の増幅信号ｓａ～ｓｃの中から、異常有無の判定をするために適した増幅信号を用いて異常有無の判定を行うことができる。そのため、増幅器のゲインを切り替える必要がなくなり、ゲインの切り替えを起因として照明装置１の異常を検出できない期間が生じることを抑制できる。これにより、照明装置１の異常有無の判定を適時行うことができる。
【0071】
また、異常判定部５６は、信号レベルが最大である増幅信号に基づいて、励起源６及び蛍光体４ａの少なくとも一方の異常有無を判定してもよい。
【0072】
この構成によれば、増幅器のゲインの切り替えを起因として励起源６又は蛍光体４ａの異常を検出できない期間が生じることを抑制できる。これにより、照明装置１の異常有無の判定を適時行うことができる。
【0073】
また、異常判定部５６は、励起光Ｌ１を検出光Ｌ３とした場合の増幅信号、及び、蛍光を検出光Ｌ３とした場合の増幅信号の信号レベルの比率に基づいて異常有無を判定してもよい。
【0074】
この構成によれば、励起源６及び蛍光体４ａの両方の異常有無の判定を適時行うことができる。
【0075】
また、ミラー装置６２は、カレントミラー回路であり、検出信号ｓ０と同一の電流値である複数の出力信号ｓ１～ｓ３を出力してもよい。
【0076】
この構成によれば、複数の出力信号ｓ１～ｓ３を用いて、異常有無の判定を行うことができる。そのため、増幅器のゲインを切り替える必要がなくなり、ゲインの切り替えを起因として照明装置１の異常を検出できない期間が生じることを抑制できる。これにより、照明装置１の異常有無の判定を適時行うことができる。
【0077】
また、複数の増幅器６３のうちの第１の増幅器６３ａは第１のゲインを有し、第２の増幅器６３ｂは第１のゲインよりも低い第２のゲインを有し、第１のゲイン及び第２のゲインは、第１の増幅器６３ａによる増幅信号ｓａが飽和しているとき、第２の増幅器６３ｂによる増幅信号ｓｂが線形で変化するように設定されてもよい。
【0078】
この構成によれば、異常判定部５６が、複数の増幅信号を途切れることなく取得することができ、取得した複数の増幅信号の中から、異常有無の判定をするための読み取りに適した増幅信号を選択し、異常有無の判定を行うことができる。これにより、照明装置１の異常有無の判定を適時行うことができる。
【0079】
また、所定の閾値Ｖｔｈ１は、複数の増幅信号ｓａ～ｓｃのそれぞれが検出光Ｌ３の光量に対して線形で変化する範囲の信号レベルから設定されてもよい。
【0080】
この構成によれば、増幅信号を精度よく取得することができ、取得した複数の増幅信号の中から、異常有無の判定をするための読み取りに適した増幅信号を選択し、異常有無の判定を行うことができる。これにより、照明装置１の異常有無の判定を適時行うことができる。
【0081】
また、光センサ６１は、蛍光体４ａから出射される照明光Ｌ２とは異なる方向に出射された光を検出光Ｌ３としてもよい。
【0082】
これによれば、検出光Ｌ３を減衰が少ない状態で簡易に取得することができる。これにより、照明装置１の異常有無の判定を簡易に行うことができる。
【0083】
また、励起源６は、レーザ素子であってもよい。
【0084】
これによれば、レーザ素子から発せられた光を励起光Ｌ１として、照明装置１の異常有無の判定を行うことができる。
【0085】
また、本実施の形態に係る内視鏡装置９０は、上記の照明装置１と、被検体を観察するための観察装置９１と、を備えていてもよい。
【0086】
これによれば、異常有無の判定を適時行うことができる照明装置１を備えた内視鏡装置９０を提供することができる。
【0087】
（その他の実施の形態）
以上、本開示の複数の態様に係る照明装置等について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれてもよい。
以上、本開示の複数の態様に係る照明装置等について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれてもよい。
【0088】
例えば、実施の形態では、光学系として導光部材３を用いたが、光学系の構成は、励起光Ｌ１が入射し、励起光Ｌ１を蛍光体４ａに照射することができれば、導光部材３に限定されない。例えば、光学系として、ミラー、レンズなどの光学素子を用いてもよい。
【符号の説明】
【0089】
１ 照明装置
４ａ 蛍光体
６ 励起源
５６ 異常判定部
６１ 光センサ
６２ ミラー装置
６３、６３ａ、６３ｂ、６３ｃ 増幅器
９０ 内視鏡装置
９１ 観察装置
Ｌ１ 励起光
Ｌ２ 照明光
Ｌ３ 検出光
ｓ０ 検出信号
ｓ１、ｓ２、ｓ３ 出力信号
ｓａ、ｓｂ、ｓｃ 増幅信号
Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２ 閾値
４ａ 蛍光体
６ 励起源
５６ 異常判定部
６１ 光センサ
６２ ミラー装置
６３、６３ａ、６３ｂ、６３ｃ 増幅器
９０ 内視鏡装置
９１ 観察装置
Ｌ１ 励起光
Ｌ２ 照明光
Ｌ３ 検出光
ｓ０ 検出信号
ｓ１、ｓ２、ｓ３ 出力信号
ｓａ、ｓｂ、ｓｃ 増幅信号
Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２ 閾値
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】