JP2016034505A - 内視鏡用光源システム - Google Patents

Abstract

【課題】目的に応じた様々な光を放射可能な一つの光源システムを提供する。【解決手段】光源システムは、１次光を射出する半導体レーザ１０−１と、１次光の光学的性質を変換し、２次光を生成する光変換素子を含む光変換ユニットを着脱可能な、１次光の光路上に設けられた接続部５０のコネクタ５２と、を具備する光源ユニット１００−１を有している。また、複数の光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３により構成される光変換ユニット群を具備している。光変換ユニット群に属する光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３は全て、接続部５０により、光源ユニット１００−１と接続可能である。よって、光源ユニット１００−１に光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３を組み合わせが可能なように、互換性のある接続部５０で接続することで、少ない部材で様々な照明光を実現することが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、光源ユニットと光変換ユニットとを有する内視鏡用光源システムに関する。

特許文献１には、青色レーザ光源から射出されたレーザ光をライトガイドで先端まで導光し、先端に設けられた波長変換部材で波長変換する第１ユニットと、青色よりも短い波長のレーザ光源とライトガイドと波長変換部材とを用いた第２ユニットと、を組み合わせた発光装置が提案されている。特許文献１は、このような第１ユニットと第２ユニットの組み合わせにより、第１ユニット単体の場合と比較して演色性が向上すると述べている。

特開２００６−１７３３２４号公報

近年、内視鏡等の観察用の光源装置では、観察の目的に応じて、明るさやピーク波長、発光色すなわちスペクトル形状、放射角などを適切に選択することで、観察しようとするものの視認性を向上するなどの取組みが進められている。

このような取組みに対し、上記特許文献１による光源装置では、目的に応じた光を得るためには、レーザ光源とライトガイドと波長変換部材とを用いたユニットを、その目的の光の数だけ用意する必要がある。しかし、多数のユニットを用意するのは、コストや保管場所などの観点から、実務上困難である。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、目的に応じた様々な光を放射可能な一つの内視鏡用光源システムを提供することを目的とする。

本発明の内視鏡用光源システムの一態様は、
１次光を射出する１次光源と、前記１次光の光学的性質を変換し、２次光を生成する光変換素子を含む光変換ユニットを着脱可能な、前記１次光の光路上に設けられた接続部と、を含む光源ユニットと、
前記接続部により着脱可能な、複数の前記光変換ユニットにより構成され、生成された前記２次光を照明光として照射する光変換ユニット群と、
を備え、前記接続部に接続された前記複数の光変換ユニットの少なくともいずれか１つで生成された２次光を、照明光として照射する内視鏡用光源システムであって、
前記光変換ユニット群は、前記１次光を光学的性質が互いに異なる２次光に変換する複数の光変換ユニットを含み、
内視鏡の観察目的に応じて、前記接続部に接続する前記複数の光変換ユニットの少なくともいずれか１つを交換可能であることを特徴とする。

また、本発明の光源システムの別の態様は、
１次光を射出する１次光源と、前記１次光の光学的性質を変換して２次光を生成する光変換素子を含む光変換ユニットを着脱可能な、前記１次光の光路上に設けられた接続部と、を含む光源ユニットと、
前記接続部により着脱可能な、複数の前記光変換ユニットを含む光変換ユニット群と、
を備え、前記接続部に接続された前記複数の光変換ユニットの少なくともいずれか１つで生成された２次光を、照明光として照射する内視鏡用光源システムであって、
前記光源ユニットは、複数の光源ユニットにより光源ユニット群を構成しており、
前記光源ユニット群のメンバーは、共通の前記接続部を有し、
内視鏡の観察目的に応じて、前記接続部に接続する前記複数の光変換ユニット及び前記複数の光源ユニットを交換可能であることを特徴とする。

本発明によれば、様々な光源ユニットと様々な光変換ユニットとを接続可能であるので、目的とする光を放射する組み合わせを用いることで、目的に応じた様々な光を放射可能な一つの内視鏡用光源システムを提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る光源システムの構成を示す図である。 図２（Ａ）乃至（Ｃ）はそれぞれ図１の光源システムにおける光変換ユニットの構成を示す断面図である。 図３は、図２（Ａ）の光変換ユニットの光変換特性を説明するための図である。 図４は、図１中の光源ユニット１００−１と図２（Ａ）の光変換ユニットとを組み合わせた場合に射出される光のスペクトルを説明するための図である。 図５は、図２（Ｂ）の光変換ユニットの光変換特性を説明するための図である。 図６は、図２（Ｃ）の光変換ユニットの光変換特性を説明するための図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係る光源システムの構成を示す図である。 図８は、図７の光源システムにおける光変換ユニットの構成を示す断面図である。 図９は、本発明第３実施形態に係る光源システムにおける光変換ユニットの構成を示す図である。 図１０は、本発明の第４実施形態に係る光源システムの構成を示す図である。 図１１は、図１０の光源システムにおける光変換ユニットの構成を示す断面図である。 図１２は、第４実施形態の変形例における光源システムの構成を示す図である。 図１３は、本発明の第５実施形態に係る光源システムの構成を示す図である。 図１４は、本発明の全ての実施形態に関する変形例を説明するための図である。 図１５は、本発明の全ての実施形態に関する別の変形例を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係る光源システムの構成を説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る光源システムは、複数の光源ユニット１００−１，１００−２により構成される光源ユニット群と、複数の光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３により構成される光変換ユニット群と、を有し、一つの光源ユニット１００−１または１００−２と、一つ光変換ユニット２００−１、２００−２または２００−３と、を組み合わせて使用する光源装置である。

本実施形態では、光源ユニット１００−１，１００−２は、全ての光源ユニットに共通構造を持つコネクタ５２を有しており、全ての光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３には、上記コネクタ５２と着脱可能なコネクタ５４が設けられている。従って、光源ユニット群の全メンバーと光変換ユニット群の全メンバーとは、全ての組み合わせにおいて接続可能となっている。

本光源システムでは、ある光源ユニット１００−１または１００−２に対し光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３を取り替えるだけで、異なる光の照明光を照射可能となっている。

光源ユニット１００−１，１００−２は、図１に示すように、１次光を射出する１次光源としての半導体レーザ１０−１，１０―２と、第１の導光路としての光ファイバ２０と、光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３を着脱可能な、上記光ファイバ２０による１次光の光路上に設けられた接続部となる、接続部５０の一方のコネクタ５２と、により構成されている。

光源ユニット１００−１に搭載された半導体レーザ１０−１は、例えば、波長約４５０ｎｍの青色光を射出する青色半導体レーザである。半導体レーザ１０−１と光ファイバ２０とは図示しないレンズ等により光学的に接続されており、半導体レーザ１０−１から射出された１次光である青色レーザ光は、光ファイバ２０のコアに効率的に入射するように構成されている。光ファイバ２０に入射した青色レーザ光は、接続部５０を経由して、接続された光変換ユニット２００−１，２００−２または２００−３まで導光される。

また、光源ユニット１００−２は、半導体レーザ１０−２から射出されるレーザ光の波長が半導体レーザ１０−１のものと異なっている。光源ユニット１００−２に搭載された半導体レーザ１０−２は、例えば、波長約４０５ｎｍの青紫色レーザ光を射出する青紫色半導体レーザである。

図１に示した光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３の断面図を図２（Ａ）乃至図２（Ｃ）に示す。

図２（Ａ）は、第１の光変換ユニット２００−１の断面図である。該第１の光変換ユニット２００−１は、光源ユニット１００−１，１００−２のコネクタ５２に対して着脱可能とする、１次光の光路上に設けられた接続部である、接続部５０のコネクタ５４と、該コネクタ５４からの１次光を光変換素子としての波長変換部材に導光するための第２の導光路としての光ファイバ２２と、を有している。波長変換部材は、底のある円筒形状の保持部材４０−１の、円筒の内部に挿入されており、例えば、１次光を吸収し、ピーク波長をそれより長波長の光に、スペクトル形状を広くブロードに、放射角を広げるように変換する波長変換部材である蛍光体３０−１である。蛍光体３０−１は、粉末状の蛍光物質を１次光を透過する性質を有する樹脂、ガラス等と混合し、固められて構成されている。保持部材４０−１は、円筒の底面には開口が設けられており、該開口にフェルール４２と該フェルール４２内に配置された光ファイバ２２とが挿入されている。本実施形態では、蛍光体３０−１内の蛍光物質は、ＣｅドープのＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体を、透明なシリコーン樹脂に混合して構成されている。蛍光体３０−１は、円筒形であり、その厚さは、射出される２次光の光特性が観察用の光として最適となるように調整されている。

図２（Ｂ）は、第２の光変換ユニット２００−２の断面図である。この第２の光変換ユニット２００−２は、基本的には上記第１の光変換ユニット２００−１と同様に構成されており、上記第１の光変換ユニット２００−１とは、保持部材４０−２とその内部に挿入された光変換素子とが異なっている。この光変換ユニット２００−２は、光変換素子として、放射角変換素子が挿入されている。具体的には、この放射核変換素子は、１次光を拡散する拡散部材３２−１である。拡散部材３２−１は、１次光のピーク波長、スペクトル形状は変換せず、放射角を広げる機能を有している。拡散部材は、１次光を透過する性質を有する部材の内部に、それとは屈折率の異なる部材を混合して固められている。例えば、屈折率１．４の樹脂と屈折率１．５のガラスフィラーとを混合して構成されている。拡散部材３２−１の厚さは、射出される２次光の放射角が観察光として最適となるように調整されている。

図２（Ｃ）は、第３の光変換ユニット２００−３の断面図である。この第３の光変換ユニット２００−３は、基本的には上記第１の光変換ユニット２００−１と同様に構成されており、上記第１の光変換ユニット２００−１とは保持部材４０−３とその内部に挿入された光変換素子とが異なっている。この光変換ユニット２００−３の光変換素子は、１次光をコリメート光に変換し、２次光として射出するコリメートレンズ群３４−１が所定の位置関係で配置されている。コリメートレンズ群は、射出される２次光が観察光として最適なビーム径となるように設定されている。

光ファイバ２０，２２はいずれも、コアの屈折率がクラッドの屈折率より高く構成された、一般的な単線の光ファイバである。光ファイバの種類は、組み合わせて用いる１次光源の特性に合わせて選択される。本実施形態では、１次光源にマルチモードの半導体レーザ１０−１，１０−２を用いているため、マルチモードファイバが適している。また、光ファイバ２０、２２は同じ光学特性を有する光ファイバが適している。これにより、接続部のロスを軽減することができる。例えば、コア径５０μｍ、開口数ＮＡが０．２２程度のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。

接続部５０は、光ファイバ２０，２２を高効率で接続するコネクタを用いることができる。図では省略したが、フェルール同士をスリーブ等で軸あわせし、固定する機能を有している。一般的な光コネクタを用いることができる。

次に、本実施形態に係る光源システムの動作について説明する。
前述の通り、本光源システムでは、光源ユニット群のメンバーである２つの光源ユニット１００−１，１００−２と、光変換ユニット群のメンバーである３つの光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３とは、接続部５０により全ての組み合わせに対し接続可能に構成されている。

はじめに、光源ユニット１００−１と、３つの光変換ユニット２００−１、２００−２、２００−３を組み合わせた場合の動作について順に説明する。

まず、光源ユニット１００−１と第１の光変換ユニット２００−１を組み合わせた光源装置の動作について説明する。

光源ユニット１００−１が有する半導体レーザ１０−１は、図示しない電源、制御回路と接続されており、これにより所定の電力を供給することで、半導体レーザ１０−１は、波長４５０ｎｍのレーザ光を射出する。半導体レーザ１０−１から射出された青色レーザ光は、図示しないレンズ等により光ファイバ２０の入射端に集光されて、光ファイバ２０のコアに入射し、光ファイバ２０内を導光し、接続部５０のコネクタ５２からコネクタ５４に向けて射出される。コネクタ５４に照射された青色レーザ光は、光ファイバ２２のコアに入射し、光ファイバ２２により導光されて、第１の光変換ユニット２００−１の保持部材４０−１内に挿入された光変換部材である蛍光体３０−１に照射される。

蛍光体３０−１に入射した青色レーザ光の一部は、蛍光体３０−１内に分布した蛍光物質であるＣｅドープのＹＡＧに吸収されて波長変換されて、黄色い蛍光となって放射される。すなわち、蛍光体３０−１は、図３（Ａ）に示すように、ピーク波長を４５０ｎｍから５５０ｎｍに変換し、スペクトル形状については、スペクトル線幅（ＦＷＨＭ：半値全幅）１〜２ｎｍ程度の線スペクトルから５０ｎｍ以上のブロードなスペクトルに変換する。また、蛍光体３０−１に入射した青色レーザ光の別の一部は、蛍光体３０−１内で散乱されて外部に放射される。図３（Ｂ）は、縦軸に光強度、横軸に放射角を取ってプロットした図である。ＣｅドープのＹＡＧは、青色レーザ光８０の一部を吸収し、その入射方向にかかわらない様々な方向に黄色蛍光８０−１を放出する。従って、黄色蛍光８０−１の放射角は、非常に広い放射角となる。青色レーザ光のうち、蛍光体３０−１に吸収されず、散乱されて外部に放射される成分である透過光８０−２は、散乱されない場合の青色レーザ光８０の放射角と比較すると、広い放射角となり、黄色蛍光８０−１と略等しい放射角となる。

すなわち、第１の光変換ユニット２００−１は、青色レーザ光の一部に対しては、ピーク波長、スペクトル形状、放射角の全てを変換し、また、残りの一部に対しては、ピーク波長、スペクトル形状は変換せず、放射角のみを変換する機能を有している。

この結果、光源ユニット１００−１と第１の光変換ユニット２００−１とを組み合わせた光源装置からは、図４に示すようなスペクトルを有し、図３（Ｂ）の青色レーザの透過光８０−２と黄色蛍光８０−１との放射角を有する２次光としての照明光を放射する。この照明光は、青色光と、その補色である黄色光とによる白色光である。従って、この組み合わせにより、白色光を放射する光源装置を得ることが可能である。

次に、光源ユニット１００−１と第２の光変換ユニット２００−２とを組み合わせた光源装置の動作について説明する。基本的な動作は、光源ユニット１００−１と第１の光変換ユニット２００−１とを組み合わせた光源装置と同様である。ここでは、異なる部分についてのみ説明する。

光源ユニット１００−１から射出された青色レーザ光は、光ファイバ２０、接続部５０、光ファイバ２２を経由して、第２の光変換ユニット２００−２の保持部材４０−２の内部に挿入された拡散部材３２−１に照射される。拡散部材３２−１は、青色レーザ光のピーク波長、スペクトル形状を変換せず、放射角のみを変換する機能を有する。この構成における第２の光変換ユニット２００−２から放射される照明光のスペクトルと放射角を図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す。

スペクトルは、図５（Ａ）に示すように、波長４５０ｎｍ、スペクトル線幅１〜２ｎｍであり、半導体レーザ１０−１から射出されたレーザ光のものと変わらない。一方、図５（Ｂ）に示すように、放射角は、元のレーザ光が、光ファイバ２２から放射された場合のもの（図５（Ｂ）の８０）と比較して、非常に広い放射角の青色レーザ光８０−３となる。

この結果、光源ユニット１００−１と第２の光変換ユニット２００−２とを組み合わせることにより、波長、スペクトルはレーザ光と同じであり、かつ、放射角が広い照明光を得ることができる。この放射角が広い照明光は、レーザ光の可干渉性が非常に小さくなっているため、スペックル等が発生しにくいという特性も有している。

次に、光源ユニット１００−１と第３の光変換ユニット２００−３とを組み合わせた光源装置の動作について説明する。基本的な動作については上述の二つの組み合わせの例と同様である。ここでは、異なる部分に付いてのみ説明する。

光源ユニット１００−１から放射された青色レーザ光は、光ファイバ２０、接続部５０、光ファイバ２２を経由して第３の光変換ユニット２００−３の保持部材４０−３内に挿入されたコリメートレンズ群３４−１に照射される。コリメートレンズ群３４−１に入射した青色レーザ光は、ここで、平行光であるコリメート光８０−４に変換され、外部に照射される。図６は、この様子のイメージ図である。コリメートレンズ群が無かった場合の青色レーザ光が広がり角を有して（図６の８０）放射されるのに対し、コリメート光８０−４は、照明対象物まで、ビーム径をほとんど変えずに照射することができる。なお、第３の光変換ユニット２００−３は、青色レーザ光を平行光に変換する機能、すなわち、放射角を狭く変換する機能のみを有しており、ピーク波長、スペクトル線幅は変換しない光変換機能を有している。以上のように、第３の光変換ユニット２００−３を用いると、離れた照明対象物を、ビーム径をほとんど変えずに照明することができる。この結果、パワー密度が比較的大きい光ビームを照明対象物に照射することが可能となる。

以上のように、光源ユニット１００−１に対し、３つの光変換ユニット２００−１、２００−２、２００−３を組み合わせることで、一つの光源ユニット１００−１から、白色光、レーザ拡散光、コリメート光、という３つの異なる照明光を実現することが可能となる。

次に、波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光を射出する光源ユニット１００−２を３つの光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３と組み合わせた場合の動作について説明する。

基本的な動作については、上述した光源ユニット１００−１を用いた場合と同様であるため、ここでは異なる点を中心に説明する。なお、光源ユニット１００−２と、第２及び第３の光変換ユニット２００−２，２００−３とを組み合わせた場合の動作については、上述の光源ユニット１００−１とそれぞれを組み合わせた場合の動作とほぼ等しいため、ここでは説明を省略し、第１の光変換ユニット２００−１と組み合わせた場合についてのみ説明する。

すなわち、光源ユニット１００−２から射出された青紫色レーザ光は、光ファイバ２０、接続部５０、光ファイバ２２を経由して第１の光変換ユニット２００−１の保持部材４０−１内に挿入された蛍光体３０−１に照射される。蛍光体３０−１の有するＣｅドープのＹＡＧは、波長４５０ｎｍの青色光はよく吸収し、黄色蛍光に波長変換するが、波長４０５ｎｍの青紫色光はほとんど吸収しないため、図３（Ａ）に示したような波長変換はほとんど起こらない。すなわち、光変換素子としての蛍光体３０−１は、二つの１次光に対する吸収率が異なっているため、波長４５０ｎｍの１次光はよく吸収し、白色光に変換するが、波長４０５ｎｍの１次項はほとんど吸収せず、そのまま放出する。しかし、蛍光体３０−１内に分散配置されている蛍光部材であるＣｅドープのＹＡＧは、屈折率が１．８程度と、封入に用いられる一般的なガラスや樹脂などの屈折率、１．４〜１．５程度と比較して大きい。このため、第１の光変換ユニット２００−１に挿入された蛍光体３０−１は、青紫色レーザ光に対して、拡散部材３２−１と略等しい働きをする。つまり、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、ピーク波長、スペクトル形状はほとんど変換せず、放射角のみを広げるような光変換を行う。言い換えると、光源ユニット１００−２に対し、第１の光変換ユニット２００−１は、拡散部材３２−１を有する第２の光変換ユニット２００−２と同じような光変換機能を示す。

すなわち、白色光と、青紫色の拡散光とで観察を行いたい場合には、光源ユニット１００−１，１００−２の二つを用意し、それぞれを光変換ユニット２００−１と組み合わせるだけ実現可能である。

以上の通り、光源ユニット群のメンバーと、光変換ユニット群のメンバーとを適宜組み合わせることで、様々な照明光を得ることが可能となる。

以上のように、本第１実施形態に係る光源システムでは、光源ユニット１００−１，１００−２の１次光射出端に接続部５０を設け、ここに様々な光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３を着脱可能に構成し、光源システムとして、様々な光源ユニット１００−１，１００−２、光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３を用意し、様々な組み合わせが可能なように、互換性のある接続部５０で接続することで、少ない部材で様々な照明光を実現することが可能となる。

上記特許文献１に開示されたような従来の構成では、照明光の種類だけ光源ユニットと光変換ユニットを組み合わせたユニットが必要であったが、本第１実施形態によると、最大、光源ユニットの数に光変換ユニットの数を乗じた数だけの照明光を実現することが可能となり、少ない部材から多くの照明光を作り出せるため、非常に効率的である。

また、内視鏡など、光変換ユニットを搭載するスペースに限りがある場合、上記特許文献１に開示されたような従来の構成では、射出できる照明光数に限りがあったが、本実施形態の構成によると、光源ユニット、光変換ユニットを必要な照明光に対応する分だけ用意しておき（例えば、光源ユニット１００−１，１００−２及び光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３）、これらを適宜交換するだけで、様々な照明光を実現可能とすることができる。

すなわち、光源ユニット１００−１，１００−２と光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３の組み合わせを適切に選択することで、様々な光を放射可能な光源装置を、スペース効率よく配置できる光源システムを実現することが可能となる。

なお、本第１実施形態の図１に示した構成は一例であり、簡単のため、光源ユニットを２種（光源ユニット１００−１，１００−２）、光変換ユニットを３種（光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３）と単純化したシステムについて説明したが、実際の利用に際しては、要求される照明光の機能に応じて、もっと多くの光源ユニット、光変換ユニットを適切に用意すれば良い。光源ユニットに搭載する１次光源も、半導体レーザに限らず、様々なレーザ光源やＬＥＤ、ランプなど、様々な光源を利用できる。光ファイバと高効率に接続可能な光源であれば、より望ましい。

また、光変換ユニットに搭載した光変換素子についても同様であり、上述した蛍光体、拡散部材、コリメートレンズ系に限らず、様々な光変換素子が利用可能である。例えば、種々の粉末蛍光体やセラミック蛍光体、単結晶蛍光体などはもちろん、量子ドットや半導体発光素子、有機発光素子などを用いることができる。また、拡散部材も、透明な部材の表面に凹凸加工を施したタイプなども用いることができる。さらに、回折格子や偏光素子、フォトニック結晶など、指向性のある光変換素子を用いることで、射出される２次光の放射角や強度分布に指向性を持たせることも可能である。また、様々な波長フィルタを用いることで、所望の波長域の光のみを取り出したり、カットしたりするように構成することも可能である。

さらに、本実施形態では、光変換素子を単独で使用する例についてのみ説明したが、これに限らない。複数の光変換素子を一つの保持部材内に搭載することが可能である。例えば、蛍光体の射出面に、蛍光の一部の波長をカットするフィルタを配置することで、所望の波長域の蛍光のみを取り出すことが可能となる。また、１次光をカットするフィルタを搭載することで、蛍光のみを取り出すように構成することが可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
基本的な構成については第１実施形態と共通であるため、ここでは第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態に係る光源システムは、図７に示すように構成されており、基本的には、図１に示した第１実施形態と共通に構成されている。上記第１実施形態と比べ、光源ユニット群のメンバー構成と、光変換ユニット群のメンバー構成が異なっている。

すなわち、本実施形態における光源ユニット群は、二つの光源ユニット１００−１、１００−３をメンバーとして有している。光源ユニット１００−１は、上記第１実施形態と同じ、４５０ｎｍの青色レーザ光を射出する半導体レーザ１０−１を含んでいる。また、光源ユニット１００−３は、同様に４５０ｎｍの青色レーザ光を射出する半導体レーザ１０−３を含んでいる。二つの半導体レーザ１０−１と１０−３は、出力可能な最大光量、すなわち最大光出力が異なっている。半導体レーザ１０−１は、最大光出力が１００ｍＷの青色半導体レーザであり、一方、半導体レーザ１０−３は、最大光出力が１０００ｍＷの青色半導体レーザである。

それ以外の構成については、上記第１実施形態と同様に構成されている。

本実施形態における光変換ユニット群は、３つの光変換ユニット２００−１，２００−４，２００−５をメンバーとして有している。第１の光変換ユニット２００−１は、上記第１実施形態と同じ、蛍光体３０−１が挿入された保持部材４０−１を含んでいる。また、第４の光変換ユニット２００−４は、蛍光体３０−１とは異なる蛍光体３０−２が挿入された保持部材４０−４を含んでいる。第５の光変換ユニット２００−５は、蛍光体３０−１を用いており、保持部材４０−５に放熱手段４４が接続されている。

３つの光変換ユニットのうち、第１実施形態とは異なる二つの光変換ユニット２００−４、２００−５の断面図を図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す。

図８（Ａ）は、第４の光変換ユニット２００−４の断面図である。外観は、図２（Ａ）に示した第１の光変換ユニット２００−１と同様である。蛍光体３０−２は、耐熱性の向上を目的とし、第１の光変換ユニット２００−１の蛍光体３０−１がＣｅドープのＹＡＧをシリコーン樹脂に分散して固化していたのに対し、本第４の光変換ユニット２００−４の蛍光体３０−２は、蛍光物質であるＣｅドープのＹＡＧの粉末を、ガラスの中に分散して構成されている。耐熱性において、蛍光物質であるＣｅドープのＹＡＧは、十分高いが、シリコーン樹脂は、２００℃程度を超える温度で長時間保持すると、黄変したり、クラック等が発生し、光変換素子としての性能が低下する。これに対し、ガラスを用いた蛍光体３０−２は、耐熱性が高いため、４００℃以上の高温でもほとんど性能低下しない。

本第４の光変換ユニット２００−４の保持部材４０−４は、形状は第１の光変換ユニット２００−１の保持部材４０−１と同じに構成されているが、耐熱性の高い材料で構成されている。上記保持部材４０−１については、特に材料を規定していないが、金属や樹脂、セラミックなど、蛍光体３０−１を保持可能なものであればどのようなものでも使用することができる。これに対し、本保持部材４０−４は、耐熱性の高い部材、例えば金属やセラミックが用いられる。

このように構成することで、第４の光変換ユニット２００−４は、第１の光変換ユニット２００−１と比べ、高い耐熱性を実現できる。

図８（Ｂ）は、第５の光変換ユニット２００−５の断面図である。本第５の光変換ユニット２００−５では、保持部材４０−５の内部に位置する光変換素子としては、第１の光変換ユニット２００−１と同様の蛍光体３０−１が搭載されている。保持部材４０−５は、熱伝導率の高い部材が用いられる。例えば、アルミや銅など、熱伝導率の高い部材が望ましい。また、金属以外にも、熱伝導率が高いものであれば用いることができる。熱伝導率の目安として、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものであれば使用できる。望ましくは１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものが使用できる。

保持部材４０−５には、放熱手段４４として、金属ワイヤが接続されている。金属ワイヤは、銅など、熱伝導率の良いワイヤが用いられ、保持部材４０−５と熱的に接続されている。放熱手段４４としては、金属ワイヤの他に、金属性のロッドやメッシュ、また、炭素繊維など、熱伝導率の高い部材ならどのようなものでも用いることが可能である。熱伝導率の目安として、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものであれば使用できる。望ましくは、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものが使用できる。

次に、本第２実施形態に係る光源システムの動作について説明する。動作についても、基本的には、上記第１実施形態に係る光源システムの動作と変わらない。ここでは、上記第１実施形態との違いのみについて説明する。

光源ユニット１００−１、１００−３と、光変換ユニット２００−１、２００−４、２００−５の全ての組み合わせによる光源装置について、光源ユニット１００−１，１００−３から放射される青色レーザ光から白色の照明光を構成する一連の動作については、上記第１実施形態と同様である。

はじめに、光源ユニット１００−１と第４の光変換ユニット２００−４を組み合わせた光源装置の動作について説明する。第４の光変換ユニット２００−４には、耐熱性の高い蛍光体３０−２と耐熱性の高い保持部材４０−４が用いられている。このため、第１の光変換ユニット２００−１では部材の劣化に伴う機能低下が見られるような、１００℃以上の高温下での使用が可能となる。例えば、停止したばかりのエンジンの内部に挿入して使用しても、部材の劣化に伴う機能低下はほとんどない。

次に、光源ユニット１００−１と第５の光変換ユニット２００−５を組み合わせた光源装置の動作について説明する。第５の光変換ユニット２００−５は、蛍光体３０−１による光変換に伴い発生した熱を、保持部材４０−５、放熱手段４４により、該光変換ユニット２００−５の外部に放熱し易い構成となっている。従って、放熱手段を持たない第１の光変換ユニット２００−１を用いた場合と比較して、本第５の光変換ユニット２００−５の表面温度を低く抑えることができる。例えば、光変換ユニットが生体に触れる恐れのある使用方法において、生体組織が熱により破壊されるリスクを軽減できる。人体に用いる内視鏡等の場合であっても、火傷等のリスクを軽減できる。

次に、光源ユニット１００−３と光変換ユニット２００−１，２００−４，２００−５を組み合わせた場合についての動作について説明する。光源ユニット１００−３は、最大光出力１０００ｍＷと、光源ユニット１００−１に搭載されている青色半導体レーザ１０−１の１００ｍＷと比較して１０倍の光出力が可能な青色半導体レーザ１０−３が搭載されている。蛍光体３０が青色レーザ光を吸収し、黄色蛍光を発光するプロセスにおいて発生する熱は、一般に入射光量に比例する。従って、光源ユニット１００−１を最大出力で発光させたときに蛍光体３０−１で発生する熱は、光源ユニット１００−３を最大光出力で発光させたときに蛍光体３０−１で発生する熱の約１０倍にもなる。

まず、光源ユニット１００−３と第１の光変換ユニット２００−１を組み合わせた光源装置の動作について説明する。光源ユニット１００−３は、光源ユニット１００−１と比べ、最大光出力が大きいため、第１の光変換ユニット２００−１の限界となる明るさまで明るくすることができる。すなわち、第１の光変換ユニット２００−１が、光変換に伴う発熱により、局所的温度がシリコーン樹脂の耐熱限界温度に達するまで、明るい照明光を得ることができる。ただし、蛍光体３０−１の局所温度が耐熱限界温度、例えば、耐熱限界温度が２００℃のシリコーンを使った場合、シリコーン樹脂が一部でもこの温度を超えた場合、蛍光体３０−１内の樹脂が黄変したり、クラックを生じる恐れがあるので、それより明るくすることはできない。

そのような場合、耐熱性を向上した第４の光変換ユニット２００−４を用いることで、さらに明るくすることができる。第４の光変換ユニット２００−４は、第１の光変換ユニット２００−１に比べ、耐熱性が高い部材を用いて作製されている。このため、第４の光変換ユニット２００−４と光源ユニット１００−３とを組み合わせることで、第１の光変換ユニット２００−１と光源ユニット１００−３を組み合わせた場合と比べ、より明るい照明光を得ることができる。蛍光体３０−２は、ＣｅドープのＹＡＧをガラス中に分散した構成であるため、蛍光体３０−１を用いた場合と比べ、大幅に耐熱性を向上している。例えば、１０００ｍＷの１次光を入射した場合でも劣化する恐れは十分低い。また、雰囲気温度が高くなると、蛍光体の局所温度はその分高くなるため、室温で問題とならない１次光量であっても劣化する可能性が高まるが、この組み合わせであれば、より高温となる環境下での観察に対しても、使用することが可能となる。

次に、光源ユニット１００−３と第５の光変換ユニット２００−５とを組み合わせた光源装置の動作について説明する。第５の光変換ユニット２００−５は、蛍光体３０−１で発生した熱を効率的に外部に逃がすように構成されている。このため、光源ユニット１００−１と第１の光変換ユニット２００−１の組み合わせの説明で示した、生体へ悪影響を与えるリスク軽減に加え、蛍光体３０−１の局所的な発熱を放熱により軽減することが可能となる。この結果、同じ耐熱性の蛍光体３０−１を用いた場合でも、より明るく発光させることが可能となる。

以上のように、本第２実施形態に係る光源システムでは、耐熱性や放熱性の異なる光変換ユニット２００−１，２００−４，２００−５を用いることで、蛍光体３０−１，３０−２の熱による劣化や、局所的な温度上昇を軽減したりすることができる。

すなわち、光変換ユニット２００−１に対し耐熱性や放熱性を向上した光変換ユニット２００−４，２００−５を用意することで、より明るい照明光を得たり、高温下での観察を可能としたり、生体への悪影響のリスクを軽減したりすることが可能となる。また、耐熱性や放熱性が不要な場合、これらの機能を搭載しないことで、よりシンプルで低価格な光変換ユニット２００−１を実現することができる。

なお、上述した構成は一例であり、例えば、耐熱性の高い蛍光体３０−２と放熱手段４４とを組み合わせた光変換ユニットを作製することもできる。これにより、高温化や高強度の励起光を用いることが可能な光源装置の表面温度を低く抑えることが可能となる。

また、蛍光体３０−１，３０−２により白色光とする例を示したが、これに限らない。拡散部材３２−１を用いて放射角を変換する場合でも、耐熱性の高い部材を基材とする拡散部材を用いたり、放熱手段４４を設けることが可能である。これにより、拡散部材を高温化や高強度の光を使用したり、光拡散に伴う発熱を軽減することができる。また、フィルタ等、光変換に伴い熱を発生する光変換素子を用いる場合においても、同様である。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的な構成については、上記第１実施形態と共通となっている。ここでは、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本第３実施形態に係る光源システムは、基本的には、図１に示した上記第１実施形態と共通に構成されている。本第３実施形態は、上記第１実施形態と比べ、光変換ユニット群のメンバー構成が異なっており、また、光源ユニット群は、光源ユニット１００−１のみをメンバーとしている点が異なっている。

本第３実施形態では、同じ光変換機能を有するものであって、光変換ユニット先端の保持部材の形状、サイズが互いに異なっている点が、上記第１及び第２実施形態と異なっている。

すなわち、本第３実施形態の光変換ユニット群は、図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）に示すような、光変換ユニット２００−１，２００−６，２００−７の３つの光変換ユニットをメンバーとしている。これらの図において、上側は光ファイバ２２の中心軸を含む断面図であり、下側はその光変換ユニットを２次光の射出側、すなわち上側の図の右側から見た正面図である。各光変換ユニット２００−１，２００−６，２００−７の基本的な構造は、上記第１実施形態に示した第１の光変換ユニット２００−１と同様である。ただし、第６及び第７の光変換ユニット２００−６、２００−７は、第１の光変換ユニット２００−１と比べ、保持部材と蛍光体の大きさ、形のみが異なっている。

図９（Ａ）に示した第１の光変換ユニット２００−１は、上記第１実施形態で説明し、図２（Ａ）に示した第１の光変換ユニット２００−１と同じものである。図９（Ｂ）は、第６の光変換ユニット２００−６を示す図であり、上記第１の光変換ユニット２００−１の蛍光体３０−１、保持部材４０−１を径方向に大きくしたもの（それぞれ蛍光体３０−６、保持部材４０−６）で、蛍光体３０−６の厚さは蛍光体３０−１と同じである。図９（Ｃ）は、第７の光変換ユニット２００−７を示す図であり、蛍光体３０−７は、蛍光体３０−６を中心から二つに切断した片方であり、保持部材４０−７は、蛍光体３０−７を保持するのに適した形としている。

次に、本第３実施形態に係る光源システ−ムの動作について説明する。光源ユニット群に属するメンバーと光変換ユニット群に属するメンバーの全ての組み合わせについて、青色レーザ光から白色の照明光を生成する一連の動作については、上記第１実施形態の光源ユニット１００−１と光変換ユニット２００−１の組み合わせの動作と同じである。

なお、第１の光変換ユニット２００−１のように先端径が細いものは、小さな点から発光するため点光源に近く、サイズの大きい第６の光変換ユニット２００−６は、それより面光源に近い発光となる。また、形状の違いにより、配光などが変化する。

以上のように、本第３実施形態に係る光源システムでは、光変換ユニットを搭載する場所的な制限に対し、適したサイズ、形状の光変換ユニット２００−１，２００−６，２００−７を選択することが可能となる。

この場合、上記第１実施形態で示した効果に加え、以下の効果がある。すなわち、一つの光源ユニット１００−１に対し、光変換ユニット２００−１，２００−６，２００−７を適切に選択するだけで、照明装置を搭載する領域に対し、最適なスペース効率となるような先端ユニットを選択することが可能となる。例えば、撮像素子等と組み合わせるときや内視鏡など、小さなスペースに搭載する必要がある場合、他の部材の隙間のスペースを有効に活用するように、適した光変換ユニットを選択することが可能となる。

なお、図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）に示した形状、サイズは一例に過ぎず、様々な変形が可能である。楕円形や方形はもちろん、撮像素子の搭載を考慮した異形の光変換ユニットを作製することができる。

また、光変換素子は、蛍光体に限らず、拡散部材やコリメートレンズ群など、放射角のみを変換する光変換素子や、波長選択フィルタ、及びそれらの組み合わせなど、様々なものが可能である。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本第４実施形態は、基本的な構成については、上記第１実施形態と共通となっている。ここでは、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本第４実施形態に係る光源システムは、光源ユニットと光変換ユニットとを着脱する接続部の位置が上記第１乃至第３実施形態とは異なっている。

すなわち、図１０に示すように、本実施形態に係る光源システムでは、上記第１実施形態に係る光源システムと比較して、接続部５１が、導光路としての光ファイバ２０上ではなく、フェルール４２と保持部材の間に設けられている点が異なっている。なお、光源ユニット１００−４，１００−５、光変換ユニット２００−８，２００−９，２００−１０は、接続部の位置、構造のみが上記第１実施形態に示した光源ユニット１００−１，１００−２、光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３と異なっており、光学的な機能については、個々で示した順番どおりに、対応するそれぞれが同じ機能を有している。

光源ユニット１００−４，１００−５は、図１０に示すように、半導体レーザ１０−１，１０−２、光ファイバ２０、フェルール４２、及び接続部５１の一方のコネクタ５３により構成されている。接続部５１は、簡便のため省略して記載したが、コネクタ５３とコネクタ５５は、互いを固定する勘合部等の、嵌め合い構造を有している。

接続部５１は、フェルール４２が保持部材４０−８，４０−９，４０−１０内の光変換素子と最適な位置関係となるように位置決めする機能を有している。

本実施形態の光変換ユニット群のメンバーである光変換ユニット２００−８，２００−９，２００−１０の断面図を図１１（Ａ）乃至図１１（Ｃ）に示す。

各光変換ユニット２００−８，２００−９，２００−１０には、接続部５１の一方のコネクタ５５が形成されている。コネクタ５５は、リング状であり、内部にフェルール４２と勘合する貫通孔が形成されている。

光源ユニット１００−４，１００−５の光ファイバ先端部に配置したフェルール４２をコネクタ５５の貫通孔、保持部材４０−８，４０−９，４０−１０の貫通孔に挿入すると、フェルール４２の端部が蛍光体３０−１，拡散部材３２−１，コリメートレンズ群３４−１と略接する位置で、コネクタ５３とコネクタ５５とが勘合し、固定されるように構成されている。

以上のような本第４実施形態に係る光源システムの動作は、光源ユニット群に属するメンバーと光変換ユニット群に属するメンバーの全ての組み合わせについて、基本的な動作は、上記第１実施形態で説明した動作と同様である。

以上のように、本第４実施形態に係る光源システムでは、光源ユニット１００−１の構造をほとんど複雑化せずに、光変換ユニット２００−８，２００−９，２００−１０の構造をシンプルにできるため、小型化、低コスト化に適している。

このように、光変換ユニット２００−８，２００−９，２００−１０を小型、低コスト化できるため、多くの光変換ユニットを保持、保管し易くなる。また、光源装置の先端部のみを交換することが可能になるため、例えば、内視鏡などに光源装置を組み込んだ場合でも、第１乃至第３実施形態の場合と比較して、交換作業を容易に行うことが可能となる。

なお、本第４実施形態では、図１０に示すように、接続部５１が保持部材４０−８，４０−９，４０−１０とフェルール４２の間にある例を示したが、これに限らない。例えば、図１２に示すように、保持部材４０−１１と光変換素子の一つである蛍光体３０−１，３０−２とが着脱可能に構成されても良い。すなわち、接続部５１０は、光変換素子（３０−１，３０−２）と保持部材４０−１１との間に設けられても良い。図１２は、点線で囲まれた領域のみ断面図として描かれている。接続部５１０は、該接続部５１０の一方である光変換素子の外面の一部である接続表面５３０と、保持部材４０−１１の内面である接続表面５５０と、により構成されても良い。この場合は、光源ユニット１００−６は、半導体レーザ１０−１、光ファイバ２０、フェルール４２及び保持部材４０−１１とから構成され、光変換ユニット２００−１１，２００−１２は、光変換素子（３０−１，３０−２）のみとなる。このように構成することで、交換するための光変換ユニット２００−１１，２００−１２を最小限の部材で構成することが可能となる。また、光変換ユニットを非常に小型に構成することが可能になる。なお、図示しないが、光変換ユニット２００−１１，２００−１２の接続表面５３０は、保持部材４０−１１の接続表面５５０と勘合するように、そのサイズが規定されるか、または勘合して保持する嵌め合い構造を有することで、不用意に脱離しないように構成されている。

なお、光変換ユニットの種類は、ここで示した例の他、第１乃至第３実施形態で説明した光変換ユニット２００−１〜２００−７や、波長選択フィルタ、それらの組み合わせ等、様々な変形が可能である。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的な構成については、上記第１実施形態と共通となっている。ここでは、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本第５実施形態に係る光源システムは、光源ユニットと光変換ユニットとを着脱する接続部の位置が上記第１乃至第４実施形態とは異なっている。

すなわち、本実施形態に係る光源システムでは、図１３に示すように、上記第１実施形態に係る光源システムと比較して、接続部５７が、光ファイバ２０上ではなく、半導体レーザ１０−１，１０−２と導光路としての光ファイバ２０との間に設けられている点が異なっている。

なお、光源ユニット１００−７，１００−８、光変換ユニット２００−１３，２００−１４，２００−１５は、接続部の位置、構造のみが上記第１実施形態に示した光源ユニット１００−１，１００−２、光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３と異なっており、光学的な機能については、対応するそれぞれが同じ機能を有している。

光源ユニット１００−７，１００−８は、図１３に示すように、半導体レーザ１０−１，１０−２及び接続部５７の一方のコネクタ５８により構成されている。接続部５７は、簡便のため省略して記載したが、コネクタ５８とコネクタ５９は、互いを固定する、勘合部等の嵌め合い構造を有している。

接続部５７は、フェルール４２が半導体レーザ１０−１，１０−２と最適な位置関係となるように位置決めする機能を有している。なお、フェルール４２と半導体レーザ１０−１，１０−２の光学的接続にはレンズ等が用いられる場合があるが、この場合接続部５７は、レンズとフェルール４２とが適切な位置関係となるように、位置決めする機能を有している。

本実施形態の光変換ユニット群に属するメンバーである光変換ユニット２００−１３，２００−１４，２００−１５は、図１３に示されている。

光変換ユニット２００−１３，２００−１４，２００−１５の、光射出端側の構造は、上記第１実施形態と同様に構成されている。上記第１実施形態と比較して、接続部５７の構造が、光源ユニット１００−７，１００−８と直接接続に適するように構成されている他は、上記第１実施形態の光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３と同様である。

接続部５７は、光源ユニット１００−７，１００−８の半導体レーザ１０−１，１０−２から射出される１次光を効率良く受光する位置にフェルール４２が位置するように、フェルール外形とコネクタ５８が有する貫通孔の内径とが勘合するように構成されている。フェルール４２とコネクタ５８が勘合し、光ファイバ２０の先端が１次光を効率良く受光する位置になったときに、コネクタ５８とコネクタ５９とが固定されるように構成されている。これにより、接続部５７での１次光伝達効率が高くなるように調整されている。

以上のような本第５実施形態に係る光源システムの動作は、光源ユニット群に属するメンバーと光変換ユニット群に属するメンバーの全ての組み合わせについて、基本的な動作は、上記第１実施形態で説明した動作と同様である。

以上のように、本第５実施形態に係る光源システムでは、光変換ユニットの構造をほとんど複雑化せずに、光源ユニット１００−７，１００−８の構造をシンプルにできるため、小型化、低コスト化に適している。

すなわち、本実施形態の構成によると、光源ユニット１００−７，１００−８を小型、低コスト化することができる。また、１次光源としての半導体レーザ１０−１，１０−２のみを交換することが可能になるため、例えば、内視鏡などに光源装置を組み込んだ場合でも、上記第１乃至第３実施形態の場合と比較して、交換作業を容易に行うことが可能となる。特に、水中等を照明する場合、接続部５７が光ファイバ２０より先端側にないため、防水構造を構築し易い。

なお、光変換ユニットの種類は、ここで示した例の他、第１乃至第３実施形態で説明した光変換ユニット２００−１〜２００−７や、波長選択フィルタ、それらの組み合わせ等、様々な変形が可能である。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

例えば、上記全ての実施形態において、導光路として光ファイバ２０，２２を用いる例のみを示したが、これに限らない。一般に使用される様々な導光路を使用することができる。例えば、フィルム基板上に屈折率の異なる領域を互いに接するように構成されるフィルム導光路や、半導体基板上に屈折率の異なる領域を互いに接することで構成される半導体導光路や、樹脂等により構成されるスラブ型導光路など、様々な導光路を利用することが可能である。

図１４は、第１実施形態における、光源ユニット１００−１と光変換ユニット２００−１に用いられている光ファイバ２０，２２を、フィルム導光路９０，９２で置き換えた例を示している。光源ユニット１００−９、光変換ユニット２００−１６では、フィルム導光路９０，９２を用いるために、接続部５０とその構成要素であるコネクタ５２，５４は、接続部５００とコネクタ５２０，５４０とに置き換えている。また、フェルール４２も、導光路端部保持部材４２０に置き換えられている。

フィルム導光路９０，９２は、図１５に示すように、透明なフィルム基板９００上に、フィルム基板９００より屈折率の高い透明な部材により導光部９１０が形成され、さらにその上に、フィルム基板９００と略等しい屈折率を有する透明なカバー部材９２０が配置されて、構成されている。このように構成することで、導光部９１０に入射した光は、フィルム基板９００やカバー部材９２０に伝播しにくくなり、効率良く光を導光することが可能に構成されている。

なお、接続部５００は、フィルム導光路を着脱可能とするコネクタ等、通常の技術を用いることができる。

さらに、フィルム導光路以外の半導体導光路やスラブ型導光路などを用いる場合、接続部は適宜、適切な技術を選択すれば良い。

その他、発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な修整が可能である。

１０−１〜１０−３…半導体レーザ、 ２０，２２…光ファイバ、 ３０−１，３０−２，３０−６，３０−７…蛍光体、 ３２−１…拡散部材、 ３４−１…コリメートレンズ群、 ４０−１〜４０−１１…保持部材、 ４２…フェルール、 ４４…放熱手段、 ５０，５１，５７，５００，５１０…接続部、 ５２，５３，５４，５５，５８，５９，５２０，５４０…コネクタ、 ８０，８０−３…青色レーザ光、 ８０−１…黄色蛍光、 ８０−２…透過光、 ８０−４…コリメート光、 ９０，９２…フィルム導光路、 １００−１〜１００−９…光源ユニット、 ２００−１〜２００−１６…光変換ユニット、 ５３０，５５０…接続表面、 ９００…フィルム基板、 ９１０…導光部、 ９２０…カバー部材。

本発明の内視鏡用光源システムの一態様は、
１次光を射出する１次光源と、
前記１次光の光路上に設けられた第１のコネクタと、
を含む光源ユニットと、
入射された前記１次光の光学的性質を変換し、２次光を生成する光変換素子と、
前記第１のコネクタと着脱可能な第２のコネクタと、
を含む光変換ユニットと、
を備えた内視鏡用光源システムであって、
前記光変換ユニットは、前記第２のコネクタをいずれも備え、前記１次光を光学的性質が互いに異なる２次光に変換する、複数の光変換ユニットにより構成される光変換ユニット群の中から選択され、
前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとが接続された際、前記選択された前記光変換ユニットと前記１次光源ユニットとによって、観察目的に応じた前記２次光が生成されることを特徴とする。

また、本発明の内視鏡用光源システムの別の態様は、
１次光を射出する１次光源と、
前記１次光の光路上に設けられた第１のコネクタと、
を含む光源ユニットと、
入射された前記１次光の光学的性質を変換し、２次光を生成する光変換素子と、
前記第１のコネクタと着脱可能な第２のコネクタと、
を含む光変換ユニットと、
を備えた内視鏡用光源システムであって、
前記光源ユニットは、前記第１のコネクタをいずれも備え、光学的性質が互いに異なる１次光を射出する、複数の光源ユニットにより構成される光源ユニット群の中から選択され、
前記光変換ユニットは、前記第２のコネクタをいずれも備え、前記１次光を光学的性質が互いに異なる２次光に変換する、複数の光変換ユニットにより構成される光変換ユニット群の中から選択され、
前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとが接続された際、前記選択された前記複数の光源ユニットの１つと前記選択された前記複数の光変換ユニットの１つによって、観察目的に応じた前記２次光が生成されることを特徴とする。

Claims (21)

1. １次光を射出する１次光源と、前記１次光の光学的性質を変換し、２次光を生成する光変換素子を含む光変換ユニットを着脱可能な、前記１次光の光路上に設けられた接続部と、を含む光源ユニットと、
   前記接続部により着脱可能な、複数の前記光変換ユニットにより構成され、生成された前記２次光を照明光として照射する光変換ユニット群と、
   を備え、前記接続部に接続された前記複数の光変換ユニットの少なくともいずれか１つで生成された２次光を、照明光として照射する内視鏡用光源システムであって、
   前記光変換ユニット群は、前記１次光を光学的性質が互いに異なる２次光に変換する複数の光変換ユニットを含み、
   内視鏡の観察目的に応じて、前記接続部に接続する前記複数の光変換ユニットの少なくともいずれか１つを交換可能であることを特徴とする内視鏡用光源システム。
2. 前記光変換ユニット群は、前記１次光の光学的性質のうち、ピーク波長、スペクトル形状、放射角の三つの光学要素の全てを変換する機能を有する光変換ユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源システム。
3. 前記光変換ユニット群は、前記１次光の光学的性質のうち、放射角を変換し、ピーク波長、スペクトル形状を変換しない機能を有する光変換ユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源システム。
4. 前記光変換ユニットが有する光変換素子は、放射角変換素子であり、
   前記放射角変換素子は、前記１次光の放射角を広げる拡散部材か、または前記１次光を集光または散光するレンズであることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡用光源システム。
5. 前記光変換ユニット群は、耐熱性または放熱性が、互いに異なる光変換ユニットを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源システム。
6. 前記光変換ユニット群は、光変換できる前記１次光の波長、スペクトル、光強度等の光学的性質上の入射制限が、互いに異なる光変換ユニットを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源システム。
7. 前記光変換素子は、前記１次光を吸収し、それとは異なるピーク波長、スペクトルの光に変換する波長変換部材であり、
   前記光変換ユニット群は、前記１次光の波長に対し吸収率が互いに異なる波長変換部材を有する複数の光変換ユニットを含んでいることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡用光源システム。
8. 前記光変換ユニット群は、前記光変換ユニットにおける、前記１次光の入射から２次光の射出までのプロセスで発生する熱に対し、耐熱性が異なる複数の光変換ユニットを含んでいることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡用光源システム。
9. 前記光変換ユニット群は、前記光変換ユニットにおける、前記１次光の入射から２次光の射出までのプロセスで発生する熱に対し、発生した熱を光変換ユニットの外部に放熱する放熱性が異なる複数の光変換ユニットを有するものを含んでいることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡用光源システム。
10. 前記光変換ユニット群は、光変換ユニットの２次光射出領域のサイズ及び／または形状が異なる複数の光変換ユニットを含むことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡用光源システム。
11. １次光を射出する１次光源と、前記１次光の光学的性質を変換して２次光を生成する光変換素子を含む光変換ユニットを着脱可能な、前記１次光の光路上に設けられた接続部と、を含む光源ユニットと、
    前記接続部により着脱可能な、複数の前記光変換ユニットを含む光変換ユニット群と、
    を備え、前記接続部に接続された前記複数の光変換ユニットの少なくともいずれか１つで生成された２次光を、照明光として照射する内視鏡用光源システムであって、
    前記光源ユニットは、複数の光源ユニットにより光源ユニット群を構成しており、
    前記光源ユニット群のメンバーは、共通の前記接続部を有し、
    内視鏡の観察目的に応じて、前記接続部に接続する前記複数の光変換ユニット及び前記複数の光源ユニットを交換可能であることを特徴とする内視鏡用光源システム。
12. 前記光変換ユニット群と、前記光源ユニット群とは、
    白色観察を行うための白色観察用光変換ユニットと白色用光源ユニットとの組合せが可能なメンバーと、かつ、レーザ拡散光観察を行うためのレーザ拡散光観察用光変換ユニットとレーザ拡散光観察用光源ユニットとの組合せが可能なメンバーを、それぞれ有していることを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡用光源システム。
13. 前記光源ユニット群は、射出する１次光の、ピーク波長、スペクトル形状、最大光出力の少なくとも一つが互いに異なるメンバーを含んでいることを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡用光源システム。
14. 前記光源ユニットと前記光変換ユニットを光学的に接続する導光路をさらに具備し、
    前記接続部は、前記導光路上に設けられており、
    前記導光路は、前記１次光源と前記接続部との間に光学的に接続された第１の導光路と、前記光変換素子に光学的に接続された第２の導光路と、を有していることを特徴とする請求項１または１１に記載の内視鏡用光源システム。
15. 前記光源ユニットは、前記１次光源と前記接続部との間を光学的に接続する導光路をさらに具備し、
    前記接続部は、前記導光路の端部と前記光変換素子との間に設けられていることを特徴とする請求項１または１１に記載の内視鏡用光源システム。
16. 前記光変換ユニットは、前記光変換素子に光学的に接続された導光路をさらに含んでおり、
    前記接続部は、前記１次光源と前記導光路との間に設けられていること特徴とする請求項１または１１に記載の内視鏡用光源システム。
17. 前記導光路は、光ファイバまたはフィルム導光路であることを特徴とする請求項１４乃至１６の何れかに記載の内視鏡用光源システム。
18. 前記光ファイバは、ステップインデックス型のマルチモードファイバであることを特徴とする請求項１７に記載の内視鏡用光源システム。
19. 前記光変換ユニットが有する光変換素子は、前記導光路によって導光された光の放射角を広げる拡散部材であることを特徴とする請求項１８に記載の内視鏡用光源システム。
20. 前記光変換ユニット群は、
    白色観察を行うための白色観察用光変換ユニットと、
    レーザ拡散光観察を行うためのレーザ拡散光観察用光変換ユニットと、
    を含むことを特徴とする請求項１または１１に記載の内視鏡用光源システム。
21. 前記光変換ユニット群は、
    白色の拡散光で観察を行うための前記光変換ユニットと、
    青紫色の拡散光で観察を行うための前記光変換ユニットと、
    を含むことを特徴とする請求項１または１１に記載の内視鏡用光源システム。