JP5117878B2 - 内視鏡光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡光源装置に関する。

内視鏡は、その挿入部が人体等の生体内に挿入されて、臓器の診断や治療、標本の採取等に使用される。内視鏡の挿入部先端には、画像を取得するための撮像素子や、観察部位を照明するための照明光の出射口が設けられている。内視鏡内部には、光ファイバーの束（バンドル）からなるライトガイドが挿通されており、このライトガイドがキセノンランプ等の白色光源に接続されて、光源からの光を挿入部先端まで伝送する。

内視鏡による照明の方法として、照明光による影や配光特性を考慮し、内視鏡スコープ先端の２箇所から光を出射して、被検体を照明する方法が知られている。この場合、ライトガイドを内視鏡スコープ内で複数に分岐することで、一つの光源から得られる光を内視鏡スコープ内で複数に分岐して伝送する。しかし、ライトガイドを内視鏡スコープ内で分岐した場合、内視鏡スコープの湾曲によって、ライトガイドの分岐部に座屈や断線を生じやすいという問題がある。この問題に対し、特許文献１では、ライトガイドの分岐部を、内視鏡スコープの湾曲部よりも被検体側とすることが提案されている。

一方、キセノンランプ等の光源ランプから発せされる熱による光源の周辺温度の上昇や、光の減衰を課題として、光源としてレーザー光源を用いることが提案されている。さらに、特許文献２では、レーザー光源の高精度な温度管理を目的として、複数のレーザー光源を用意して順次切り替えて使用することが提案されている。特許文献２の内視鏡装置では、複数のレーザー光源のそれぞれからライトガイドが伸び、その複数のライトガイドが内視鏡装置の手前で１本化されて、内視鏡装置内に挿通されている。特許文献２の内視鏡装置は、複数のレーザー光源を用意して順次切り替えて使用することで、レーザ光源の周辺の温度上昇を抑え、そのレーザー光源の耐久性を上げることができ、かつ、長時間使用してもクリアな観察画像を得ることができるとされている。

図７に、特許文献２に示されるような従来の内視鏡装置の例を模式的に示す。図７において、内視鏡システム１００は、内視鏡装置１０２と制御装置１０４とを有し、制御装置１０４には、プロセッサ１３０と複数のレーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２が備えられている。内視鏡装置１０２は、挿入部１０６、操作部１０８、ユニバーサルコード部１１０、およびコネクタ部１１２から成り、挿入部１０６は、可撓性を持つ軟性部１１４、湾曲部１１６、および先端部１１８から成る。挿入部１０６の先端部１１８には、蛍光体１２０と、照明光の照射口１２２と、対物レンズ（図示しない。）およびＣＣＤ１２４とが設けられている。

複数のレーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２のそれぞれに接続されたライトガイド１２６は、内視鏡装置１０２の手前で１本化されて、内視鏡装置１０２内に挿通されている。ライトガイド１２６の先端は、蛍光体１２０の位置まで伸び、レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２からの光を蛍光体１２０に入射させる。
また、ＣＣＤ１２４は、撮像信号伝送用のケーブル（スコープケーブル）１２８によって、制御装置１０４のプロセッサ１３０に接続されている。プロセッサ１３０は、ＣＣＤ１２４から送られてきた撮像信号を映像信号に変換して、モニタ等に供給する。

特開平７−２４６１８６号公報 特開２００６−１６６９８３号公報

しかしながら、従来のライトガイドは、例えば１千本といった多数の光ファイバーを束ねたものであるため、特許文献１で問題としている分岐部以外でも、湾曲部等での光ファイバー間の摩擦や、湾曲の内側と外側でのテンションの差などによって、一部の光ファイバーが破損し、長期の使用の間には有効本数が減少してしまう。そのため、照明部における光出力が徐々に低下する。また、従来のライトガイドを用いる内視鏡では、挿入部の細径化は非常に困難であり、最小曲げ半径も大きいという問題がある。
また、半導体レーザー光の場合、従来のキセノンランプなどの導光に用いられるバンドルファイバーではなく、単一コアをもつ光ファイバーのほうが、レーザー光と光ファイバーとの結合効率が高く、効率よく先端部まで導光できる。

そこで、導光路として、バンドルファイバーに替えて単一コアの光ファイバーを単独で用いることが考えられる。単一コアの光ファイバーを用いることで、光ファイバー間の摩擦等に起因する、繰り返し使用に伴う破損を減少させることができ、実質的に強度を増すことができる。また、内視鏡挿入部を細径化することや、曲げ半径を小さくすることも可能となる。

しかし、単一コアの光ファイバーであっても、内視鏡の屈曲に伴う、内視鏡内部での摺動による劣化や、座屈または破断の虞は皆無とは言えず、また、万一の強い衝撃や外的な要因（ゴミの混入等）により破損する可能性もある。単一コアの光ファイバーを１本だけ用いた場合に、万一、光ファイバーが破損した場合、光出力がゼロになって照明が停止してしまう。

例えば、図７に示す従来の内視鏡システム１００において、ライトガイド１２６を単一コアの光ファイバーに置き換えることを想定した場合、レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２の一方の発光が停止したとしても、他方のレーザー光源に切り替えることで照明光を確保できる。しかし、光ファイバーが断線してしまった場合には、内視鏡装置１０２の先端からの照明光は完全に停止してしまい、視野が真っ暗になってしまう。内視鏡が体内に挿入されている間に照明が停止すると、内視鏡を体外へ引き出すときにも周囲画像の確認が出来ず、十分な安全性を保つのが困難になる可能性もある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、従来のバンドルの光ファイバーからなるライトガイドを用いた従来の内視鏡装置における、光ファイバーの破損、およびそれによる経時的な光出力の低下の問題を低減するとともに、内視鏡挿入部の細径化および最小曲げ半径の小径化を実現可能とし、かつ、万一、光ファイバーが破損した場合にも、照明を停止させることなく、内視鏡の安全な使用を確保できる内視鏡光源装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、半導体光源と、内視鏡内に挿通され、前記半導体光源からの光を導波する、前記内視鏡の少なくともアングル部において、それぞれ単一コアを有し且つ被覆材で被覆されて独立に配置された複数本の光ファイバーと、前記内視鏡の前記アングル部よりも先端側に配置され、前記複数列の光ファイバーによってそれぞれ導波された光を合流させる光合流回路と、前記光合流回路の内視鏡挿入部先端側に配置され、前記光合流回路で合流された光の一部または全部を蛍光体により所定波長の光に変換する波長変換部とを備える内視鏡光源装置を提供する。

ここで、前記光合流回路の内視鏡挿入部先端側に、前記光合流回路によって合流された光を複数に分岐させる光分岐回路を備え、前記波長変換部は、前記光分岐回路によって分岐された光のそれぞれに対応して複数設けられるのが好ましい。
また、前記光合流回路と前記光分岐回路とが一体的に構成されるのが好ましい。
また、前記半導体光源が複数設けられ、前記複数本の光ファイバーは、それぞれ異なる前記半導体光源に接続されるのが好ましい。

あるいは、１の前記半導体光源が設けられ、前記半導体光源と前記内視鏡との間、または、前記内視鏡内の前記アングル部よりも基端側に、前記半導体光源からの光を複数に分岐させる光源側光分岐回路を備えるのが好ましい。
または、１の前記半導体光源が設けられ、前記複数列の光ファイバが、１の前記半導体光源に接続されるのが好ましい。

本発明によれば、単一または複数の半導体光源の発光を、内視鏡の少なくともアングル部において、独立した複数の光ファイバーで導光し、内視鏡挿入部のアングル部（湾曲部）よりも先端側で、複数の光ファイバーを結合して、光源からの光を合流させて照明部へ出射させる構成としたことにより、万一、光ファイバーの一本が途中断線した場合に於いても、照明光が停止することはなく、内視鏡の安全な使用を確保できる。

また、本発明の一態様によれば、単一または複数の半導体光源の発光を、内視鏡の少なくともアングル部において、独立した複数の光ファイバーで導光し、内視鏡挿入部のアングル部よりも先端側で、複数の光ファイバーを結合した後、分岐して、光源からの光を合流させた後、再度分岐させる構成としたことにより、万一、光ファイバーの一本が途中断線した場合に於いても、通常どおりの複数箇所からの発光を確保することができる。それにより、内視鏡の安全な使用を確保できることに加え、十分な品質の映像を得ることができる。

本発明に係る内視鏡照明装置を、添付の図面に示す好適実施例に基づいて、以下に詳細に説明する。

まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の内視鏡照明装置を用いる内視鏡システムの第１の例を示す模式図である。図１に示す内視鏡システム１０は、内視鏡１２と制御装置１４とを有している。図１では、内視鏡１２を模式的な断面図で示し、その内部の画像光学系の配置および光路を示している。
内視鏡１２は、先端に小型テレビカメラ（ＣＣＤ）を搭載し、取得した画像情報を電気信号として制御装置１４へ伝送する、いわゆる電子内視鏡である。
制御装置１４は、２つの半導体レーザー光源（半導体発光素子）ＬＤ１，ＬＤ２と、プロセッサ４６とを有する。プロセッサ４６は、内視鏡１２から伝送された電気信号（撮像信号）をデジタルの画像信号（映像信号）に変換し、画像処理して、テレビモニタ等の画像出力装置に供給する。

内視鏡１２は、体内に挿入される挿入部１６と、挿入部１６の先端のアングル操作や、挿入部１６の先端からの吸引、送気・送水等の操作を行うための操作部１８と、内視鏡１２を制御装置１４に接続するコネクタ部２２と、操作部１８とコネクタ部２２とをつなぐユニバーサルコード部２０とからなる。

なお、構成を分り易く示すために、図１における内視鏡１２の寸法比率は実際とは異ならせている。例えば、挿入部１６は、実際には、他の部分に比べて大幅に細く、かつ、観察部位に到達するのに十分な長さを有している。また、図示しないが、内視鏡１２の内部には、画像光学系以外にも、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等が設けられている。

挿入部１６は、可撓性を持つ軟性部２４と、アングル部２６と、先端部２８とから構成される。先端部２８には、観察部位へ光を照射する照射口３０と、観察部位の画像情報を取得する撮像素子（ＣＣＤ）３２および対物レンズ（図示しない。）が設けられている。

アングル部２６は、軟性部２４と先端部２８との間に設けられ、操作部１８からのワイヤ操作やアクチュエータの作動操作などにより湾曲可能な構成とされている。アングル部２６は、例えば、上方へは０度〜２１０度、下方へは０度〜９０度、左右へはそれぞれ０度〜１００度というように、その内視鏡１２が使用される部位等に応じて定められた任意の角度に湾曲でき、アングル部２６を湾曲させることで、先端部２８の照射口３０および撮像素子３２を目的とする観察部位に向けることができる。アングル部２６の最小曲げ半径は、例えばＲ７．５ｍｍとされている。

内視鏡１２の内部には、２本の光ファイバー３４および３６と、１本のスコープケーブル４４が挿通されている。
光ファイバー３４および３６は、内視鏡１２の手元側（基端側）のコネクタ部２２が制御装置１４に接続されることにより、その基端が、半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２にそれぞれ接続され、半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２からのレーザー光を内視鏡１２の先端へ向けて導波する。光ファイバー３４および３６は、コネクタ部２２からユニバーサルコード部２０を経て、挿入部１６のアングル部２６を過ぎるまでの間は、それぞれ独立に、並行して配置されており、アングル部２６を過ぎたところで光合流回路３８によって合流して、１本の光ファイバー４０とされている。

スコープケーブル４４は、先端が撮像素子３２に接続されており、内視鏡１２のコネクタ部２２が制御装置１４に接続されることにより、その基端が、プロセッサ４６に接続される。撮像素子３２によって取得された画像情報は、スコープケーブル４４を介してプロセッサ４６に送られる。

光ファイバー３４および３６は、単一コアを持つ同様の構成の光ファイバーである。図２に光ファイバー３４の一例の断面構成を示す。光ファイバー３４は、中心部から順に、コア５０、クラッド５２、ハードクラッド５４、ポリイミドの補強材５６、およびテフロン被覆５８を有している。例えば、コア５０を直径２００μｍとし、クラッド５２の厚さを３５μｍ、ハードクラッド５４を約５μｍ、ポリイミドの補強材５６を５〜１０μｍ、テフロン被覆５８を約１００μｍとすると、光ファイバー３４の直径は、およそ０．３〜０．５ｍｍとなる。これは、従来のライトガイドの直径の半分以下に相当する。

光ファイバー３４および３６として単一コアの光ファイバーを用いることで、従来のバンドルの光ファイバーを用いたライトガイドのように、光ファイバー間での摩擦を生じることがなく、実質的に強度を増すことができる。また、繰り返し使用に伴う光ファイバーの破損による経時的な光出力の低下という問題を防ぐことができる。さらに、内視鏡挿入部の細径化を大幅に促進することや、曲げ半径を小さくすることも可能となる。

光合流回路３８は、アングル部２６よりも先端側の先端部２８に設けられており、光ファイバー３４および３６によって送られてきた半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２からの光を合流させる。光合流回路３８としては、例えば、図１に示すようなＹ分岐回路を使用することができる。このＹ分岐回路は、部品点数が少なく構成が簡潔である点で好ましいが、光合流回路３８には、これ以外にも、２本の光導波路を近接させる方向性結合器を用いても良いし、プリズムを使うバルク型や、ファイバー型の光回路を用いても良い。単一コアの光ファイバー３４，３６を用いることにより、簡単な構成の光合流回路３８によって両ファイバー３４，３６を合流させることができる。

光ファイバー３４および３６として単一コアの光ファイバーを用いる点、および、光合流回路３８によって光ファイバー３４，３６を結合する点は、本発明の特徴とする部分である。
すなわち、従来光導波路として用いられているライトガイドは、多数の光ファイバーを束ねたバンドル状のものであるため、２本のライトガイドを結合して１本にするのは容易ではなく、構成が複雑になり、また、損失が大きいなどの問題から、効率よく合波することが難しい。そのため、内視鏡１２の先端部２８という限られた長さの中で合波することは極めて困難である。この困難性は、伝達光量の多い、太いライトガイドほど高い。

これに対し、本発明では、図１の内視鏡システム１０のように、光ファイバー３４および３６として、単一コアの光ファイバーを用いているため、Ｙ分岐回路等の比較的簡単な構成で、効率よく、複数の光ファイバーを結合することができる。そのような構成としたことにより、内視鏡１２のアングル部２６よりも先端側の先端部２８において、２本の光ファイバー３４，３６を結合し、光を合流させることを可能にしている。

光ファイバー３４および３６によって導波された光は、光合流回路３８で合波された後、蛍光体変換部４２に導入される。半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２、光ファイバー３４，３６、光合流回路３８、および蛍光体変換部４２が、本発明の内視鏡光源装置を構成する。

挿入部１６の先端部２８の照射口３０近傍には、蛍光体変換部４２が設けられている。蛍光体変換部４２は、蛍光体を備えている。光合流回路３８で合波された光は、光ファイバー４０によって蛍光体変換部４２へ送られて、蛍光体変換部４２の蛍光体を励起する。蛍光体変換部４２は、励起光の一部をそれとは異なる波長の蛍光光に変換して出射するとともに、残りの励起光を透過させる。蛍光体変換部４２から出射された蛍光光と励起光が合わさって、例えば白色の照明光が得られる。この照明光は、照射口３０から発光して、観察部位を照射する。

例えば、半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２に波長４４５ｎｍの青色の発光光源を用い、蛍光体変換部４２にＹＡＧ系の蛍光体、あるいはα−サイアロンと赤色領域で発光するＣａＳｉＳｉＮ₃ を用いて、半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２からの光を励起光として蛍光体変換部４２を励起すると、蛍光体変換部４２からは、蛍光体変換部４２によって変換された赤から緑にわたる蛍光光と、蛍光体変換部４２を透過した青色の励起光とが出射される。この２つの光が合わさることで、照射口３０からは、白色の発光を得ることができる。

本発明の内視鏡光源装置を備える内視鏡システム１０では、内視鏡１２のうち、小さい曲がり半径で、かつ頻繁に湾曲する箇所であるアングル部２６を通過するまでの間、２本の光ファイバー３４，３６を独立に並行して配置し、アングル部２６を通過した後に両光ファイバー３４，３６を合流させている。光ファイバーに最も負荷が掛かりやすいアングル部２６に、２本の光ファイバー３４，３６を配置しているので、万一、光ファイバー３４および３６の一方が破損や途中断線した場合にも、光量は半減するものの、照明光がゼロになる（停止する）ことはなく、真っ暗にはならないので、内視鏡を引き出すときにも周囲画像の確認ができ、内視鏡１２の操作上の安全性を確保することができる。

また、光源として半導体レーザーを用いた場合に、素子劣化のモードとして、急速劣化と呼ばれるモードがあり、突発的に著しく光出力が低下することが知られている。しかし、内視鏡システム１０は、２つの半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２に接続されているので、万一、一方のレーザー光源が急速劣化した場合でも、光量は半減するものの、照明光はゼロにはならず、内視鏡１２の操作上の安全性を確保することができる。

さらに、内視鏡システム１０では、複数の半導体レーザー光源ＬＤを用いているので、各々の半導体レーザー光源ＬＤの駆動電流と光量をモニタすることで、劣化率の大きい素子は駆動電流を下げて劣化を抑え、劣化率の小さな素子の駆動電流を上げて、光量を確保することが出来る。

なお、半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２は、互いに異なる波長の光源としてもよい。例えば、光ファイバー３４および３６の一方で波長４４５ｎｍの光を導光し、他の一方で、蛍光体の励起効率の良い、波長４０５ｎｍの光を導光して、光の変換効率を向上させるのも好ましい。それにより、蛍光体変換部４２の発熱量を抑えることができ、安定した発光を得ることができる。そのほかにも、励起光の波長および蛍光体変換部４２の物性を選択することにより、内視鏡１２による観察の目的に応じた色の照明光を得るようにしても良い。

この場合には、光ファイバー３４および３６の一方が破損した場合や、半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２の一方が急速劣化した場合などには、照明光の光量や波長（色調）は変わるが、照明光はゼロにはならないので、内視鏡１２の操作上の安全性を確保することができる。

また、上記の例では、蛍光体変換部４２によって、光源からの入力光（励起光）の一部を波長変換しているが、蛍光体を選択することにより、入力光の全部を波長変換して、観察に適した所望の色の出力光を得るようにしてもよい。すなわち、上記の例では、上述したように、蛍光体を青色光で励起し、青色光の一部を黄緑色と赤色の光へ変換し、残りの青色光（透過光）を併せて白色化しているが、さらに演色性を高めるためには、紫色光から紫外線（４００ｎｍ以下、例えば３８０ｎｍや３６５ｎｍ）で、ＲＧＢ３色の蛍光体を励起するのが望ましい。また、ＲＧＢにオレンジを加えるなど、蛍光体を更に増やすと、より一層演色性の高い望ましい出力光を得ることができる。

上記の例では、２つの半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２と、２本の光ファイバー３４，３６を用い、光源と光ファイバーとを一対一でつないで、光源から先端部２８までを２本の光ファイバー３４，３６で導光しているが、少なくともアングル部２６において、２本以上の光ファイバーを配置できれば、上記以外の構成としてもよい。例えば、３つ以上の光源からの光を３本以上の光ファイバーで光合流回路３８まで導波してもよい。また、光源の数と光ファイバーの本数は、同じでも異なっていてもよい。例えば、２つの光源からの光を分岐させて３本以上の光ファイバーで導波し、光合流回路３８で合流させてもよいし、４つの光源からの光を内視鏡１２の手前で２つずつ合流させて２本の光ファイバーで導波し、光合流回路３８で１つに合流させてもよい。さらに、比較的湾曲することの少ないコネクタ部２２から操作部１８までの間は、１本の光ファイバーで導光するようにしてもよい。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図３は、本発明の内視鏡照明装置を用いる内視鏡システムの第２の例を示す模式図である。図３に示す内視鏡システム６０は、内視鏡６２の先端の２箇所から照明光を発光する。
現在の一般的な内視鏡では、視野内での照度ムラや影による見落としなどを防ぐために、内視鏡先端の照明光が２灯になっているものが多い。内視鏡システム６０は、そのような２灯式の内視鏡光源装置を提供する。

内視鏡システム６０は、内視鏡６２の先端部２８の構成以外は、上述した図１の内視鏡システム１０と同様の構成を有している。図３において、図１の内視鏡システム１０と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

内視鏡６２の先端部２８には、光合流分岐回路６４が設けられている。光合流分岐回路６４は、光ファイバー３４および３６を合流させた後、再び２つの光ファイバー４０Ａおよび４０Ｂに分岐させる。光合流分岐回路６４としては、上述の例の光合流回路３８と同様の、Ｙ分岐回路を２つ組み合わせたものや、プリズムを使うバルク型や、方向性結合器などの光導波路型、あるいはファイバー融着型の光回路を用いることができる。光合流分岐回路６４は、合流回路と分岐回路とが一体的に形成されたものを用いるのが、部品数が少なく組立が簡単である点で好ましいが、合流回路と分岐回路とを別体で用意し、それらを接続して先端部２８に配置するようにしてもよい。
先端部２８の端面には、２つの照射口３０Ａ，３０Ｂが設けられており、それら照射口３０Ａ，３０Ｂの近傍には、それぞれ、蛍光体変換部４２Ａ，４２Ｂが配置されている。

２つの半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２からのレーザー光は、２本の光ファイバー３４，３６で導波され、光合流分岐回路６４で１つに合流した後、再び２つに分岐する。分岐したレーザー光は、同様の波長成分（分光特性）を有し、それぞれが蛍光体変換部４２Ａ，４２Ｂを励起して、２箇所の照射口３０Ａ，３０Ｂから照明光を出射させる。

このような内視鏡システム６０では、仮に、２本の光ファイバー３４，３６の一方が、途中断線した場合にも、また、２つの半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２の一方が、故障などの理由で発光停止した場合にも、他の一方のレーザー光源または光ファイバーにより、光源からのレーザー光は、光合流分岐回路６４まで導波され、光合流分岐回路６４で分岐されて、２つの蛍光体変換部４２Ａおよび４２Ｂの両方に入射するので、内視鏡先端部にある２個の蛍光体を発光させて、２箇所の照射口３０Ａ，３０Ｂから照明光を照射することができる。したがって、撮像の視野内は暗くはなるものの、影などの特に見にくい領域の発生を防ぐことができるとともに、内視鏡６２の挿入部１６を体内から取り出す際にも、映像を確認しながら安全かつ容易に取り出すことが出来る。

なお、図３の内視鏡システム６０においても、少なくとも、アングル部２６において、２本以上の光ファイバーで励起光を導波すればよく、光ファイバーを３本以上用いてもよいし、半導体レーザー光源を３つ以上用いてもよい。

内視鏡システム６０においても、半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２を互いに異なる波長の光源としてもよい。各光源ＬＤ１，ＬＤ２からの光は、光合流分岐回路６４によって、合流した後、同じ波長成分を持つ２つの流れに分岐することができ、蛍光体変換部４２Ａおよび４２Ｂに、同じ波長成分の光を照射して、２箇所の照射口３０Ａ，３０Ｂから同様の照明光を得ることができる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図４は、本発明の内視鏡照明装置を用いる内視鏡システムの第３の例を示す模式図である。図４に示す内視鏡システム７０は、内視鏡７２と、制御装置７４とを有している。内視鏡７２は、図３の内視鏡システム６０における内視鏡６２と同様のものであり、先端から２灯で照明光を発光する。制御装置７４は、半導体レーザー光源を３つ備えている点が、図３の内視鏡システム６０における制御装置１４と異なっている。

半導体レーザー光源ＬＤを３つ以上備える場合は、各光源に対し光ファイバーを１本ずつ接続して、内視鏡１２の先端部まで導光してもよいが、光ファイバーの本数が増えるほど、光合流分岐回路６４が大きくなり、また、内視鏡７２内の光ファイバーの占有断面積も大きくなる。そのため、半導体レーザー光源ＬＤを３つ以上備える場合は、図４に示す内視鏡システム７０のように、半導体レーザー光源ＬＤに接続する光ファイバーを、内視鏡７２に挿入される手前の部分で合流した後、２本に分岐して、内視鏡７２に挿通するのが好ましい。

この内視鏡システム７０においても、万一、２本の光ファイバー３４，３６の一方が途中断線した場合にも、照明光の光量は減るものの、内視鏡先端部にある２つの蛍光体変換部４２Ａ，４２Ｂを発光させて、２箇所の照射口３０Ａ，３０Ｂから照明光を照射することができる。また、３つの半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３のうちの一つが発光停止した場合でも、通常の半分以上の光量を確保でき、さらに、２つの光源が発光停止した場合でも真っ暗になることはない。

なお、図３および図４の例において、内視鏡６２、７２の先端部２８における照明装置の構成は、光合流分岐回路６４の分岐側を３つ以上に分岐するとともに、その数に対応する数の蛍光体変換部および照射口を設け、内視鏡先端の照明光を３灯以上としてもよい。

上記の各例では、２つ以上の半導体レーザー光源ＬＤを用いることとしたが、内視鏡使用中のレーザ光源ＬＤの寿命を保証できる場合や、万一停止しても直ぐに別の光源に交換できる場合には、１つの半導体レーザー光源ＬＤを用いる構成としてもよい。この場合は、半導体レーザー光源ＬＤからの光を内視鏡の手前で２つに分岐し、内視鏡の少なくともアングル部２６に、２本の光ファイバー３４，３６を配置するようにすればよい。半導体レーザー光源ＬＤの数を減らすことにより、コストを抑えることができる。

このように半導体レーザー光源ＬＤを１つとする例を、本発明の第４実施形態および第５実施形態として説明する。
図５は、本発明の内視鏡照明装置を用いる内視鏡システムの第４の例を示す模式図である。図５に示す内視鏡システム８０は、図３に示した第２実施形態の内視鏡６２と同じく先端の照明光が２灯である内視鏡６２と、１つの半導体レーザー光源ＬＤ１およびプロセッサ４６を備える制御装置８２とを有している。

本実施形態では、半導体レーザー光源ＬＤ１として、ブロードエリアレーザーと呼ばれる横モード・マルチのレーザー光源を使用する。半導体レーザー光源ＬＤ１の発光幅は、例えば５０〜１００μｍである。この半導体レーザー光源ＬＤ１からのレーザー光を絞ると細長く絞られ、光ファイバー３４，３６の端部をレーザー光の長手方向に接近して並べて、１つの半導体レーザー光源ＬＤ１からの光を２本の光ファイバー３４，３６に同時に入れることができる。

光ファイバー３４，３６に入った半導体レーザー光源ＬＤ１からのレーザー光は、光ファイバー３４，３６のそれぞれによって導波され、上述した図３の例と同様に、光合流分岐回路６４で１つに合流した後、再び２つの分岐する。分岐したレーザー光は、同様の波長成分（分光特性）を有し、それぞれが蛍光体変換部４２Ａ，４２Ｂを励起して、２箇所の照射口３０Ａ，３０Ｂから照明光を出射させる。

なお、内視鏡６２の先端部２８における照明装置の構成は、２灯のもの以外にも、図１の内視鏡システム１０における内視鏡１２のような１灯のものとしてもよいし、光合流分岐回路６４の分岐側を３つ以上に分岐するとともに、その数に対応する数の蛍光体変換部および照射口を設け、内視鏡先端の照明光を３灯以上としてもよい。また、半導体レーザー光源ＬＤ１からのレーザ光を、同時に３本以上の光ファイバーに入れて、内視鏡６２内を３本以上の光ファイバーで導波してもよい。

図６は、本発明の内視鏡照明装置を用いる内視鏡システムの第５の例を示す模式図である。図６に示す内視鏡システム９０は、先端の照明光が２灯である内視鏡９２と、１つの半導体レーザー光源ＬＤ１およびプロセッサ４６を備える制御装置８２とを有している。

内視鏡９２は、コネクタ部２２に、光分岐回路９６を有している。光分岐回路９６は、内視鏡９２の外部へ延びて半導体レーザー光源ＬＤ１に接続される１本の光ファイバー９８と、２本の光ファイバー３４，３６とを接続して、光ファイバー９８によって送られてきた半導体レーザー光源ＬＤ１からの光を２つに分岐させる。この光分岐回路９６は、アングル部２６よりも基端側（コネクタ側）に配置することが重要であり、好ましくは、湾曲することが少なく、基端に近い、コネクタ部２２に配置するのがよい。また、光分岐回路９６は、制御装置９４に設け、内視鏡９２から延びる２本の光ファイバー３４，３６のそれぞれを、制御装置９４内の光分岐回路９６に接続するようにしてもよい。

内視鏡９２の上記部分以外の構成は、図５の内視鏡６２と同様であり、内視鏡６２の先端部２８における照明装置の構成は、２灯のもの以外にも、１灯または３灯以上としてもよいのも図５の内視鏡６２と同様である。また、光分岐回路９６において、半導体レーザー光源ＬＤ１からの光を３つ以上に分岐させて、内視鏡６２内を３本以上の光ファイバーで導波してもよい。

以上、本発明の内視鏡光源装置について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。

本発明の第１実施形態を示す模式的断面図である。 光ファイバーの一例を示す模式的断面図である。 本発明の第２実施形態を示す模式的断面図である。 本発明の第３実施形態を示す模式的断面図である。 本発明の第４実施形態を示す模式的断面図である。 本発明の第５実施形態を示す模式的断面図である。 従来の内視鏡装置の例を示す模式的断面図である。

符号の説明

１０、６０、７０、８０、９０、１００ 内視鏡システム
１２、６２、７２、９２、１０２ 内視鏡
１４、７４、８２、９４、１０４ 制御装置
１６、１０６ 挿入部
１８、１０８ 操作部
２０、１１０ ユニバーサルコード部
２２、１１２ コネクタ部
２４、１１４ 軟性部
２６、１１６ アングル部（湾曲部）
２８、１１８ 先端部
３０、３０Ａ、３０Ｂ、１２２ 照射口
３２、１２４ 撮像素子（ＣＣＤ）
３４、３６、４０、４０Ａ、４０Ｂ、９８、１２６ 光ファイバー
３８ 光合流回路
４２、４２Ａ、４２Ｂ 蛍光体変換部
４４、１２８ スコープケーブル
４６、７６、１３０ プロセッサ
５０ コア
５２ クラッド
５４ ハードクラッド
５６ 補強材
５８ テフロン被覆
６４ 光合流分岐回路
９６ 光分岐回路
１２０ 蛍光体

Claims (4)

1. 半導体光源と、
   内視鏡内に挿通され、前記半導体光源からの光を導波する、前記内視鏡の少なくともアングル部において、それぞれ単一コアを有し且つ被覆材で被覆されて独立に配置された複数本の光ファイバーと、
   前記内視鏡の前記アングル部よりも先端側に配置され、前記複数本の光ファイバーによってそれぞれ導波された光を合流させる光合流回路と、
   前記光合流回路の内視鏡挿入部先端側に配置され、前記光合流回路で合流された光の一部または全部を蛍光体により所定波長の光に変換する波長変換部とを備える内視鏡光源装置。
2. 前記光合流回路の内視鏡挿入部先端側に、前記光合流回路によって合流された光を複数に分岐させる光分岐回路を備え、
   前記波長変換部は、前記光分岐回路によって分岐された光のそれぞれに対応して複数設けられる請求項１に記載の内視鏡光源装置。
3. 前記光合流回路と前記光分岐回路とが一体的に構成される請求項２に記載の内視鏡光源装置。
4. 前記半導体光源が複数設けられ、
   前記複数本列の光ファイバーは、それぞれ異なる前記半導体光源に接続される請求項１〜３のいずれかに記載の内視鏡光源装置。

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