JP6239016B2 - 光源装置と内視鏡装置 - Google Patents
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Description
[第1実施形態]
[構成]
図1Aと図1Bと図1Cとを参照して第1の実施形態について説明する。なお、図1A及び図1Bでは一部の部材の図示を省略している。また、図1Bでは、説明のために導光部材120と光拡散ユニット130の入射部141とを離間させて表示している。
集光レンズ112は、1次光L1を導光部材120の1次光入射端121に集光する。
導光部材120には、例えば、コア径50μm、開口数FNA=0.2を有するマルチモード光ファイバが用いられる。導光部材120は、集光レンズ112によって集光した1次光L1が入射する1次光入射端121と、1次光L1を光源光として拡散部材150に出射する1次光出射端122とを有している。
光透過部材133のテーパー角は、導光部材120の中心軸120aに対し20degが好ましい。拡散部材150は0.17mmの半径を有する円柱形状がよい。このような構造とすることにより、入射部141から拡散部材150の第1の領域151までの距離が約0.6mmとなる。なお、導光部材120には、先のマルチモード光ファイバを用いている。
半導体レーザ光源111から出射する1次光L1の挙動について説明する。
半導体レーザ光源111から出射された1次光L1は、集光レンズ112によって1次光入射端121に集光されて、1次光入射端121から導光部材120に高効率に入射する。
上述のように、拡散部材150の第2の領域153および第1の領域151から出射した拡散光L2の一部は、拡散部材150に直接再入射することなく、光透過部材133を通って出射部142から外部に出射される。よって本実施形態では、図3に示す透過型拡散部材である拡散板11に比べて、拡散部材150の自己吸収による光量低下が少ないため、1次光L1の利用効率が高く、拡散光L2の取出し効率の高い光源装置100を実現することが可能となる。特に、拡散の度合いを高めたい場合、1次光L1が直接照射される第1の領域151から高い割合で拡散光L2が出射される。第1の領域151から出射された拡散光L2の一部は、拡散部材150より1次光源110側に配設されている光透過部材133に出射される。そしてこの拡散光L2の一部は、反射部143と光透過部材133とを経由して出射部142まで進行し、出射部142(窓部)から拡散部材150に入射することなく、光の利用効率が高い状態で外部の照射対象物160を照射できる。
なお反射部143で反射された拡散光L2において、拡散光L2の一部は再び反射部143に向かい、また拡散光L2の別の一部は拡散部材150に再入射する。これら拡散光L2の一部は、上述した過程を繰り返す。
図2Aに示すように、本変形例では、拡散部材150は円錐台形状の光透過部材133の出射部142側の面に接して設置されている。この場合、出射部142は、円錐台形状の光透過部材133の出射部142側の面のうち拡散部材150に接していないエリア、及び拡散部材150の1次光出射端に面している面以外の外表面すべてである。この屈曲面全てから拡散光L2が外部に出射される。第1の領域151は光透過部材133と接しており、第2の領域153と第3の領域152とは出射部142上に位置しており、出射部142は第2の領域153と第3の領域152と窓部とにより構成されている。
上述した実施形態では、光透過部材133は全て円錐台形状を有し、反射部143は円錐台の側面に配設され、テーパー面であるが、これに限らない。
図2Bに示すように、本変形例では、例えば、光透過部材133は円柱形状を有していても良い。このとき、反射部143は、光透過部材133の側面だけでなく、円柱の底面のうち、導光部材120によって導光された1次光が入射する入射部141を除いた領域にも配設されることが望ましい。
Claims (16)
- 1次光を出射する1次光源と、前記1次光を拡散する光拡散ユニットとを有する光源装置であって、
前記1次光源は、前記1次光を出射する固体光源と、前記1次光を導光する光ファイバからなる導光路とにより構成され、
前記光拡散ユニットは、
前記1次光が入射する入射部と、
前記入射部側から入射した前記1次光を拡散光として拡散し、拡散する前記拡散光の一部を前記入射部側に出射する拡散部材と、
前記拡散光の一部を正反射または拡散反射する反射部と、
前記拡散光を外部に出射する出射部と、
光透過部材と、
を有し、
前記出射部は、前記反射部で正反射または拡散反射された前記拡散光の一部が外部に出射されるための窓部を有し、
前記拡散部材は、前記1次光の一部を透過して透過拡散光として出射する機能を有しており、
前記拡散部材から出射された前記拡散光の一部は、前記拡散部材に入射することなく、前記光透過部材を通って前記窓部から外部に出射し、
前記光透過部材は、前記拡散部材及び前記反射部に接するように配設され、前記1次光を透過する機能を有し、
前記光透過部材は、小径の第1面と、大径の第2面と、テーパー面とを有しており、
前記入射部は前記第1面の少なくとも一部であり、前記出射部は前記第2面の少なくとも一部であり、前記反射部は前記テーパー面を取り囲むように配設されており、
前記導光路の出射端は、前記入射部に接続されることを特徴とする光源装置。 - 前記光透過部材は、円錐台形状を有することを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記光透過部材は、ガラスまたは樹脂であることを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
- 前記反射部で正反射または拡散反射された前記拡散光の一部は、前記出射部から前記拡散部材に入射することなく前記窓部を介して外部に出射されることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記反射部で正反射または拡散反射された前記拡散光の一部は、前記出射部から前記拡散部材に入射することなく外部に出射されることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記拡散部材と前記反射部とは、互いに離間していることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の光源装置。
- 前記拡散部材は、前記入射部に面した円形の第1の領域と、前記第1の領域と対向する円形の第3の領域と、前記第1の領域と前記第3の領域で挟まれた側面である第2の領域とを有する円柱形状を有していることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記拡散光の一部は、前記光透過部材に向かうように前記第1の領域または前記第2の領域から出射された光であることを特徴とする請求項7に記載の光源装置。
- 前記拡散部材の前記第1の領域と前記第2の領域とは、前記光透過部材と接しており、
前記第3の領域は、前記出射部上に位置しており、
前記出射部は、前記第3の領域と前記窓部とにより構成されていることを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 - 前記第1の領域は、前記光透過部材と接しており、
前記第2の領域と前記第3の領域とは、前記出射部上に位置しており、
前記出射部は、前記第2の領域と前記第3の領域と前記窓部とにより構成されていることを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 - 前記第1の領域の大きさは、前記1次光が前記第1の領域上に形成するビームスポットより大きいことを特徴とする請求項7に記載の光源装置。
- 前記反射部は、前記光透過部材の表面に直接形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記反射部は、金属製であることを特徴とする請求項12に記載の光源装置。
- 前記反射部は、外表面に保護膜を有していることを特徴とする請求項13に記載の光源装置。
- 前記1次光源は、前記1次光を出射する半導体レーザ光源を有し、
前記拡散部材は、前記1次光を所望の前記拡散光に変換可能な所望の厚みを有し、
前記拡散部材から出射された前記透過拡散光は、前記出射部のみを経由して前記窓部から前記外部に出射されることを特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれかに記載の光源装置。 - 請求項1乃至請求項15のいずれかに記載の光源装置を有する内視鏡装置。
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