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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】P2025058870
(43)【公開日】2025-04-09
(54)【発明の名称】内視鏡用光源装置
(51)【国際特許分類】
A61B 1/07 20060101AFI20250401BHJP
A61B 1/00 20060101ALI20250401BHJP
【ＦＩ】
A61B1/07 731
A61B1/00 511
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024088361
(22)【出願日】2024-05-30
(31)【優先権主張番号】18/373,536
(32)【優先日】2023-09-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】000000376
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100139686
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 史朗
(74)【代理人】
【識別番号】100147267
【弁理士】
【氏名又は名称】大槻 真紀子
(74)【代理人】
【識別番号】100207789
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 良平
(72)【発明者】
【氏名】花野 和成
(72)【発明者】
【氏名】村山 和章
(72)【発明者】
【氏名】牛尾 恭章
(72)【発明者】
【氏名】アンダース コンラッド
(72)【発明者】
【氏名】ボック マリオ
(72)【発明者】
【氏名】クリインダー イェンス
(72)【発明者】
【氏名】ショーウィンク ピーター
【テーマコード（参考）】
4C161
【Ｆターム（参考）】
4C161CC06
4C161LL02
4C161QQ02
4C161QQ04
4C161QQ07
(57)【要約】
【課題】照明用光源から出射された光を効率良く光ファイバ束に取り込めて、ガラスロッドから出射される照明光を均一にすることができる内視鏡用光源装置を提供する。
【解決手段】内視鏡用光源装置は、複数の励起用レーザ光源と、第１の集光光学系と、前記複数の第１の集光光学系それぞれにより集光される前記励起光がそれぞれ入射する複数の第１の光ファイバ束と、白色光を発生する照明用光源と、前記照明用光源から出射された前記白色光を集光する第２の集光光学系と、第２の光ファイバ束と、前記第１の光ファイバ束の第１の出射端と前記第２の光ファイバ束の第２の出射端とが束ねられ、前記第１の光ファイバ束と前記第２の光ファイバ束の出射端面に第１の端面が接続された第１のガラスロッドと、を有する。前記第１のガラスロッドの前記第１の端面と反対側の第２の端面に、内視鏡の照明光学系の接続部が設けられている。
【選択図】図２
【解決手段】内視鏡用光源装置は、複数の励起用レーザ光源と、第１の集光光学系と、前記複数の第１の集光光学系それぞれにより集光される前記励起光がそれぞれ入射する複数の第１の光ファイバ束と、白色光を発生する照明用光源と、前記照明用光源から出射された前記白色光を集光する第２の集光光学系と、第２の光ファイバ束と、前記第１の光ファイバ束の第１の出射端と前記第２の光ファイバ束の第２の出射端とが束ねられ、前記第１の光ファイバ束と前記第２の光ファイバ束の出射端面に第１の端面が接続された第１のガラスロッドと、を有する。前記第１のガラスロッドの前記第１の端面と反対側の第２の端面に、内視鏡の照明光学系の接続部が設けられている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の励起用レーザ光源と、
前記複数の励起用レーザ光源からの励起光をそれぞれ集光する複数の光学系から構成された第１の集光光学系と、
前記複数の光学系それぞれにより集光される前記励起光がそれぞれ入射する複数の第１の光ファイバ束と、
白色光を発生する照明用光源と、
前記照明用光源から出射された前記白色光を集光する第２の集光光学系と、
前記第２の集光光学系により集光される前記照明用光源からの光が入射する第２の光ファイバ束と、
前記第１の光ファイバ束の第１の出射端と前記第２の光ファイバ束の第２の出射端とが束ねられ、前記第１の光ファイバ束と前記第２の光ファイバ束の出射端面に第１の端面が接続された第１のガラスロッドと、
を有し、
前記第１のガラスロッドの前記第１の端面と反対側の第２の端面に、内視鏡の照明光学系の接続部が設けられている内視鏡用光源装置。
前記複数の励起用レーザ光源からの励起光をそれぞれ集光する複数の光学系から構成された第１の集光光学系と、
前記複数の光学系それぞれにより集光される前記励起光がそれぞれ入射する複数の第１の光ファイバ束と、
白色光を発生する照明用光源と、
前記照明用光源から出射された前記白色光を集光する第２の集光光学系と、
前記第２の集光光学系により集光される前記照明用光源からの光が入射する第２の光ファイバ束と、
前記第１の光ファイバ束の第１の出射端と前記第２の光ファイバ束の第２の出射端とが束ねられ、前記第１の光ファイバ束と前記第２の光ファイバ束の出射端面に第１の端面が接続された第１のガラスロッドと、
を有し、
前記第１のガラスロッドの前記第１の端面と反対側の第２の端面に、内視鏡の照明光学系の接続部が設けられている内視鏡用光源装置。
【請求項2】
前記第１のガラスロッドの長手方向に直交する断面形状は、正方形であり、
前記第１の光ファイバ束及び前記第２の光ファイバ束の光の出射端は円形に束ねられ、
前記第１のガラスロッドの長手方向に直交する断面の一辺の長さは、前記出射端の出射端面の直径の±１０％の範囲内である、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
前記第１の光ファイバ束及び前記第２の光ファイバ束の光の出射端は円形に束ねられ、
前記第１のガラスロッドの長手方向に直交する断面の一辺の長さは、前記出射端の出射端面の直径の±１０％の範囲内である、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項3】
前記第１の光ファイバ束と前記第２の光ファイバ束の出射端が束ねられたファイバ束の直径は５．０ｍｍ以下であり、
前記照明用光源のサイズは２ｍｍ角以上３ｍｍ角以下であり、
前記第２の光ファイバ束の入射端面の直径は３．４ｍｍ以上５．０以下である、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
前記照明用光源のサイズは２ｍｍ角以上３ｍｍ角以下であり、
前記第２の光ファイバ束の入射端面の直径は３．４ｍｍ以上５．０以下である、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項4】
前記第１の光ファイバ束と前記第２の光ファイバ束の出射端が束ねられたファイバ束の直径は５．０ｍｍ以下であり、
前記照明用光源のサイズは２ｍｍ角の場合、前記第２の光ファイバ束の入射端面の直径は２．４ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
前記照明用光源のサイズは２ｍｍ角の場合、前記第２の光ファイバ束の入射端面の直径は２．４ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項5】
前記照明用光源のサイズは３ｍｍ角の場合、前記第２の光ファイバ束の入射端面の直径は３．４ｍｍ以上である、
請求項３に記載の内視鏡用光源装置。
請求項３に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項6】
前記第１の集光光学系と前記第１の光ファイバ束との間に配置された第２のガラスロッドをさらに備え、
前記第１の集光光学系により集光された前記励起光は、前記第２のガラスロッドに入射する、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
前記第１の集光光学系により集光された前記励起光は、前記第２のガラスロッドに入射する、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項7】
前記照明用光源は、ＬＥＤ光源である、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項8】
前記第１の集光光学系及び前記第２の集光光学系のうち少なくとも前記第２の集光光学系が拡大光学系である、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内視鏡用光源装置に関する。この出願は、２０２３年０９月２７日に出願された米国出願第１８／３７３，５３６号の利益を主張し、その全文が参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【0002】
従来、内視鏡用光源装置としては、例えば、特許文献１に記載された投影光学系が挙げられる。特許文献１に記載の投影光学系は、レーザ光源と、ライドガイドと、ロッド棒と、マイクロプリズムアレイとを備えている。レーザ光源から出射されたレーザ光は、ファイバ束に入射し、カバーガラスを経てロッド棒に入射しマイクロプリズムアレイに入射する。マイクロプリズムアレイから出射した光は物体面を照射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－１９１８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の内視鏡用光源装置においては、改善の余地があった。特に、照明用光源から出射された光を効率良く光ファイバ束に取り込ませるについては、記載されていない。
【0005】
上記事情を踏まえ、本発明は、照明用光源から出射された光を効率良く光ファイバ束に取り込めて、ガラスロッドから出射される照明光を均一にすることができる内視鏡用光源装置を提供することを目的とする。
【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、この発明は以下の手段を提案している。
本開示の第一の態様に係る内視鏡用光源装置は、複数の励起用レーザ光源と、前記複数の励起用レーザ光源からの励起光をそれぞれ集光する複数の光学系から構成された第１の集光光学系と、前記複数の光学系それぞれにより集光される前記励起光がそれぞれ入射する複数の第１の光ファイバ束と、白色光を発生する照明用光源と、前記照明用光源から出射された前記白色光を集光する第２の集光光学系と、前記第２の集光光学系により集光される前記照明用光源からの光が入射する第２の光ファイバ束と、前記第１の光ファイバ束の第１の出射端と前記第２の光ファイバ束の第２の出射端とが束ねられ、前記第１の光ファイバ束と前記第２の光ファイバ束の出射端面に第１の端面が接続された第１のガラスロッドと、を有し、前記第１のガラスロッドの前記第１の端面と反対側の第２の端面に、内視鏡の照明光学系の接続部が設けられている。
本開示の第一の態様に係る内視鏡用光源装置は、複数の励起用レーザ光源と、前記複数の励起用レーザ光源からの励起光をそれぞれ集光する複数の光学系から構成された第１の集光光学系と、前記複数の光学系それぞれにより集光される前記励起光がそれぞれ入射する複数の第１の光ファイバ束と、白色光を発生する照明用光源と、前記照明用光源から出射された前記白色光を集光する第２の集光光学系と、前記第２の集光光学系により集光される前記照明用光源からの光が入射する第２の光ファイバ束と、前記第１の光ファイバ束の第１の出射端と前記第２の光ファイバ束の第２の出射端とが束ねられ、前記第１の光ファイバ束と前記第２の光ファイバ束の出射端面に第１の端面が接続された第１のガラスロッドと、を有し、前記第１のガラスロッドの前記第１の端面と反対側の第２の端面に、内視鏡の照明光学系の接続部が設けられている。
【発明の効果】
【0007】
本発明の内視鏡用光源装置は、照明用光源から出射された光を効率良く光ファイバ束に取り込めて、ガラスロッドから出射される照明光を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】一実施形態に係る内視鏡用光源装置を備えた内視鏡を示す全体図である。
【図2】一実施形態に係る内視鏡用光源装置を示す図である。
【図3A】ガラスロッドの外径とファイバの外径との関係を示す図である。
【図3B】ガラスロッドの外径とファイバの外径との関係を示す図である。
【図4A】ガラスロッドの外径とファイバの外径との関係を示す図である。
【図4B】ガラスロッドの外径とファイバの外径との関係を示す図である。
【図5】エタンデュとファイバの直径との関係を示す図である。
【図6】エタンデュとファイバの直径との関係を示す図である。
【図7】エタンデュとファイバの直径との関係を示す図である。
【図8】エタンデュとファイバの直径との関係を示す図である。
【図9】一実施形態に係る内視鏡用光源装置の変形例を示す全体図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
【0010】
［内視鏡］
内視鏡１００は、例えば手術台に横たわる患者の体内を観察および処置する装置である。図１に示すように、内視鏡１００は、患者の体内に挿入される細長い挿入部１０１と、挿入部１０１の基端に接続された操作部１０２と、操作部１０２から延出するユニバーサルコード１０３と、を備えている。
挿入部１０１は、基端側に処置具挿入口１００ａが形成されている。処置具挿入口１００ａは、挿入部１０１内において図示しない処置具挿通チャンネルの基端部に連結している。
処置具挿入口１００ａは、内視鏡用処置具（図示略）を処置具挿通チャンネルに挿入するための挿入口である。
内視鏡１００は、例えば手術台に横たわる患者の体内を観察および処置する装置である。図１に示すように、内視鏡１００は、患者の体内に挿入される細長い挿入部１０１と、挿入部１０１の基端に接続された操作部１０２と、操作部１０２から延出するユニバーサルコード１０３と、を備えている。
挿入部１０１は、基端側に処置具挿入口１００ａが形成されている。処置具挿入口１００ａは、挿入部１０１内において図示しない処置具挿通チャンネルの基端部に連結している。
処置具挿入口１００ａは、内視鏡用処置具（図示略）を処置具挿通チャンネルに挿入するための挿入口である。
【0011】
操作部１０２は、内視鏡１００に対する操作を受け付ける。ユニバーサルコード１０３は、内視鏡１００と本実施形態に係る内視鏡用光源装置１とを接続する。
内視鏡１００の挿入部１０１の先端には、内視鏡用光源装置１から照射された光が入射する照明用光学系（図示略）及び撮像部１０４が設けられている。
内視鏡１００の挿入部１０１の先端には、内視鏡用光源装置１から照射された光が入射する照明用光学系（図示略）及び撮像部１０４が設けられている。
【0012】
［内視鏡用光源装置］
内視鏡用光源装置１は、励起用レーザ光源１０と、第１の集光光学系１１と、第１の光ファイバ束１２と、照明用光源２０と、第２の集光光学系２１と、第２の光ファイバ束２２と、ガラスロッド（第１のガラスロッド）３０と、を備える。
内視鏡用光源装置１は、励起用レーザ光源１０と、第１の集光光学系１１と、第１の光ファイバ束１２と、照明用光源２０と、第２の集光光学系２１と、第２の光ファイバ束２２と、ガラスロッド（第１のガラスロッド）３０と、を備える。
【0013】
励起用レーザ光源１０は、光反応性の試薬を励起する。励起用レーザ光源１０は、第１のＬＤ１０Ａと、第２のＬＤ１０Ｂと、第３のＬＤ１０Ｃとから構成されている。
第１のＬＤ１０Ａは、青色域に強度を有するとともに、生体組織に含まれる所定の生体物質を励起する。具体的には、第１のＬＤ１０Ａは、例えば、３８０ｎｍ～４８８ｎｍの波長領域に強度を有する光を発生するように構成されている。
第２のＬＤ１０Ｂは、例えば、４８８ｎｍ～６８０ｎｍの波長領域に強度を有する光を発生するように構成されている。
第３のＬＤ１０Ｃは、赤色域に強度を有する赤色光を発生するように構成されている。具体的には、第３のＬＤ１０Ｃは、例えば、６８０ｎｍ～７８０ｎｍの波長領域に強度を有する光を発生するように構成されている。
なお、励起用レーザ光源１０から照射される上記光の波長帯域は一例に過ぎない。
第１のＬＤ１０Ａは、青色域に強度を有するとともに、生体組織に含まれる所定の生体物質を励起する。具体的には、第１のＬＤ１０Ａは、例えば、３８０ｎｍ～４８８ｎｍの波長領域に強度を有する光を発生するように構成されている。
第２のＬＤ１０Ｂは、例えば、４８８ｎｍ～６８０ｎｍの波長領域に強度を有する光を発生するように構成されている。
第３のＬＤ１０Ｃは、赤色域に強度を有する赤色光を発生するように構成されている。具体的には、第３のＬＤ１０Ｃは、例えば、６８０ｎｍ～７８０ｎｍの波長領域に強度を有する光を発生するように構成されている。
なお、励起用レーザ光源１０から照射される上記光の波長帯域は一例に過ぎない。
【0014】
第１の集光光学系１１は、第１のＬＤ１０Ａからの励起光を集光する第１の集光レンズ（光学系）１１Ａと、第２のＬＤ１０Ｂからの励起光を集光する第２の集光レンズ（光学系）１１Ｂと、第３のＬＤ１０Ｃからの励起光を集光する第３の集光レンズ（光学系）１１Ｃと、を備える。
第１の光ファイバ束１２は、第１の集光レンズ１１Ａにより集光される励起光が入射する第１のファイバ１２Ａと、第２の集光レンズ１１Ｂにより集光される励起光が入射する第２のファイバ１２Ｂと、第３の集光レンズ１１Ｃにより集光される励起光が入射する第３のファイバ１２Ｃと、を備える。
第１の光ファイバ束１２は、第１の集光レンズ１１Ａにより集光される励起光が入射する第１のファイバ１２Ａと、第２の集光レンズ１１Ｂにより集光される励起光が入射する第２のファイバ１２Ｂと、第３の集光レンズ１１Ｃにより集光される励起光が入射する第３のファイバ１２Ｃと、を備える。
【0015】
照明用光源２０は、白色光を発光する白色光源である。白色光源としては、例えば、白色ＬＥＤ、白色ＬＤ、ハロゲンランプ、又はキセノンランプ等が用いられる。本実施形態では、照明用光源２０として、白色ＬＥＤを用いる。
【0016】
第２の集光光学系２１は、照明用光源２０から出射された白色光を集光する集光レンズにより構成されている。
第２の光ファイバ束２２は、第２の集光光学系２１により集光される照明用光源２０から出射された白色光が入射される。
本実施形態では、第１のファイバ１２Ａ、第２のファイバ１２Ｂ、第３のファイバ１２Ｃ、第２の光ファイバ束２２は、マルチコアの光ファイバである。
なお、第１のファイバ１２Ａ、第２のファイバ１２Ｂ、第３のファイバ１２Ｃ、第２の光ファイバ束２２は、シングルコアの光ファイバから構成されていてもよい。
また、第１のファイバ１２Ａ、第２のファイバ１２Ｂ、第３のファイバ１２Ｃ、第２の光ファイバ束２２の外周面は、水密に保持するために、外皮により被覆されている。
第２の光ファイバ束２２は、第２の集光光学系２１により集光される照明用光源２０から出射された白色光が入射される。
本実施形態では、第１のファイバ１２Ａ、第２のファイバ１２Ｂ、第３のファイバ１２Ｃ、第２の光ファイバ束２２は、マルチコアの光ファイバである。
なお、第１のファイバ１２Ａ、第２のファイバ１２Ｂ、第３のファイバ１２Ｃ、第２の光ファイバ束２２は、シングルコアの光ファイバから構成されていてもよい。
また、第１のファイバ１２Ａ、第２のファイバ１２Ｂ、第３のファイバ１２Ｃ、第２の光ファイバ束２２の外周面は、水密に保持するために、外皮により被覆されている。
【0017】
本実施形態では、励起用レーザ光源１０としてレーザを用い、照明用光源２０としてＬＥＤを用いている。このため、照明用光源２０から出射された光のスポット径は、励起用レーザ光源１０から出射された光のスポット径よりも大きい。照明用光源２０から出射された光を無駄なくファイバに入射させるために、第２の光ファイバ束２２の外径は、第１の光ファイバ束１２の外径よりも大きくなるように構成されている。
また、本実施形態では、第１の集光光学系１１及び第２の集光光学系２１は、拡大光学系である。なお、第１の集光光学系１１及び第２の集光光学系２１のうち少なくとも第２の集光光学系２１が拡大光学系であればよい。
また、本実施形態では、第１の集光光学系１１及び第２の集光光学系２１は、拡大光学系である。なお、第１の集光光学系１１及び第２の集光光学系２１のうち少なくとも第２の集光光学系２１が拡大光学系であればよい。
【0018】
ガラスロッド（第１のガラスロッド）３０は、図２に示すように、第１の光ファイバ束１２及び第２の光ファイバ束２２の出射側に配置されている。
第１のファイバ１２Ａの出射端面１２ａと、第２のファイバ１２Ｂの出射端面１２ｂと、第３のファイバ１２Ｃの出射端面１２ｃと、第２の光ファイバ束２２の出射端面２２ａとが面一となるように、第１の光ファイバ束１２と第２の光ファイバ束２２とが配置されている。
第１のファイバ１２Ａの出射端面１２ａと、第２のファイバ１２Ｂの出射端面１２ｂと、第３のファイバ１２Ｃの出射端面１２ｃと、第２の光ファイバ束２２の出射端面２２ａとが面一となるように、第１の光ファイバ束１２と第２の光ファイバ束２２とが配置されている。
【0019】
ガラスロッドの入射端面（第１の端面）３０ａは、第１の光ファイバ束１２のそれぞれの出射端面１２ａ～１２ｃと、第２の光ファイバ束２２の出射端面２２ａとに接触して設けられている。光ファイバ束１２，２２とガラスロッド３０とを接触させることで、第１の光ファイバ束１２及び第２の光ファイバ束２２から出射された光を効率良くガラスロッド３０に導光させることが可能となる。
なお、ガラスロッド３０の入射端面３０ａと、第１の光ファイバ束１２のそれぞれの出射端面１２ａ～１２ｃ及び第２の光ファイバ束２２の出射端面２２ａとの間に隙間を有するように、ガラスロッド３０が、第１の光ファイバ束１２の出射端側及び第２の光ファイバ束２２の出射端側に配置されていてもよい。
ガラスロッド３０の出射端面（第２の端面）３０ｂは、内視鏡１００のユニバーサルコード１０３内の照明光学系の接続部（図示略）と接続される。
なお、ガラスロッド３０の入射端面３０ａと、第１の光ファイバ束１２のそれぞれの出射端面１２ａ～１２ｃ及び第２の光ファイバ束２２の出射端面２２ａとの間に隙間を有するように、ガラスロッド３０が、第１の光ファイバ束１２の出射端側及び第２の光ファイバ束２２の出射端側に配置されていてもよい。
ガラスロッド３０の出射端面（第２の端面）３０ｂは、内視鏡１００のユニバーサルコード１０３内の照明光学系の接続部（図示略）と接続される。
【0020】
ガラスロッドの形状は、本実施形態では、正四角柱である。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ガラスロッドの長手方向に直交する断面形状は、正方形である。また、第１の光ファイバ束１２及び第２の光ファイバ束２２の出射端（以下、ファイバ３２の出射端と称する）は円形に束られている。
【0021】
次に、図３Ａから図４Ｂを用いて、ガラスロッドの一辺の長さとファイバの出射端の出射端面との関係について説明する。
ガラスロッドの一辺の長さをＬ１とし、ファイバ３２の出射端面３２ａの直径をＬ２とする。ガラスロッドの一辺の長さＬ１と出射端面３２ａの直径Ｌ２との関係は、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１が、出射端面３２ａの直径Ｌ２の±１０％の範囲内に設定されている。
ガラスロッドの一辺の長さをＬ１とし、ファイバ３２の出射端面３２ａの直径をＬ２とする。ガラスロッドの一辺の長さＬ１と出射端面３２ａの直径Ｌ２との関係は、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１が、出射端面３２ａの直径Ｌ２の±１０％の範囲内に設定されている。
【0022】
まず、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１が、出射端面３２ａの直径Ｌ２の－１０％である場合について、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。
出射端面３２ａの直径Ｌ２よりもガラスロッド３０の一辺の長さＬ１を小さくしていくと、ガラスロッド３０の光の伝送効率が落ちる。
例えば、出射端面３２ａの直径Ｌ２が３．０ｍｍである場合、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１は、２．７ｍｍである。この構成の場合、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ガラスロッド３０の入射端面３０ａから出射端面３２ａがはみ出しているため、ファイバ３２の出射端面３２ａから出射された光の一部は、ガラスロッド３０に入射されない。このとき、ガラスロッド３０の光の伝送効率は約９２％であるため、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１が、ファイバ３２出射端面３２ａの直径Ｌ２の－１０％を下限値とすることにより光量ロスが許容できる範囲となる。
出射端面３２ａの直径Ｌ２よりもガラスロッド３０の一辺の長さＬ１を小さくしていくと、ガラスロッド３０の光の伝送効率が落ちる。
例えば、出射端面３２ａの直径Ｌ２が３．０ｍｍである場合、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１は、２．７ｍｍである。この構成の場合、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ガラスロッド３０の入射端面３０ａから出射端面３２ａがはみ出しているため、ファイバ３２の出射端面３２ａから出射された光の一部は、ガラスロッド３０に入射されない。このとき、ガラスロッド３０の光の伝送効率は約９２％であるため、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１が、ファイバ３２出射端面３２ａの直径Ｌ２の－１０％を下限値とすることにより光量ロスが許容できる範囲となる。
【0023】
次に、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１が、出射端面３２ａの直径Ｌ２の＋１０％である場合について、図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。
例えば、出射端面３２ａの直径Ｌ２が３．０ｍｍである場合、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１は、３．３ｍｍである。この構成の場合、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ガラスロッド３０の入射端面３０ａは、ファイバ３２の出射端面３２ａをすべて覆っているため、ガラスロッド３０の光の伝送効率は約１００％である。
ここで、一般的には、ガラスロッド３０から照射される照明ムラを減少させるためには、ガラスロッド３０内での光の反射回数は、３回以上であることが好ましい。３回ガラスロッド３０内を反射させるためには、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１が、３．３ｍｍである場合、ガラスロッド３０の長手方向の寸法Ｌ３は、２８．４３ｍｍ必要となる。
例えば、出射端面３２ａの直径Ｌ２が３．０ｍｍである場合、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１は、３．３ｍｍである。この構成の場合、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ガラスロッド３０の入射端面３０ａは、ファイバ３２の出射端面３２ａをすべて覆っているため、ガラスロッド３０の光の伝送効率は約１００％である。
ここで、一般的には、ガラスロッド３０から照射される照明ムラを減少させるためには、ガラスロッド３０内での光の反射回数は、３回以上であることが好ましい。３回ガラスロッド３０内を反射させるためには、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１が、３．３ｍｍである場合、ガラスロッド３０の長手方向の寸法Ｌ３は、２８．４３ｍｍ必要となる。
【0024】
ここで、３回ガラスロッド３０内を反射させるためには、ガラスロッドの一辺の長さＬ１が、３．０ｍｍである場合、ガラスロッドの寸法Ｌ３は、約２５．８４ｍｍ必要となる。
すなわち、ガラスロッドの一辺の長さＬ１が３．３ｍｍである場合の寸法の伸長を、長さＬ１が３．０ｍｍの場合に比べて１０％以内に収めることができる。従って、照明ムラを抑えつつ、装置の小型を図ることが可能となる。
すなわち、ガラスロッドの一辺の長さＬ１が３．３ｍｍである場合の寸法の伸長を、長さＬ１が３．０ｍｍの場合に比べて１０％以内に収めることができる。従って、照明ムラを抑えつつ、装置の小型を図ることが可能となる。
【0025】
以上より、ガラスロッド３０の一辺の長さを大きくすると、ガラスロッド３０内での反射回数（３回）を確保するために、ガラスロッド３０の寸法Ｌ３を大きくする必要があるが、ガラスロッド３０の一辺の長さＬ１が、出射端面３２ａの直径Ｌ２の＋１０％を上限値とすることにより、ガラスロッド３０の寸法Ｌ３の伸長を１０％以内に収めることができる。
本実施形態では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ガラスロッド３０の入射端面３０ａが、ファイバ３２の出射端面３２ａをすべて覆う構成である。
本実施形態では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ガラスロッド３０の入射端面３０ａが、ファイバ３２の出射端面３２ａをすべて覆う構成である。
【0026】
次に、照明用光源２０のサイズと、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂの外径との関係について説明する。
まず、エタンデュについて説明する。
光源から出射された光をレンズを介して照明する場合、照明光の光スポットを小さく絞ろうとすると、ＮＡが大きくなり、照明光のＮＡを小さくしようとすると、光スポットが大きくなるというトレードオフの関係が成り立つ。このトレードオフを考慮するため、本発明では「エタンデュ」の概念を導入する。
まず、エタンデュについて説明する。
光源から出射された光をレンズを介して照明する場合、照明光の光スポットを小さく絞ろうとすると、ＮＡが大きくなり、照明光のＮＡを小さくしようとすると、光スポットが大きくなるというトレードオフの関係が成り立つ。このトレードオフを考慮するため、本発明では「エタンデュ」の概念を導入する。
【0027】
エタンデュとは、立体角と面積とを掛け合わせた物理量である。図１に示すように、照明用光源２０の発光面から出射される照明光を第２の集光光学系２１に集光して受光面（第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂ）に入射させる場合、照明用光源２０の発光面の面積をＳ１とし、発光面からの立体角をΩ１とし、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂの面積をＳ２とし、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂからの立体角をΩ２とすると、以下の式（１）が成り立つ。
Ｓ１×Ω１＝Ｓ２×Ω２ ・・・（１）
Ｓ１×Ω１＝Ｓ２×Ω２ ・・・（１）
【0028】
また、照明用光源２０から出射される光を無駄にすることなく効率的に用いるための条件は、以下の式（２）を満たす必要がある。
照明用光源２０の発光面のエタンデュ＜第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂのエタンデュ ・・・（２）
照明用光源２０の発光面のエタンデュ＜第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂのエタンデュ ・・・（２）
【0029】
ここで、照明用光源（ＬＥＤ）２０のエタンデュは、励起用レーザ光源（ＬＤ）１０のエタンデュに比べて大きいため、照明用光源２０側のファイバ、すなわち、第２の光ファイバ束２２の外径を大きくすることが望まれる。照明用光源２０から出射された光が効率よく第２の光ファイバ束２２に入射するように、照明用光源２０の発光面のサイズと、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂの外径とを設計する必要がある。
【0030】
まず、ファイバ３２の直径Ｌ２は、内視鏡１００が体内に挿通されることを想定し、最大５ｍｍとする。
照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、２ｍｍ×２ｍｍ角である場合の第２の光ファイバ束２２の直径と、エタンデュとの関係を図５に示す。横軸は第２の光ファイバ束２２の直径であり、縦軸はエタンデュである。
ここで、照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触させた場合の第２の光ファイバ束２２の直径と、エタンデュとの関係を図５に一点鎖線で示す。エタンデュは、照明用光源２０のサイズと第２の光ファイバ束２２のＮＡとで決まるため、第２の光ファイバ束２２の直径に寄らず、一定の値（エタンデュ：４．８）となる。
本実施形態では、第２の光ファイバ束２２は、拡大光学系であるため、図５の実線で示すように、第２の光ファイバ束２２の直径を大きくすると、エタンデュの値も大きくなる。
実線と一点鎖線との交点における、第２の光ファイバ束２２の直径は２．４ｍｍである。
従いまして、照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、２ｍｍ×２ｍｍ角である場合、第２の光ファイバ束２２の直径は、２．４ｍｍ以上５．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、２ｍｍ×２ｍｍ角である場合の第２の光ファイバ束２２の直径と、エタンデュとの関係を図５に示す。横軸は第２の光ファイバ束２２の直径であり、縦軸はエタンデュである。
ここで、照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触させた場合の第２の光ファイバ束２２の直径と、エタンデュとの関係を図５に一点鎖線で示す。エタンデュは、照明用光源２０のサイズと第２の光ファイバ束２２のＮＡとで決まるため、第２の光ファイバ束２２の直径に寄らず、一定の値（エタンデュ：４．８）となる。
本実施形態では、第２の光ファイバ束２２は、拡大光学系であるため、図５の実線で示すように、第２の光ファイバ束２２の直径を大きくすると、エタンデュの値も大きくなる。
実線と一点鎖線との交点における、第２の光ファイバ束２２の直径は２．４ｍｍである。
従いまして、照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、２ｍｍ×２ｍｍ角である場合、第２の光ファイバ束２２の直径は、２．４ｍｍ以上５．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
【0031】
次に、照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、２．２５ｍｍ×２．２５ｍｍ角である場合の第２の光ファイバ束２２の直径と、エタンデュとの関係を図６に示す。横軸は第２の光ファイバ束２２の直径であり、縦軸はエタンデュである。
照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触させた場合、エタンデュは一定の値（エタンデュ：６）となる。
図６に示すように、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂのエタンデュ（実線）と、照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触したときのエタンデュ（一点鎖線）との交点における、第２の光ファイバ束２２の直径は２．６ｍｍである。
従いまして、照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、２．２５ｍｍ×２．２５ｍｍ角である場合、第２の光ファイバ束２２の直径は、２．６ｍｍ以上５．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触させた場合、エタンデュは一定の値（エタンデュ：６）となる。
図６に示すように、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂのエタンデュ（実線）と、照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触したときのエタンデュ（一点鎖線）との交点における、第２の光ファイバ束２２の直径は２．６ｍｍである。
従いまして、照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、２．２５ｍｍ×２．２５ｍｍ角である場合、第２の光ファイバ束２２の直径は、２．６ｍｍ以上５．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
【0032】
次に、照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、２．５ｍｍ×２．５ｍｍ角である場合の第２の光ファイバ束２２の直径と、エタンデュとの関係を図７に示す。横軸は第２の光ファイバ束２２の直径であり、縦軸はエタンデュである。
照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触させた場合、エタンデュは一定の値（エタンデュ：７）となる。
図７に示すように、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂのエタンデュ（実線）と、照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触したときのエタンデュ（一点鎖線）との交点における、第２の光ファイバ束２２の直径は２．９ｍｍである。
従いまして、照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、２．５ｍｍ×２．５ｍｍ角である場合、第２の光ファイバ束２２の直径は、２．９ｍｍ以上５．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触させた場合、エタンデュは一定の値（エタンデュ：７）となる。
図７に示すように、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂのエタンデュ（実線）と、照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触したときのエタンデュ（一点鎖線）との交点における、第２の光ファイバ束２２の直径は２．９ｍｍである。
従いまして、照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、２．５ｍｍ×２．５ｍｍ角である場合、第２の光ファイバ束２２の直径は、２．９ｍｍ以上５．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
【0033】
次に、照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、３．０ｍｍ×３．０ｍｍ角である場合の第２の光ファイバ束２２の直径と、エタンデュとの関係を図８に示す。横軸は第２の光ファイバ束２２の直径であり、縦軸はエタンデュである。
照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触させた場合、エタンデュは一定の値（エタンデュ：１０）となる。
図８に示すように、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂのエタンデュ（実線）と、照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触したときのエタンデュ（一点鎖線）との交点における、第２の光ファイバ束２２の直径は３．４ｍｍである。
従いまして、照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、３．０ｍｍ×３．０ｍｍ角である場合、第２の光ファイバ束２２の直径は、３．４ｍｍ以上５．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触させた場合、エタンデュは一定の値（エタンデュ：１０）となる。
図８に示すように、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂのエタンデュ（実線）と、照明用光源２０を第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに直接接触したときのエタンデュ（一点鎖線）との交点における、第２の光ファイバ束２２の直径は３．４ｍｍである。
従いまして、照明用光源（ＬＥＤ）２０のサイズが、３．０ｍｍ×３．０ｍｍ角である場合、第２の光ファイバ束２２の直径は、３．４ｍｍ以上５．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
【0034】
このように、エタンデュを考慮して、第２の光ファイバ束２２の直径を設定することにより、第２の集光光学系２１から第２の光ファイバ束２２へのカップリング効果を向上させることができる。
【0035】
以上より、本実施形態では、第２の集光光学系２１により照明用光源２０から出射された光を第２の光ファイバ束２２に入射させる。これにより、照明用光源２０から出射された光を効率良く第２の光ファイバ束２２に取り込むことができるため、ガラスロッド３０から出射される照明光を均一にすることが可能となる。
【0036】
なお、ガラスロッド３０の長手方向に直交する断面形状は、正方形としたが、長方形であってもよい。ガラスロッド３０の断面形状が長方形である場合、長辺と短辺との差が大きくないことが好ましい。さらに、ガラスロッド３０の長手方向に直交する断面形状が多角形（例えば、五角形、六角形など）であってもよい。
また、第１の集光光学系１１及び第２の集光光学系２１は、拡大光学系であるとしたが、拡大光学系でなくてもよい。
また、第１の集光光学系１１及び第２の集光光学系２１は、拡大光学系であるとしたが、拡大光学系でなくてもよい。
【0037】
［変形例］
次に、本開示に係る変形例について説明するが、上述した一実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
次に、本開示に係る変形例について説明するが、上述した一実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
【0038】
図９に示すように、本変形例の内視鏡用光源装置１Ａでは、第１の光ファイバ束１２の入射端面１２Ａａ，１２Ｂａ，１２Ｃａそれぞれにガラスロッド（第２のガラスロッド）４０ａ，４０ｂ，４０ｃが設けられ、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂにガラスロッド（第２のガラスロッド）４１が設けられている。
ガラスロッド４０ａは、第１のファイバ１２Ａの入射端面１２Ａａに接触して設けられている。ガラスロッド４０ｂは、第２のファイバ１２Ｂの入射端面１２Ｂａに接触して設けられている。ガラスロッド４０ｃは、第３のファイバ１２Ｃの入射端面１２Ｃａに接触して設けられている。
また、ガラスロッド４１は、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに接触して設けられている。
ガラスロッド４０ａは、第１のファイバ１２Ａの入射端面１２Ａａに接触して設けられている。ガラスロッド４０ｂは、第２のファイバ１２Ｂの入射端面１２Ｂａに接触して設けられている。ガラスロッド４０ｃは、第３のファイバ１２Ｃの入射端面１２Ｃａに接触して設けられている。
また、ガラスロッド４１は、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂに接触して設けられている。
【0039】
ガラスロッド４０ａ～４０ｃ、４１の作用について説明する。
励起用レーザ光源１０から出射された光は、第１の集光光学系１１により集光され、ガラスロッド４０ａ～４０ｃに入射し、ガラスロッド４０ａ～４０ｃ内を導光する。ガラスロッド４０ａ～４０ｃ内を反射しながら導光した光は均一になり、第１の光ファイバ束１２に入射する。
また、照明用光源２０から出射された光は、第２の集光光学系２１により集光され、ガラスロッド４１に入射し、ガラスロッド４１内を導光する。ガラスロッド４１内を反射しながら導光した光は均一になり、第２の光ファイバ束２２に入射する。
ガラスロッド４０ａ～４０ｃ，４１を設けることにより、均一化された光が光ファイバ束１２，２２に入射するため、光ファイバ束１２，２２への負荷を抑えることができる。
励起用レーザ光源１０から出射された光は、第１の集光光学系１１により集光され、ガラスロッド４０ａ～４０ｃに入射し、ガラスロッド４０ａ～４０ｃ内を導光する。ガラスロッド４０ａ～４０ｃ内を反射しながら導光した光は均一になり、第１の光ファイバ束１２に入射する。
また、照明用光源２０から出射された光は、第２の集光光学系２１により集光され、ガラスロッド４１に入射し、ガラスロッド４１内を導光する。ガラスロッド４１内を反射しながら導光した光は均一になり、第２の光ファイバ束２２に入射する。
ガラスロッド４０ａ～４０ｃ，４１を設けることにより、均一化された光が光ファイバ束１２，２２に入射するため、光ファイバ束１２，２２への負荷を抑えることができる。
【0040】
なお、ファイバ１２Ａ～１２Ｃの入射端面１２Ａａ～１２Ｃａそれぞれにガラスロッド４０ａ～４０ｃを設け、第２の光ファイバ束２２の入射端面２２ｂにガラスロッド４１を設けたが、少なくともファイバ１２Ａ～１２Ｃの入射端面１２Ａａ～１２Ｃａにのみガラスロッド４０ａ～４０ｃが設けられていればよい。
【0041】
以上、本開示の一実施形態及び変形例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
【符号の説明】
【0042】
１，１Ａ 内視鏡用光源装置
１０ 励起用レーザ光源（ＬＤ）
１０Ａ 第１のＬＤ
１０Ｂ 第２のＬＤ
１０Ｃ 第３のＬＤ
１１ 第１の集光光学系
１１Ａ 第１の集光レンズ（光学系）
１１Ｂ 第２の集光レンズ（光学系）
１１Ｃ 第３の集光レンズ（光学系）
１２ 第１の光ファイバ束（光ファイバ束）
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 出射端面
１２Ａ 第１のファイバ（ファイバ）
１２Ａａ，１２Ｂａ，１２Ｃａ 入射端面
１２Ｂ 第２のファイバ（ファイバ）
１２Ｃ 第３のファイバ（ファイバ）
２０ 照明用光源（ＬＥＤ）
２１ 第２の集光光学系
２２ 第２の光ファイバ束（光ファイバ束）
２２ａ 出射端面
２２ｂ 入射端面
３０ ガラスロッド（第１のガラスロッド）
３０ａ 入射端面（第１の端面）
３０ｂ 出射端面（第２の端面）
３２ ファイバ
３２ａ 出射端面
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４１ ガラスロッド（第２のガラスロッド）
１００ 内視鏡
１００ａ 処置具挿入口
１０１ 挿入部
１０２ 操作部
１０３ ユニバーサルコード
１０４ 撮像部
Ｌ１ 長さ
Ｌ２ 直径
Ｌ３ 寸法
１０ 励起用レーザ光源（ＬＤ）
１０Ａ 第１のＬＤ
１０Ｂ 第２のＬＤ
１０Ｃ 第３のＬＤ
１１ 第１の集光光学系
１１Ａ 第１の集光レンズ（光学系）
１１Ｂ 第２の集光レンズ（光学系）
１１Ｃ 第３の集光レンズ（光学系）
１２ 第１の光ファイバ束（光ファイバ束）
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 出射端面
１２Ａ 第１のファイバ（ファイバ）
１２Ａａ，１２Ｂａ，１２Ｃａ 入射端面
１２Ｂ 第２のファイバ（ファイバ）
１２Ｃ 第３のファイバ（ファイバ）
２０ 照明用光源（ＬＥＤ）
２１ 第２の集光光学系
２２ 第２の光ファイバ束（光ファイバ束）
２２ａ 出射端面
２２ｂ 入射端面
３０ ガラスロッド（第１のガラスロッド）
３０ａ 入射端面（第１の端面）
３０ｂ 出射端面（第２の端面）
３２ ファイバ
３２ａ 出射端面
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４１ ガラスロッド（第２のガラスロッド）
１００ 内視鏡
１００ａ 処置具挿入口
１０１ 挿入部
１０２ 操作部
１０３ ユニバーサルコード
１０４ 撮像部
Ｌ１ 長さ
Ｌ２ 直径
Ｌ３ 寸法
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】