WO2019239455A1 - 内視鏡用光源装置、内視鏡用光源システム、および、内視鏡 - Google Patents

Abstract

内視鏡用光源装置１は、ファイバ端面７０ＳＡから入射する、光源２０から出射された出射光の一部を導光する光ファイバ７０と、光ファイバ７０が挿入されている貫通孔Ｈ３１の開口があるフェルール端面３１ＳＡを有し、前記フェルール端面３１ＳＡに入射する前記出射光の他の一部を、内部において散乱する散乱体を含み、散乱によって生じた散乱光を側面３１ＳＳから出射するフェルール３１と、フェルール３１の側面３１ＳＳの周囲に配置されており、散乱光を受光する光センサ４０と、を具備する。

Description

内視鏡用光源装置、内視鏡用光源システム、および、内視鏡

　本発明は、光センサを具備する内視鏡用光源装置、光センサを具備する内視鏡用光源装置を含む内視鏡、第１の光センサを具備する第１の光源装置と第２の光センサを具備する第２の光源装置とを有する内視鏡用光源システム、および、第１の光センサを具備する第１の光源装置と第２の光センサを具備する第２の光源装置とを有する内視鏡用光源システムを含む内視鏡システムに関する。

　内視鏡用光源装置は、照明光の光量を適切に管理する必要がある。キセノンランプを光源とする光源装置を含む内視鏡システムでは、光源装置が発生した照明光が、ユニバーサルコードおよび挿入部を挿通する複数の光ファイバの束（ファイババンドル）を経由して先端部まで導光されている。そして、例えば、内視鏡画像の明るさに基づいて、光源装置の光学絞りを調整することによって光量が制御されていた。すなわち、キセノンランプの光量は概ね安定した状態であり、使用条件によって大きく変化することはなかった。

　これに対して、半導体レーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子を光源とする内視鏡用光源装置が検討されている。ＬＤ等は、駆動時に発熱し、自らの温度によって光量が変化する。このため、光量がリアルタイムに検出され、検出結果に基づいて、光源に供給する駆動信号が制御される。光源の光量を検出するためには、フォトダーオード等の受光素子が用いられる。

　内視鏡の照明光は、データ通信に用いられる信号光に比べて大光量である。このため、受光素子の配置位置が異なると、受光素子が受光する光量の絶対値が大きく変化する。しかし、受光素子が光量を精度良く検出できる光量範囲（ダイナミックレンジ）は広くはない。このため、受光素子を用いて、発光素子が出力した照明光の光量を精度良く検出することは容易ではなかった。

　日本国特開平７－２９４３２９号公報には、光ファイバが導光する信号光の光量を、光ファイバが挿入されているガラス製のフェルールの側面に配設されたフォトダイオードによって検出する光パワーモニタ装置が開示されている。フェルール端面から入射する信号光は、フェルールの内周面において反射されフォトダイオードが配設されている位置まで導光される。

　すなわち、光ファイバの開口数以上となるように集光するレンズによって、一部の信号光は光ファイバの入射面の周囲のフェルール端面に集光されている。また、フェルールの内周面において信号光を反射するために、フェルールの外周面は反射部材によって覆われている。

特開平７－２９４３２９号公報

　本発明の実施形態は、精度良く光量を検出する内視鏡用光源装置、精度良く光量を検出する内視鏡用光源装置を含む内視鏡、精度良く光量を検出する内視鏡用光源システム、および、精度良く光量を検出する内視鏡用光源システムを含む内視鏡を提供することを目的とする。

　実施形態の内視鏡用光源装置は、ファイバ端面を有し、前記ファイバ端面に入射する、光源から出射された出射光の一部を導光する光ファイバと、前記光ファイバが挿入されている貫通孔の開口があるフェルール端面を有し、前記フェルール端面に入射する前記出射光の他の一部を、内部において散乱する散乱体を含み、散乱によって生じた散乱光を側面から出射するフェルールと、前記フェルールの前記側面の周囲に配置されており、前記散乱光を受光する光センサと、を具備する。

　実施形態の内視鏡は、上記内視鏡用光源装置を含む。

　実施形態の内視鏡用光源システムは、第１の光源装置と、第２の光源装置と、コンバイナと、第３の光ファイバと、を有し、前記第１の光源装置は、第１のファイバ端面を有し、前記第１のファイバ端面に入射する、第１の光源から出射された第１の出射光の一部を導光する第１の光ファイバと、前記第１の光ファイバが挿入されている第１の貫通孔の開口がある第１のフェルール端面を有し、前記第１のフェルール端面に入射する前記第１の出射光の他の一部を、内部において散乱する第１の散乱体を含み、散乱によって生じた第１の散乱光を前記第１の側面から出射する第１のフェルールと、前記第１の側面の周囲に配置されており、前記第１の散乱光を受光する第１の光センサと、を具備しており、前記第２の光源装置は、第２のファイバ端面を有し、前記第２のファイバ端面に入射する、第２の光源から出射された第２の出射光の一部を導光する第２の光ファイバと、前記第２の光ファイバが挿入されている第２の貫通孔の開口がある第２のフェルール端面を有し、前記第２のフェルール端面に入射する前記第２の出射光の他の一部を、内部において散乱する第２の散乱体を含み、散乱によって生じた第２の散乱光を前記第２の側面から出射する第２のフェルールと、前記第２の側面の周囲に配置されており、前記第２の散乱光を受光する第２の光センサと、を具備しており、前記コンバイナは、前記第１の光ファイバが導光した前記第１の出射光と、前記第２の光ファイバが導光した前記第２の出射光とを、合波し、前記第３の光ファイバは、前記コンバイナから出射される第３の光を導光する、内視鏡用光源システムであって、前記第１の出射光の第１の波長が、前記第２の出射光の第２の波長よりも短く、前記第１の光センサと前記第１のファイバ端面との距離が、前記第２の光センサと前記第２のファイバ端面との距離よりも短い。

　実施形態の内視鏡は、上記内視鏡用光源システムを含む。

　本発明の実施形態によれば、精度良く光量を検出する内視鏡用光源装置、精度良く光量を検出する内視鏡用光源装置を含む内視鏡、精度良く光量を検出する内視鏡用光源システム、および、精度良く光量を検出する内視鏡用光源システムを含む内視鏡を提供できる。

実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの斜視図である。 第１実施形態の内視鏡用光源装置の構成図である。 第１実施形態の内視鏡用光源装置の斜視図である。 第１実施形態の内視鏡用光源装置の断面図である。 第１実施形態の内視鏡用光源装置における光路を説明するための模式図である。 第１実施形態の内視鏡用光源装置の製造方法のフローチャートである。 第１実施形態の変形例１の内視鏡用光源装置の断面図である。 第１実施形態の変形例２の内視鏡用光源装置のフェルールの斜視図である。 第１実施形態の変形例２の内視鏡用光源装置の断面図である。 第１実施形態の変形例３の内視鏡用光源装置の断面図である。 第２実施形態の内視鏡用光源システムの構成図である。 第２実施形態の内視鏡用光源システムの構成図である。

＜第１実施形態＞
＜内視鏡の構成＞
　図１に示すように、実施形態の内視鏡９を含む内視鏡システム６は、内視鏡９と、プロセッサ５Ａと、モニタ５Ｂと、を具備する。内視鏡９は挿入部３と把持部４とを有する。内視鏡９は、いわゆるコードレス内視鏡である。コードレス内視鏡では、被検体の体内画像を撮影した画像信号は、送信部２Ａからプロセッサ５Ａの受信部２Ｂに無線によってされる。内視鏡９は、後に詳述するピグテイル型の内視鏡用光源装置１（以下、「光源装置１」という。）を内蔵している。

　コードレス内視鏡は、ユニバーサルコードによってプロセッサおよび光源装置と接続されている内視鏡よりも、操作性が良い。

　挿入部３は、先端部３Ａと、先端部３Ａの基端部に連設された湾曲自在な湾曲部３Ｂと、湾曲部３Ｂの基端部に連設された細長い軟性部３Ｃとを含む。湾曲部３Ｂは、把持部４の回動するアングルノブ４Ａの操作によって湾曲する。把持部４には、挿入部３を挿通している処置具チャンネルのチャンネル開口４Ｂがある。

　内視鏡９の先端部３Ａには、図示しないが、照明光を出射する照明光学系が配設されている。

　光源装置１は、光接続モジュール３０等の要部が把持部４に配設されており、照明光は、挿入部３を挿通する１本の光ファイバ７０を経由することによって、先端部３Ａの出射部８０まで導光され、照明光学系から出射される（図２参照）。１本の光ファイバ７０だけを用いて照明光を導光する光源装置１は、挿入部３が細径であるため、低侵襲である。

　なお、内視鏡９は医療用の軟性鏡であるが、別の実施形態の内視鏡は、硬性鏡であってもよいし、工業用の内視鏡であってもよい。さらに、別の実施形態の内視鏡は、ユニバーサルコードによってプロセッサと接続されている内視鏡でもよい。

＜内視鏡用光源装置の構成＞
　図２から図５に示すように光源装置１は、フェルール３１と光センサ４０と光ファイバ７０とを含む光接続モジュール３０を主要構成要素として具備する。

　なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、夫々の部分の厚さの比率および相対角度などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、一部の構成要素の図示および符号の付与を省略する場合がある。例えば、光センサ４０の導線は図示しない。

　光接続モジュール３０は、光源２０から出射された出射光（照明光）の一部は、導光部材である光ファイバ７０を経由して出射部８０まで導光される。

　例えば、出射部８０には、光源２０の発光部２０Ａから出射された青色光を受光すると、黄色光を発生する蛍光体が配設されている。このため、出射部８０からは、青色光と黄色光とを含む白色光が照明光として出射される。光源装置１が、白色光を出射する光源２０を具備していてもよい。

　光源装置１は、光センサ４０の出力値に応じて、光源２０を制御することによって、出射光の光量を調整するコントローラ６０をさらに具備する。すなわち、コントローラ６０の制御によって、光源２０にドライバ５０が出力する駆動信号が調整される。

　なお、コントローラ６０および光源ドライバ５０は、光接続モジュール３０とは別体であってもよい。例えば、コントローラ６０は、内視鏡９のプロセッサ５Ａに配設されていてもよい。さらに、内視鏡９のプロセッサ５ＡのＣＰＵがコントローラ６０の機能を有していてもよい。

　光源２０は、半導体レーザダイオード（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）の小型の半導体発光素子がパッケージに収容されているＣＡＮタイプである。

　光源２０から出射された出射光（照明光）の一部は、光接続モジュール３０によって、光ファイバ７０のファイバ端面７０ＳＡに入射し、導光される。すなわち、光ファイバ７０はファイバ端面７０ＳＡを有し、ファイバ端面７０ＳＡに入射する、光源２０から出射された出射光の一部を導光する。

　円柱形のフェルール３１には、光ファイバ７０が挿入されている貫通孔Ｈ３１の開口がフェルール端面３１ＳＡにある。貫通孔Ｈ３１の内径は光ファイバ７０の外径よりも、わずかに大きく、光ファイバ７０の外周面と貫通孔Ｈ３１の内面との間には接着剤（不図示）が配設されている。

　光接続モジュール３０は、レンズ３３とホルダ３４とをさらに具備する。レンズ３３は光源２０が出射した出射光をファイバ端面７０ＳＡに集光する。ホルダ３４は、光源２０とレンズ３３とフェルール３１とが固定されている保持部材である。ステンレス鋼または真鍮等の金属の加工によって作製されるホルダ３４は、レンズ３３が集光した出射光の光路を含む空間を構成している内面３４ＳＳを有する。

　そして、レンズ３３の開口数（ＮＡ）は、光ファイバ７０の開口数（ＮＡ）以下である。すなわち、レンズ３３が集光した出射光は、ファイバ端面７０ＳＡ（厳密には、コアとクラッドとからなる光ファイバ７０のコア端面）に入射すると、コア内を高効率に導波され、クラッドを経由して外部に出射されることはない。

　一般的に光信号を伝送する光源装置では、多重反射によって光信号が劣化するため、ファイバ端面は光ファイバの光軸に垂直な面に対して傾斜している。しかし、照明光を伝送する光源装置１は、ファイバ端面７０ＳＡは光ファイバ７０の光軸Ｏに対して垂直に研磨されている。このため、殆どの出射光は、光ファイバ７０に入射するため伝送効率が高い。出射光がファイバ端面７０ＳＡに垂直に入射しても、一部の出射光は、ファイバ端面７０ＳＡにおいて反射される。なお、光ファイバ７０の光軸Ｏは、レンズ３３に集光された出射光の光束の中における最も強い光が通る主軸と一致している。

　光源装置１では、ファイバ端面７０ＳＡにおいて反射された出射光が、ホルダ３４の内面３４ＳＳにおいて更に反射されて、フェルール端面３１ＳＡに入射する。出射光は、レンズ３３の表面において反射されてもよいし、複数回反射されてもよい。

　フェルール３１はフェルール端面３１ＳＡに入射する出射光の一部を、内部において散乱する散乱体を含み、散乱によって生じた散乱光をことによって、外周面である側面３１ＳＳから出射する。フェルール端面３１ＳＡに入射する出射光は、ファイバ端面７０ＳＡに入射する出射光の一部（導光される出射光）とは異なり、出射光の他の一部（散乱される出射光）である。

　フェルール３１は内部において光を散乱するため、フェルールの外面における反射のためのフェルールを覆う反射部材は不要である。

　フェルール３１は、保持部材であるスリーブ３２に挿入された状態において固定されているため、結果としてホルダ３４に固定されている。後述するように、フェルール３１（光ファイバ７０）を高精度に位置決めしてからホルダ３４に固定するために、スリーブ３２は、第１の筒体３２Ａと第２の筒体３２Ｂとを有する。第１の筒体３２Ａにはフェルール３１が挿入され固定されている。第２の筒体３２Ｂには、第１の筒体３２Ａが挿入され固定されている。そして、第２の筒体３２Ｂがホルダ３４に固定されている。

　光センサ４０は、スリーブ３２のスリーブ開口Ｈ３２、すなわち、フェルール３１の側面３１ＳＳの周囲に、受光面４０ＳＡが、光ファイバ７０の光軸Ｏと平行になる状態に配置されている。スリーブ開口Ｈ３２は、光センサ４０を適切な光量の位置に位置決めするために、例えば、複数の光センサ４０が配置できる光軸方向に細長い形状の溝であることが好ましい。スリーブ開口Ｈ３２は、スリーブ３２の後部にまで延設されているスリットであってもよい。

　フォトダーオード（ＰＤ）等の受光素子を含む光センサ４０は、フェルール３１の側面３１ＳＳに出射された散乱光を受光し、散乱光の光量に対応した出力値の検出信号を出力する。光センサ４０は、受光素子が出力した検出信号を一次処理してから出力してもよい。

　フェルール３１は、例えば、フェルール端面３１ＳＡと対向している後端面３１ＳＢから出射される散乱光の光量が、フェルール端面３１ＳＡに垂直に入射した青色の出射光（波長：４５０ｎｍ）の光量の、０．１％超８０％未満であることが好ましく、５％超６０％未満であることが特に好ましい。

　前記範囲超では、光センサ４０から適切な出力値の検出信号が出力される。前記範囲以下では、光センサ４０の配置位置に対する散乱光の光量依存性が小さいため、光センサ４０からの検出信号の出力値が配置位置によって大きくは変化しない。

　光源装置１は、適切な光量の散乱光を光センサ４０が受光するため、精度良く光量を検出できる。このため、光源装置１は適切な光量の照明光を出射できる。光源装置１を有する内視鏡９は、適切な光量の照明光によって、適切な明るさの内視鏡画像を得ることができる。

　なお、光源装置１は、内視鏡９に内蔵されている。しかし、実施形態の光源装置は、内視鏡とは別体であり、内視鏡に着脱自在でもよい。例えば、実施形態の光源装置は、チャンネル開口４Ｂから処置具チャンネルに挿入されることによって使用されてもよい。例えば、白色光照明を行う内視鏡の処置具チャンネルに挿入される、狭帯域照明光を照射する光源装置でもよい。さらに、光源装置は、照明光ではなく、例えば、処置のための焼灼レーザ光を照射する光源装置であってもよい。

＜光源装置の製造方法＞
　次に、図６のフローチャートに沿って、光源装置１の製造方法について簡単に説明する。

＜ステップＳ１０＞光源、レンズ固定工程
　ホルダ３４に、ＣＡＮタイプの発光素子（ＬＤ）である光源２０とレンズ３３とが、高精度に位置決めされて固定される。

　光源２０は、いわゆるベアチップタイプでもよい。また、別体の光源から導波路を経由して導光された照明光を出射する導波路の端部を、光源２０として用いてもよい。すなわち、光源２０は自ら発光する発光素子等に限られるものではない。また、光源２０とレンズ３３とホルダ３４とを含む光源モジュールに、光接続モジュール３０が固定されていてもよい。

　レンズ３３は、所定の開口数であれば、単レンズでもよいし、複数のレンズを含むレンズ群でもよい。

　ステンレス鋼または真鍮等の金属の加工によって作製されるホルダ３４の内面３４ＳＳは、出射光の波長の光の反射率が、３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることが特に好ましい。反射率を高めるために、内面３４ＳＳを研磨することによって鏡面にしたり、内面３４ＳＳに反射率の高い白色系の塗料を塗装したりしてもよい。反射率は、内面３４ＳＳに対し垂直に入射した出射光のうち、内面３４ＳＳにおいて吸収/透過されず、反射される光の割合である。

＜ステップＳ２０＞フェルール固定工程
　スリーブ３２の第１の筒体３２Ａに、光ファイバ７０が固定されているフェルール３１が挿入され、接着剤等（不図示）によって固定される。なお、フェルール端面３１ＳＡとファイバ端面７０ＳＡとは、フェルール３１に光ファイバ７０が挿入され固定されてから、光ファイバ７０の光軸Ｏに対して垂直に研磨される。

　フェルール３１の後端面３１ＳＢから出射される散乱光の光量は、フェルール３１の光軸方向の長さによって変化する。しかし、フェルール３１の長さは、仕様によって、例えば１ｃｍに規定されている。このため、フェルール３１の散乱光を上記範囲とするためには、フェルール３１の材料の選択が重要である。

　フェルール３１の散乱体は、光を透過散乱する材料、光を透過し、かつ屈折率の異なる複数の材料の混合材料または光を透過する多結晶材料によって形成されていることが好ましい。フェルール３１の材料は、白色樹脂、または、粒子などのフィラーが分散されたガラスでもよいが、特に、セラミックが好ましい。

　光ファイバ７０は、照明光を出射部８０まで導光できれば、ガラス製でも樹脂製のいずれでもよいし、マルチモードまたはシングルモードのいずれでもよい。また、光ファイバ７０がマルチモードファイバの場合には、ステップインデックスまたはグレーテッドインデックスのいずれでもよい。

　なお、ステップＳ１０と、ステップＳ２０とは順序が逆でもよい。

　スリーブ３２の第２の筒体３２Ｂに、フェルール３１が固定されている第１の筒体３２Ａが挿入され、第１の筒体３２Ａが第２の筒体３２Ｂに挿入される。

　なお、第２の筒体３２Ｂの前部（光源２０に近い方の端部）は、ホルダ３４の後面と当接するドーナツ状の平板となっている。

＜ステップＳ３０＞スリーブ位置決め工程
　スリーブ３２（第１の筒体３２Ａおよび第２の筒体３２Ｂ）のホルダ３４への固定位置を位置決めするために、光源２０に所定の強度の駆動信号が供給され、レンズ３３によって出射光がファイバ端面７０ＳＡの近傍に集光される。そして、光ファイバ７０の出射部８０から出射される照明光の光量を、例えば光量計によってモニタしながら、スリーブ３２の位置決めが行われる。

　位置決めのため、ホルダ３４と第１の筒体３２Ａと第２の筒体３２Ｂとが、相対位置が微調整可能な治具に把持される。

　スリーブ３２のホルダ３４に対する位置決め工程は、光軸に直交する面内方向の第１の位置を決める第１の位置決め工程（ステップＳ３１）と、光軸方向の第２の位置を決める第２の位置決め工程（ステップＳ３２）と、からなる。

　第１の位置決め工程（Ｓ３１）では、第２の筒体３２Ｂの前面がホルダ３４の後面と当接した状態において、光軸Ｏに直交する面内２方向に移動させながら、照明光の光量が最大となる位置が決められる。そして、第２の筒体３２Ｂがホルダ３４に、例えばＹＡＧレーザを用いて複数箇所が溶接される。

　第２の位置決め工程（Ｓ３２）では、第２の筒体３２Ｂに挿入されている第１の筒体３２Ａの位置を光軸方向に移動させながら、照明光の光量が最大となる位置が決められる。そして、第１の筒体３２Ａが第２の筒体３２Ｂに、例えば、ＹＡＧレーザを用いて複数箇所が溶接される。

＜ステップＳ４０＞光センサ位置決め工程
　スリーブ３２のスリーブ開口Ｈ３２に光センサ４０が配置されて、光センサ４０が出力する検出信号（光電流）の強度がモニタされる。光センサ位置決め工程（Ｓ４０）では、光センサ４０の位置をスリーブ開口Ｈ３２の中において光軸方向に移動させながら、光センサ４０が出力する出力信号が最適となる位置が決められる。

　光センサ４０の出力信号が最適の位置とは、光量に応じた出力信号が出力される、光センサ４０のダイナミックレンジの範囲の光量の散乱光が入射する位置であり、好ましくは、ダイナミックレンジの中央の光量の散乱光が入射する位置である。そして、光センサ４０がスリーブ３２に、例えば、接着剤（不図示）によって固定される。

　なお、スリーブ３２の光軸Ｏに平行な方向に、複数のスリーブ開口があり、複数のスリーブ開口のうちのいずれか最適なスリーブ開口に、光センサ４０を配置してもよい。複数のスリーブ開口がある場合には、スリーブ開口の光軸方向の長さは、光センサ４０の長さと略同じでもよい。また、第２の筒体３２Ｂに溝またはスリットからなる１つのスリーブ開口があり、第１の筒体３２Ａに、複数のスリーブ開口があってもよい。

　また、光源２０の光量が特に大きく変化することが予想される場合には、スリーブ３２の１つのスリーブ開口に複数の光センサ４０を配置したり、スリーブ３２の複数のスリーブ開口にそれぞれ光センサ４０を配置したりしてもよい。複数の光センサ４０を有する光源装置では、光量変化に応じて最適位置に配置されている光センサ４０の出力値に応じて、光源２０が出射する出射光の光量が制御できる。

＜第１実施形態の変形例＞
　第１実施形態の変形例の光源装置１Ａ～１Ｃおよび内視鏡９Ａ～９Ｃは、第１実施形態の光源装置１および内視鏡９と、類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

＜第１実施形態の変形例１＞
　図７に示すように、本変形例の光源装置１Ａでは、ファイバ端面７０ＳＡは光ファイバ７０の光軸Ｏに垂直な面に対して傾斜している。このため、光源装置１Ａは光源装置１よりも、入射効率が低いが、より多くの出射光がファイバ端面７０ＳＡにおいて反射される。

　また、ホルダ３４の内面３４ＳＳに、フェルール端面３１ＳＡに向かって傾斜している傾斜面３４ＳＡがある。ファイバ端面７０ＳＡにおいて反射された出射光が、傾斜面３４ＳＡに入射し、傾斜面３４ＳＡにおいて反射された第２の反射光がフェルール端面３１ＳＡに入射する状態に、ファイバ端面７０ＳＡの傾斜角度および傾斜面３４ＳＡの傾斜角度が設定されている。

　光源装置１Ａは、光源装置１よりも多くの散乱光が光センサ４０に受光される。光源装置１Ａは、適切な光量の散乱光を光センサ４０が受光するため、精度良く光量を検出できる。このため、光源装置１Ａは適切な光量の照明光を出射できる。

　なお、光源装置１Ａでは、スリーブ３２の光軸Ｏに平行な方向に、２つのスリーブ開口Ｈ３２Ａ、Ｈ３２Ｂがあり、スリーブ開口Ｈ３２Ａ、Ｈ３２Ｂのうちの、散乱光の光量が最適なスリーブ開口Ｈ３２Ａに、光センサ４０が配置されている。なお、スリーブ３２に３つ以上のスリーブ開口があってもよいことは言うまでも無い。

＜第１実施形態の変形例２＞
　図８に示すように、本変形例の光源装置１Ｂのフェルール３１Ｂは略円柱形であり、側面（外周面）３１ＳＳに、切り欠きＣ３１（Ｄカット）によって形成された平面の切り欠き領域Ｃ３１ＳＳがある。光センサ４０は受光面４０ＳＡが切り欠き領域Ｃ３１ＳＳと対向する状態に配置されている。

　切り欠き領域Ｃ３１ＳＳからは、切り欠きＣ３１のない側面３１ＳＳからよりも、多くの散乱光が出射される。光源装置１Ｂは、適切な光量の散乱光を光センサ４０が受光するため、精度良く光量を検出できる。このため、光源装置１Ｂは適切な光量の照明光を出射できる。

　なお、光センサ４０が半球状の透明カバー部材に収容されている場合には、光センサ４０の形状にあわせて、断面が半円の切り欠きが形成されていてもよい。

　また、平面領域Ｃ３１ＳＳは、Ｄカットの切り欠きＣ３１によって形成された領域に限られるものではない。例えば、フェルールの一部の側面３１ＳＳに、底面が平面領域Ｃ３１ＳＳの凹部が形成されていてもよい。

　なお、図９に示すように、切り欠きＣ３１（切り欠き領域Ｃ３１ＳＳ）は、フェルール端面３１ＳＡにまでは形成されていない。このため、フェルール３１Ｂの側面３１ＳＳの、切り欠きＣ３１（切り欠き領域Ｃ３１ＳＳ）よりも光源２０に近い領域は、全周にわたってスリーブ３２によって完全に覆われている。

　このため、光源装置１Ｂでは、光源２０が出射した出射光が、そのままスリーブ開口Ｈ３２を経由して外部に出射されることはないため、安全性が高い。

＜第１実施形態の変形例３＞
　図１０に示すように、本変形例の光源装置１Ｃでは、フェルール３１Ｃの側面３１ＳＳに形成されている平面領域Ｃ３１ＳＳは、フェルール端面３１ＳＡに向かって傾斜している。すなわち、フェルール３１Ｃの内部を導光される出射光の進行方向に対向する状態に、光センサ４０の受光面４０ＳＡが配置されている。

　光源装置１Ｃは、光源装置１Ｂよりも、より多くの散乱光が光センサ４０に入射する。光源装置１Ｃは、適切な光量の散乱光を光センサ４０が受光するため、精度良く光量を検出できる。このため、光源装置１Ｃは適切な光量の照明光を出射できる。

　なお、光源装置１、１Ａ～１Ｃにおいても、レンズ３３が集光した出射光の一部が、フェルール端面３１ＳＡに、直接入射したり、フェルール端面３１ＳＡにおいて反射されたりしてもよい。すなわち、レンズ３３の開口数（ＮＡ）が、光ファイバ７０の開口数（ＮＡ）超であってもよい。しかし、照明光の光量を担保するためには、レンズ３３の開口数（ＮＡ）が、光ファイバ７０の開口数（ＮＡ）以下であることが好ましい。

　また、光源装置１、１Ｂ，１Ｃにおいて光源装置１Ａのように、ファイバ端面７０ＳＡが光ファイバ７０の光軸Ｏに垂直な面に対して傾斜していてもよい。ファイバ端面７０ＳＡの傾斜角度は、ファイバ端面７０ＳＡにおいて反射された出射光がレンズ３３に入射しない角度が好ましい。

　なお、１つの光源装置が、光源装置１Ａ～１Ｃのそれぞれの構成を合わせて有していれば、光源装置１Ａ～１Ｃのそれぞれの効果を合わせで有することは言うまでも無い。また、光源装置１Ａ～１Ｃを有する内視鏡９Ａ～９Ｃは、内視鏡９の効果を有し、さらに光源装置１Ａ～１Ｃの効果を有することは言うまでも無い。

＜第２実施形態＞
　第２実施形態の内視鏡用光源システム８（以下、「光源システム８」という。）は、２つの光源装置１Ｘ、１Ｙを有する。光源装置１Ｘ、１Ｙは、光源装置１等と同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

　すなわち、図１１に示すように、光源システム８は、第１の光源装置１Ｘと第２の光源装置１Ｙとコンバイナ９０と、第３の光ファイバ７０Ｚと、を有する。

　第１の光源装置１Ｘは、第１のファイバ端面７０ＸＳＡを有し、前記第１のファイバ端面７０ＸＳＡに入射する、第１の光源２０Ｘから出射された第１の出射光の一部を導光する第１の光ファイバ７０Ｘと、第１の光ファイバ７０Ｘが挿入されている第１の貫通孔Ｈ３１Ｘの開口がある第１のフェルール端面３１ＸＳＡを有し、第１のフェルール端面３１ＳＡＸに入射する第１の出射光の他の一部を、内部において散乱する散乱体を含み、散乱によって生じた第１の散乱光を第１の側面３１ＸＳＳから出射する第１のフェルール３１Ｘと、第１の側面３１ＸＳＳの周囲に配置されており、第１の散乱光を受光する第１の光センサ４０Ｘと、を具備する。

　第２の光源装置１Ｙは、第２のファイバ端面７０ＹＳＡを有し、前記第２のファイバ端面７０ＹＳＡに入射する、第２の光源２０Ｙから出射された第２の出射光の一部を導光する第２の光ファイバ７０Ｙと、第２の光ファイバ７０Ｙが挿入されている第２の貫通孔Ｈ３１Ｙの開口がある第２のフェルール端面３１ＹＳＡを有し、第２のフェルール端面３１３１ＹＳＡに入射する第２の出射光の他の一部を、内部において散乱する散乱体を含み、散乱によって生じた第２の散乱光を第２の側面３１ＹＳＳから出射する第２のフェルール３１Ｙと、第２の側面３１ＹＳＳの周囲に配置されていおり、第２の散乱光を受光する第２の光センサ４０Ｙと、を具備する。

　コンバイナ９０は、第１の光ファイバ７０Ｘが導光した第１の出射光と、第２の光ファイバ７０Ｙが導光した第２の出射光とを、合波する。第３の光ファイバ７０Ｚは、コンバイナ９０から出射される第３の光を導光する。第３の光は第１の出射光および第２の出射光の少なくともいずれかである。

　第１の出射光の第１の波長が、第２の出射光の第２の波長よりも短い。そして、第１の光センサ４０Ｘと第１のファイバ端面７０ＸＳＡとの距離Ｄ１が、第２の光センサ４０Ｙと第２のファイバ端面７０ＹＳＡとの距離Ｄ２よりも短い。

　例えば、第１の光源２０Ｘは、波長４０５ｎｍの紫色の第１の出射光を出射し、第２の光源２０Ｙは、波長４５０ｎｍの青色の第２の出射光を出射する。

　なお、第１の光源装置１Ｘと第２の光源装置１Ｙとは、光源が異なるだけであり、他の構成は同じである。共通部材が多いため、光源システム８は製造および低コスト化が容易である。

　第１の光センサ４０Ｘおよび第２の光センサ４０Ｙは、一般的なＰＤと同じであり、受光感度に波長依存性がある。青色光に対する受光感度に対して、青色光よりも短波長の紫色光に対する受光感度は低い。

　一方、フェルール端面３１ＸＳＡ、３１ＹＳＡに入射し、フェルール３１Ｘ、３１Ｙの内部を散乱されながら後端面３１ＳＢへ導光される出射光の光量は、導光されるに従って小さくなる。それに伴い、側面３１ＳＳから出射される散乱光も、導光されるに従って小さくなる。

　光源システム８では、異なる波長の光源を有する２つの光源装置を具備しているが、それぞれの波長に対して最適の光量となる位置に光センサが配置されている。すなわち、第１の光センサ４０Ｘは、第１のスリーブ開口Ｈ３２Ａに配置され、第２の光センサ４０Ｙは、第２のスリーブ開口Ｈ３２Ｂに配置されている。

　光源システム８は、第１の波長光および第２の波長光を精度良く光量を検出できる。

　図１２に示すように、光源システム８は第１の光センサ４０Ｘおよび第２の光センサ４０Ｙの出力値に応じて、第１の光源２０Ｘおよび第２の光源２０Ｙを制御することによって、第１の出射光および第２の出射光の光量を調整するコントローラ６０をさらに具備する。

　例えば、照明光として白色光を出射部８０から出射する場合には、第２の光源２０Ｙの駆動信号が制御されるが、第１の光源２０Ｘには駆動信号は供給されない。

　このため、第３の光ファイバ７０Ｚは、第２の光源２０Ｙが出射した青色光だけを導光する。青色光は、出射部８０に配設されている蛍光体によって黄色光を発生する。このため、出射部８０からは、青色光と黄色光とを含む白色光が照明光として出射される。

　これに対して、狭帯域の紫色光を照明光として出射部８０から出射する場合には、第１の光源２０Ｘの駆動信号が制御されるが、第２の光源２０Ｙには駆動信号は供給されない。

　第３の光ファイバ７０Ｚは、第１の光源２０Ｘが出射した紫色光を導光する。紫色光は、出射部８０に配設されている蛍光体を励起することはない。出射部８０からは、紫色光が照明光として出射される。

　光源システム８は、異なる波長の散乱光を２つの光センサが適切な光量で受光するため、精度良く光量を検出できる。このため、光源システム８は適切な光量の照明光を出射できる。光源システム８を有する内視鏡９Ｄは、適切な光量の照明光によって、適切な明るさの内視鏡画像を得ることができる。すなわち、内視鏡９Ｄは、白色光であっても紫色光であっても、適切な明るさの内視鏡画像を得ることができる。

　なお、光源システム８の光源装置１Ｘ、１Ｙの出射光は、青色光または紫色光に限られるものではない。また、光源システム８が、３つ以上の光源装置を具備していてもよい。

　光源装置１Ｘ、１Ｙが、光源装置１Ａ～１Ｃの構成を有していれば、光源システム８、および、光源システム８を有する内視鏡９Ｄが、光源装置１Ａ～１Ｃの効果を有することは言うまでも無い。

　また、以上の説明では、特に本発明の効果が顕著な、光量が大きい照明光を出射する光源装置等について説明したが、比較的光量が小さい光信号を出力する光源装置等でも、同様の効果を得ることができる。

　本発明は、上述した実施形態および変形例等に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせおよび応用が可能である。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｘ、１Ｙ・・・内視鏡用光源装置
２Ａ・・・送信部
２Ｂ・・・受信部
３・・・挿入部
３Ａ・・・先端部
３Ｂ・・・湾曲部
３Ｃ・・・軟性部
４・・・把持部
４Ａ・・・アングルノブ
４Ｂ・・・チャンネル開口
５Ａ・・・プロセッサ
５Ｂ・・・モニタ
６・・・内視鏡システム
８・・・内視鏡用光源システム
９、９Ａ～９Ｄ・・・内視鏡
２０・・・光源
２０Ｘ・・・第１の光源
２０Ｙ・・・第２の光源
３０・・・光接続モジュール
３１・・・フェルール
３１ＳＡ・・・フェルール端面
３１ＳＢ・・・後端面
３１ＳＳ・・・側面
３１Ｘ・・・第１のフェルール
３１Ｙ・・・第２のフェルール
３２・・・スリーブ
３２Ａ・・・第１の筒体
３２Ｂ・・・第２の筒体
３３・・・レンズ
３４・・・ホルダ
３４ＳＡ・・・傾斜面
３４ＳＳ・・・内面
４０・・・光センサ
４０Ｘ・・・第１の光センサ
４０Ｙ・・・第２の光センサ
５０・・・光源ドライバ
５０Ｘ・・・第１の光源ドライバ
５０Ｙ・・・第２の光源ドライバ
６０・・・コントローラ
７０・・・光ファイバ
７０Ｘ・・・第１の光ファイバ
７０Ｙ・・・第２の光ファイバ
７０Ｚ・・・第３の光ファイバ
８０・・・出射部
９０・・・コンバイナ

Claims (20)

1. 　ファイバ端面を有し、前記ファイバ端面に入射する、光源から出射された出射光の一部を導光する光ファイバと、
   　前記光ファイバが挿入されている貫通孔の開口があるフェルール端面を有し、前記フェルール端面に入射する前記出射光の他の一部を、内部において散乱する散乱体を含み、散乱によって生じた散乱光を側面から出射するフェルールと、
   　前記フェルールの前記側面の周囲に配置されており、前記散乱光を受光する光センサと、を具備することを特徴とする内視鏡用光源装置。
2. 　前記フェルールの前記散乱体は、屈折率の異なる複数の材料の混合材料または多結晶材料によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
3. 　前記フェルールは、前記フェルール端面と対向する後端面から出射される前記散乱光の光量が、前記フェルール端面に垂直に入射した前記出射光の光量の０．１％超８０％未満であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内視鏡用光源装置。
4. 　前記出射光を前記ファイバ端面に集光するレンズと、
   　前記レンズが集光する前記出射光の光路を含む空間を構成している内面を有し、前記レンズおよび前記フェルールが固定されているホルダとを、さらに具備し、
   　前記ホルダの前記内面において、反射された前記出射光が、前記フェルール端面に入射することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
5. 　前記レンズの開口数は、前記光ファイバの開口数以下であり、
   　前記ファイバ端面において反射された前記出射光が、前記内面において更に反射されて、前記フェルール端面に入射することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡用光源装置。
6. 　前記ファイバ端面が、前記光ファイバの光軸に対して垂直であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
7. 　前記ファイバ端面が、前記光ファイバの光軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
8. 　前記ホルダの前記内面に、前記フェルール端面に向かって傾斜している傾斜面があり、記ファイバ端面および前記傾斜面において反射された前記出射光が、前記フェルール端面に入射することを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
9. 　前記フェルールの前記側面に切り欠き領域があり、
   　前記光センサが、前記切り欠き領域に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
10. 　前記切り欠き領域が、平面であり、
    　前記平面は、前記フェルール端面に向かって傾斜していることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡用光源装置。
11. 　前記フェルールの前記側面を覆うことによって、前記フェルールを保持しているスリーブをさらに具備し、
    　前記スリーブに、前記光センサが設置可能な少なくとも１つのスリーブ開口があることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
12. 　前記スリーブ開口は、前記光ファイバの光軸に平行な方向に複数の光センサが設置可能であり、
    　前記スリーブ開口に前記光センサが設置され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装置。
13. 　前記スリーブは、前記光ファイバの光軸に平行な方向に複数のスリーブ開口があり、前記複数のスリーブ開口の少なくともいずれかに前記光センサが設置され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装置。
14. 　前記フェルールの前記側面に切り欠き領域があり、前記光センサが、前記切り欠き領域に配置されており、
    　前記切り欠き領域は、前記フェルール端面にまでは形成されておらず、
    　前記フェルールの前記側面の、前記切り欠き領域よりも前記光源に近い領域が、前記スリーブによって覆われていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の内視鏡用光源装置。
15. 　前記出射光が、照明光であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
16. 　前記光センサの出力値に応じて、前記光源を制御することによって、前記出射光の光量を調整するコントローラをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
17. 　請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置を含むことを特徴とする内視鏡。
18. 　第１の光源装置と、第２の光源装置と、コンバイナと、第３の光ファイバと、を有し、
    　前記第１の光源装置は、
    　　第１のファイバ端面を有し、前記第１のファイバ端面に入射する、第１の光源から出射された第１の出射光の一部を導光する第１の光ファイバと、
    　　前記第１の光ファイバが挿入されている第１の貫通孔の開口がある第１のフェルール端面を有し、前記第１のフェルール端面に入射する前記第１の出射光の他の一部を、内部において散乱する第１の散乱体を含み、散乱によって生じた第１の散乱光を第１の側面から出射する第１のフェルールと、
    　　前記第１の側面の周囲に配置されており、前記第１の散乱光を受光する第１の光センサと、を具備しており、
    　前記第２の光源装置は、
    　　第２のファイバ端面を有し、前記第２のファイバ端面に入射する、第２の光源から出射された第２の出射光の一部を導光する第２の光ファイバと、
    　　前記第２の光ファイバが挿入されている第２の貫通孔の開口がある第２のフェルール端面を有し、前記第２のフェルール端面に入射する前記第２の出射光の他の一部を、内部において散乱する第２の散乱体を含み、散乱によって生じた第２の散乱光を第２の側面から出射する第２のフェルールと、
    　　前記第２の側面の周囲に配置されており、前記第２の散乱光を受光する第２の光センサと、を具備しており、
    　前記コンバイナは、前記第１の光ファイバが導光した前記第１の出射光と、前記第２の光ファイバが導光した前記第２の出射光とを、合波し、
    　前記第３の光ファイバは、前記コンバイナから出射される第３の光を導光する、内視鏡用光源システムであって
    　前記第１の出射光の第１の波長が、前記第２の出射光の第２の波長よりも短く、
    　前記第１の光センサと前記第１のファイバ端面との距離が、前記第２の光センサと前記第２のファイバ端面との距離よりも短いことを特徴とする内視鏡用光源システム。
19. 　前記第１の光センサおよび前記第２の光センサの出力値に応じて、前記第１の光源および前記第２の光源を制御することによって、前記第１の出射光および前記第２の出射光の光量を調整するコントローラをさらに具備す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. 　請求項１８または請求項１９に記載の内視鏡用光源システムを含むことを特徴とする内視鏡。

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