(57)【要約】【課題】複数の光ファイバを一本に結合する構成において蛍光の利用効率を高くできる光源装置を提供すること。【解決手段】励起光を出射する励起光源と、前記励起光を導光する導光部材と、前記導光部材によって導光された励起光を受光し、前記励起光とは異なる波長であって互いに異なる波長変換光を出射する複数の波長変換部材と、を有する光源装置であって、前記光源装置は少なくともひとつの焦点を有する凹面鏡を有しており、前記複数の波長変換部材は、前記凹面鏡の焦点若しくはその近傍に配置されていることを特徴とする光源装置。【選択図】図１
2010178974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出射する励起光源と、前記励起光を導光する導光部材と、前記導光部材によって導光された励起光を受光し、前記励起光とは異なる波長であって互いに異なる波長変換光を出射する複数の波長変換部材と、を有する光源装置であって、
前記光源装置は少なくともひとつの焦点を有する凹面鏡を有しており、
前記複数の波長変換部材は、前記凹面鏡の焦点若しくはその近傍に配置されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記複数の波長変換部材は、共通の保持部材に固定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。
【請求項３】
前記保持部材は、前記凹面鏡の焦点から前記保持部材を見込む立体角が、所定の立体角Ω０より小さくなるような形状であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記保持部材の表面は、前記波長変換部材からの波長変換光を反射する反射面であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項５】
前記保持部材は、前記波長変換部材からの波長変換光の一部を透過する透明部材で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項６】
前記光源装置は、第２の導光部材を有しており、前記凹面鏡は、パラボラ鏡であり、前記パラボラ鏡から出射される波長変換光を、前記第２の導光部材の入射端に集光するコンデンサーレンズをさらに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。
【請求項７】
前記パラボラ鏡と前記コンデンサーレンズとにより形成される前記複数の波長変換部材の像の大きさが、前記第２の導光部材の入射領域の大きさとほぼ同じか小さくなるような擬似焦点領域と前記複数の波長変換部材が重なりを有するように配置されていることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記光源装置は、第２の導光部材を有しており、前記凹面鏡は、楕円鏡であり、前記複数の波長変換部材は前記楕円鏡の第１の焦点若しくはその近傍に配置されており、前記第２の導光部材の入射端は、前記楕円鏡の第２の焦点若しくはその近傍に配置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。
【請求項９】
前記楕円鏡により形成される前記複数の波長変換部材の像の大きさが、前記第２の導光部材の入射領域の大きさとほぼ同じか小さくなるような擬似焦点領域と前記複数の波長変換部材が重なりを有するように配置されていることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記所定の立体角Ω０は、前記焦点から前記凹面鏡の反射面を見込む立体角Ωｍに対し、Ω０／Ωｍ≦２０％となるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記所定の立体角Ω０は、０．４π［Ｓｒ］以下となるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記保持部材は、前記凹面鏡の焦点を頂点とし、前記凹面鏡の回転対称軸を中心軸とした、頂角が所定の立体角Ω０である円錐形の内部に配置されていることを特徴とする請求項３、１０及び１１のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１３】
前記保持部材は、前記凹面鏡と共通の焦点を有する第２の凹面鏡であることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項１４】
前記透明な部材で形成された保持部材の表面に、前記波長変換光の反射率を軽減する反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項１５】
前記パラボラ鏡の焦点距離をｆｐ、前記コンデンサーレンズの焦点距離をｆｃとし、前記第２の導光部材の有効な入射領域の幅をＤｂとしたときに、前記擬似焦点領域の幅Ｄｆは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項７に記載の光源装置。  
Ｄｆ≦Ｄｂ  ×（ｆｐ／ｆｃ）    ・・・  （１）
【請求項１６】
前記パラボラ鏡から出射される平行光の外径をＤｈ、前記第２の導光部材の開口数をＢｎａとしたときに、以下の式を満足する請求項１５に記載の光源装置。
ｔａｎ（Sin-1（Ｂｎａ））≒  Ｄｈ/（２×ｆｃ）    ・・・  （２）
【請求項１７】
前記第２の導光部材の有効な入射領域の幅をＤｂとしたときに、前記擬似焦点領域の幅Ｄｆは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
Ｄｆ≦Ｄｂ        ・・・  （３）
【請求項１８】
前記楕円鏡の出射端側の内径をＤｄ、前記楕円鏡の出射端から前記第２の導光部材の入射端までの距離をＬｄ、前記第２の導光部材の開口数をＢｎａとしたときに、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１７に記載の光源装置。
（Sin-1（Ｂｎａ））≒  Ｄｄ/（２×Ｌｄ）      ・・・  （４）
【請求項１９】
前記光源装置は、前記蛍光のうち、楕円鏡面で反射されずに外部に出射した光の一部を、前記楕円鏡の第１の焦点方向に反射する球面鏡をさらに有することを特徴とする請求項１７に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出射光の色を切替可能な光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、内視鏡装置の一部では、赤色光、緑色光、青色光を順次切り替えて出射する光源が用いられている。このような光源を搭載した内視鏡の例を、図１４に示す。図１４は、従来の光源装置を用いた内視鏡装置５０１の構成を示す概略構成図である。
【０００３】
図１４の内視鏡装置５０１は、３つの励起光源１７１、１７２、１７３を備え、それぞれ蛍光ファイバ１７４乃至１７６に接続して構成されている。蛍光ファイバ１７４乃至１７６は、蛍光体と、蛍光体で発生する蛍光を導光する光ファイバとを備えている。また、蛍光ファイバ１７４乃至１７６は、その出射端側でひとつの光ファイバ５０２に接続されて照明光が出射端３０３に導かれるようになっている。従って、３つの励起光源１７１、１７２、１７３を順次オンオフすることで、対応する蛍光ファイバ１７４、１７５、１７６が発光し、この発光は、ひとつの光ファイバ５０２を経由して出射端３０３から出射可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の構成では、蛍光ファイバ１７４、１７５、１７６の蛍光体で発生した蛍光を、ひとつの光ファイバ５０２に結合させるようになっているが、これらの蛍光を、光ファイバの結合部１９１で効率よくひとつの光ファイバ５０２に結合させることは難しい。この結果、従来技術による構成では、複数の光ファイバを一本に結合するためのロスが大きく、十分な明るさの照明光を得ることが出来ない。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の光ファイバを一本に結合する構成において蛍光の利用効率を高くできる光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、励起光を出射する励起光源と、前記励起光を導光する導光部材と、前記導光部材によって導光された励起光を受光し、前記励起光とは異なる波長であって互いに異なる波長変換光を出射する複数の波長変換部材と、を有する光源装置であって、前記光源装置は少なくともひとつの焦点を有する凹面鏡を有しており、前記複数の波長変換部材は、前記凹面鏡の焦点若しくはその近傍に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記複数の波長変換部材は、共通の保持部材に固定されていることが望ましい。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記保持部材は、前記凹面鏡の焦点から前記保持部材を見込む立体角が、所定の立体角Ω０より小さくなるような形状であることが望ましい。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記保持部材の表面は、前記波長変換部材からの波長変換光を反射する反射面であることが望ましい。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記保持部材は、前記波長変換部材からの波長変換光の一部を透過する透明部材で形成されていることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光源装置は、第２の導光部材を有しており、前記凹面鏡は、パラボラ鏡であり、前記パラボラ鏡から出射される波長変換光を、前記第２の導光部材の入射端に集光するコンデンサーレンズをさらに有していることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記パラボラ鏡と前記コンデンサーレンズとにより形成される前記複数の波長変換部材の像の大きさが、前記第２の導光部材の入射領域の大きさとほぼ同じか小さくなるような擬似焦点領域と、前記複数の波長変換部材が重なりを有するように配置されていることが望ましい。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光源装置は、第２の導光部材を有しており、前記凹面鏡は、楕円鏡であり、前記複数の波長変換部材は前記楕円鏡の第１の焦点若しくはその近傍に配置されており、前記第２の導光部材の入射端は、前記楕円鏡の第２の焦点若しくはその近傍に配置されていることが望ましい。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記楕円鏡により形成される前記複数の波長変換部材の像の大きさが、前記第２の導光部材の入射領域の大きさとほぼ同じか小さくなるような擬似焦点領域と、前記複数の波長変換部材が重なりを有するように配置されていることが望ましい。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記所定の立体角Ω０は、前記焦点から前記凹面鏡の反射面を見込む立体角Ωｍに対し、Ω０／Ωｍ≦２０％となるように構成されていることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記所定の立体角Ω０は、０．４π［Ｓｒ］以下となるように構成されていることが望ましい。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記保持部材は、前記凹面鏡の焦点を頂点とし、前記凹面鏡の回転対称軸を中心軸とした、頂角が所定の立体角Ω０である円錐形の内部に配置されていることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記保持部材は、前記凹面鏡と共通の焦点を有する第２の凹面鏡であることが望ましい。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記透明な部材で形成された保持部材の表面に、前記波長変換光の反射率を軽減する反射防止膜が形成されていることが望ましい。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記パラボラ鏡の焦点距離をｆｐ、前記コンデンサーレンズの焦点距離をｆｃとし、前記第２の導光部材の有効な入射領域の幅をＤｂとしたときに、前記擬似焦点領域の幅Ｄｆは、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
Ｄｆ≦Ｄｂ  ×（ｆｐ／ｆｃ）      ・・・  （１）
【００２２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記パラボラ鏡から出射される平行光の外径をＤｈ、前記第２の導光部材の開口数をＢｎａとしたときに、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
ｔａｎ（Sin-1（Ｂｎａ））≒  Ｄｈ/（２×ｆｃ）    ・・・  （２）
【００２３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２の導光部材の有効な入射領域の幅をＤｂとしたときに、前記擬似焦点領域の幅Ｄｆは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
Ｄｆ≦Ｄｂ        ・・・  （３）
【００２４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記楕円鏡の出射端側の内径をＤｄ、前記楕円鏡の出射端から前記第２の導光部材の入射端までの距離をＬｄ、前記第２の導光部材の開口数をＢｎａとしたときに、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（Sin-1（Ｂｎａ））≒    Ｄｄ/（２×Ｌｄ）    ・・・  （４）
【００２５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光源装置は、前記蛍光のうち、楕円鏡面で反射されずに外部に出射した光の一部を、前記楕円鏡の第１の焦点方向に反射する球面鏡をさらに有することが望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明にかかる光源装置は、複数の光ファイバを一本の光ファイバに結合する構成であっても蛍光を効率高く利用できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態に係る光源装置の概略構成を示す部分断面図である。
【図２】第１実施形態に係る光源装置の筐体の内部の拡大図である。
【図３】第１実施形態に係る光源装置の複数の蛍光体と擬似焦点領域との重なり領域を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る光源装置の筐体の内部を示す部分断面図である。
【図５】第１実施形態に係る光源装置の筐体の内部を示す部分断面図である。
【図６】第２実施形態に係る光源装置の筐体の内部を示す部分断面図である。
【図７】第２実施形態に係る光源装置の筐体の内部を示す部分断面図である。
【図８】第２実施形態に係る光源装置の筐体の内部を示す部分断面図である。
【図９】第２実施形態の変形例に係る光源装置の筐体の内部を示す部分断面図である。
【図１０】第３実施形態の保持部材の大きさを説明するための凹面鏡及びその周辺部分の拡大部分断面図である。
【図１１】第３実施形態の光源装置の複数の蛍光体とそれらを搭載する保持部材とを蛍光の出射端側から見た図である。
【図１２】第３実施形態の変形例に係る光源装置の筐体の内部を示す部分断面図である。
【図１３】第４実施形態に係る光源装置の筐体の内部を示す部分断面図である。
【図１４】従来の光源装置を用いた内視鏡装置の構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明にかかる光源装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１から図５を用いて説明する。図１は、光源装置１の概略構成を示す部分断面図である。図２は、光源装置１の筐体７０の内部の拡大図である。図３は、光源装置の複数の蛍光体と擬似焦点領域との重なり領域を示す図である。図４及び図５は、光源装置１の筐体７０の内部を示す部分断面図である。
【００３０】
光源装置１は、励起光源と、導光部材と、波長変換部材と、一つの焦点を有する凹面鏡と、を備える。より具体的には、図１、図２に示す通り、励起光源である半導体レーザ１０１、１０２、１０３に、励起光を導光する導光部材である光ファイバ２０１、２０２、２０３が接続されている。この光ファイバ２０１、２０２、２０３の励起光の出射端２０ａは、筐体７０の内部に配置された波長変換部材である蛍光体３０１、３０２、３０３に励起光を照射するように取り付けられている。蛍光体３０１、３０２、３０３は、凹面鏡であるパラボラ鏡４０の焦点１００（図２参照。）若しくはその近傍に配置されている。
【００３１】
なお、パラボラ鏡４０により、略平行光とされて出射した蛍光は、コンデンサーレンズ５０により、第２の導光部材であるバンドルファイバ６０の入射端６０ａに集光される。すなわち、コンデンサーレンズ５０の焦点５００若しくはその近傍に、バンドルファイバ６０の入射端６０ａが配置されている。
【００３２】
図１、図２に示されるように、蛍光体３０１、３０２、３０３は、ひとつの保持部材３４に固定されており、保持部材３４は、凹面鏡であるパラポラ鏡４０に固定されている。凹面鏡であるパラポラ鏡４０とコンデンサーレンズ５０は、筐体７０に固定されている。また、光ファイバ２０１、２０２、２０３と、バンドルファイバ６０は、筐体７０の開口７１から筐体内部７０ａ（図１参照。）に挿入されている。
【００３３】
本実施の形態では、以下のように算出される領域である擬似焦点領域２００（図４参照。）と、蛍光体３０１、３０２、３０３が重なりを有するように配置されている。すなわち、半導体レーザ１０１、１０２、１０３から出射された励起光が光ファイバ２０１、２０２、２０３を経由して蛍光体３０１、３０２、３０３に照射されたとき、蛍光体３０１、３０２、３０３と、擬似焦点領域２００とが重なりを有するよう、蛍光体３０１、３０２、３０３が配置されている。
【００３４】
擬似焦点領域の幅Ｄｆは、パラボラ鏡４０の焦点距離をｆｐ、コンデンサーレンズの焦点距離をｆｃ、バンドルファイバ６０の入射端６０ａの有効な入射領域の幅（直径）をＤｂとしたときに、パラボラ鏡４０の回転軸ｘに直交する面内において、以下の式（１）により計算される領域である。
【００３５】
擬似焦点領域２００は円板状であるため、擬似焦点領域２００と蛍光体３０１、３０２、３０３との重なりは、擬似焦点領域２００による蛍光体３０１、３０２、３０３の断面である。この関係を図３に示す。図３に示す通り、擬似焦点領域２００と蛍光体３０１、３０２、３０３との重なり領域である蛍光体の断面３０１ａ、３０２ａ、３０３ａは、それぞれの断面の中心が正三角形４００の頂点となるように配置されている。なお、本実施の形態では、３つの蛍光体の断面３０１ａ、３０２ａ、３０３ａは、等しい直径を有する円形である。
【００３６】
従って、蛍光体３０１、３０２、３０３と擬似焦点領域２００との重なり領域の重心Ｇは、この正三角形の重心に等しい。なお、蛍光体３０１、３０２、３０３と擬似焦点領域２００との重なり領域の重心Ｇが、回転軸ｘと一致するように配置すると、蛍光体３０１、３０２、３０３からの蛍光を効率よくバンドルファイバ６０の入射端６０ａに入射させることができる。
【００３７】
また、蛍光体３０１、３０２、３０３の厚さ方向、すなわち回転軸ｘに沿った方向において、最も明るく発光する領域近傍（励起光の蛍光体内での拡散状況や、蛍光体内での蛍光の再吸収を考慮して）が擬似焦点領域と重なりを有するように配置されると、効率良く蛍光をバンドルファイバ６０の入射端６０ａに入射させることができる。このため、より明るい光源とすることが出来る。
【００３８】
なお、疑似焦点領域２００とは、パラボラ鏡４０とコンデンサーレンズ５０とにより形成される前記複数の波長変換部材の像の大きさが、前記第２の導光部材であるバンドルファイバ６０の入射領域の大きさとほぼ同じか小さくなる領域を意味する。
Ｄｆ≦Ｄｂ  ×（ｆｐ／ｆｃ）      ・・・  （１）
【００３９】
この関係を図４に示す。ここで、バンドルファイバ６０の入射端６０ａの有効な入射領域が直径Ｄｂの円形である場合、擬似焦点領域２００は、パラボラ鏡４０の回転軸ｘに直交し、回転軸ｘ上の焦点１００に中心がある円板領域ということになる。これは、後述する他の実施形態において同じである。
【００４０】
また、図５に示す様に、本実施の形態では、バンドルファイバ６０の開口数をＢｎａ、パラボラ鏡４０から出射される略平行光の幅をＤｈとしたときに、コンデンサーレンズ５０からバンドルファイバ６０の入射端６０ａの入射領域に向かう光線のすべてがバンドルファイバ６０の開口数Ｂｎａの範囲となるように構成されている。
【００４１】
すなわち、以下の式（２）を満足するように構成されている。
一般に、屈折率ｎの空間から開口数Ｂｎａのバンドルファイバに光が入射する場合、バンドルファイバが導光可能な光の入射角をφとすると、
ｎ×ｓｉｎφ＝Ｂｎａ
である。ここで、本実施の形態では、バンドルファイバ入射端近傍は空気となるため、ｎは１である。
【００４２】
従って、φ＝Sin-1（Ｂｎａ）である。
また、パラボラ鏡４０から出射される略平行光の幅（直径）Ｄｈと、コンデンサーレンズ５０の焦点距離ｆｃから、バンドルファイバ６０の入射端６０ａに照射される光線の最大傾斜角をθとすると、図５に示すように、
ｔａｎθ＝Ｄｈ/２ｆｃ
となる。
【００４３】
すなわち、φよりもθが小さければ、コンデンサーレンズ５０により集光された光全てをバンドルファイバ６０に入射させることが可能となる。これを式にすると、式（２）のように表される。
ｔａｎ（Sin-1（Ｂｎａ））≦  Ｄｈ／（２×ｆｃ）    ・・・  （２）
ここで、θとφが略等しいようにすれば、バンドルファイバ６０の性能を十分に使いつつ、コンデンサーレンズ５０により集光された光をロスすることなくバンドルファイバ６０に入射させることが出来る。すなわち、以下の式（２’）を満足するように構成することで、使用する光学部材の機能を十分に使用し、ロスのない結合を実現することが可能となる。
【００４４】
ｔａｎ（Sin-1（Ｂｎａ））≒  Ｄｈ／（２×ｆｃ）    ・・・  （２’）
【００４５】
次に、本実施の形態の動作について説明する。
図１に示すように、半導体レーザ１０１、１０２、１０３を点灯すると、それぞれ対応する蛍光体に適した励起光が出射される。この励起光は、光ファイバ２０１、２０２、２０３を経由して、蛍光体３０１、３０２、３０３に照射される。蛍光体３０１、３０２、３０３は、この励起光を受光し、それとは異なる波長であって、互いに異なる波長の蛍光を発光する。例えば、蛍光体３０１が赤色蛍光体であり、蛍光体３０２が緑色蛍光体であり、蛍光体３０３が青色蛍光体であるとすると、それぞれ対応する励起光を受光して、赤色光、緑色光、青色光を発光する。
【００４６】
蛍光体３０１、３０２、３０３は、一般に励起光の照射方向とは関係無く、さまざまな方向に蛍光を出射する。本実施の形態では、蛍光体３０１、３０２、３０３は、パラボラ鏡４０の焦点１００若しくはその近傍である擬似焦点領域２００と重なりを有するように配置されている。このため、蛍光体３０１乃至３０３から出射した蛍光のうち、パラボラ鏡４０に照射され、反射された成分は略平行光となり、コンデンサーレンズ５０に入射する。コンデンサーレンズ５０は、この略平行光を、バンドルファイバ６０の入射端６０ａに集光する。
【００４７】
このとき、蛍光体３０１乃至３０３は、パラボラ鏡４０の擬似焦点領域２００と重なりを有するように配置されているため、蛍光体３０１乃至３０３から出射された蛍光のうち、パラボラ鏡４０で略平行光とされたものはほとんど、バンドルファイバ６０の入射端６０ａに照射される。
【００４８】
また、バンドルファイバ６０の開口数Ｂｎａと、図５に示す、コンデンサーレンズ５０の焦点距離ｆｃと、パラボラ鏡からの略平行光の直径Ｄｈとは式（２）または（２’）に示すような関係を満足しているため、バンドルファイバ６０の入射端６０ａに照射された蛍光は、ほとんどバンドルファイバ６０により導光され、バンドルファイバ６０の出射端６０ｂまで導かれる。
【００４９】
このように構成することで、異なる色の蛍光を効率的に集光し、バンドルファイバ６０に入射、導光させることにより、高効率で明るい、複数色で発光可能な光源装置を実現することが可能となる。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図６乃至図８を参照しながら説明する。図６乃至図８は、第２実施形態に係る光源装置の筐体の内部を示す部分断面図である。
【００５１】
本実施の形態では、図１に示した第１実施形態と比較して、パラボラ鏡４０とコンデンサーレンズ５０を、焦点距離ｆｄの楕円鏡４２に置き換えた点が異なっている。
凹面鏡である楕円鏡４２は、二つの焦点１１０、１２０を有しており、一方の焦点１１０からの発光を、他方の焦点１２０に結像させる性質がある。また、このとき、像の倍率は１倍である。
【００５２】
本実施の形態の構成を、第１実施形態と異なる部分についてのみ、すなわち、筐体（図１の符号７０参照。）の内部についてのみ説明する。
本実施の形態では、蛍光体３０１、３０２、３０３は、楕円鏡４２の第１の焦点１１０若しくはその近傍である擬似焦点領域２００と重なりを有するように配置されている（図７参照。）。ここで、擬似焦点領域２００とは、楕円鏡４２により形成される蛍光体３０１乃至３０３の像の大きさが、バンドルファイバ６０の入射領域の大きさとほぼ同じか小さくなるような領域を言う。
【００５３】
また、バンドルファイバ６０の入射端６０ａは、楕円鏡４２の第２の焦点１２０若しくはその近傍に配置されている。このとき、蛍光体３０１、３０２、３０３の大きさは、その像がバンドルファイバ６０の入射端６０ａの有効な入射領域と同程度となるようにされている。
【００５４】
すなわち、図７に示すように、バンドルファイバの入射端６０ａの有効な入射領域の幅（直径）をＤｂと、蛍光体３０１、３０２、３０３が重なりを有するように配置される領域である擬似焦点領域２００の幅Ｄｆの関係は、楕円鏡４２の像の倍率が１倍であることを考慮すると、Ｄｆ≒Ｄｂとされている。このように構成することで、蛍光体３０１、３０２、３０３の像とバンドルファイバ６０の入射端６０ａの有効な入射領域の大きさを同程度とすることができる。
【００５５】
なお、蛍光体３０１、３０２、３０３の像がバンドルファイバ６０の入射端６０ａの有効な入射領域より大きすぎると、各蛍光体３０１乃至３０３から出射した蛍光の一部はバンドルファイバ６０に入射しないため、光量のロスとなる。一方、蛍光体３０１、３０２、３０３の像がバンドルファイバ６０の入射端６０ａの有効な入射領域より小さい場合は、その蛍光をバンドルファイバ６０に入射させることが可能となる。従って、実践的には、以下の式（３）の関係であることが望ましい。
Ｄｆ≦Ｄｂ        ・・・  （３）
【００５６】
また、図８に示すように、楕円鏡４２の開口の内径をＤｄ、開口からバンドルファイバ６０の入射端６０ａまでの距離をＬｄ、バンドルファイバ６０の入射端６０ａに入射する蛍光の最大入射角度をθ２とすると、
ｔａｎθ２＝Ｄｄ／（２×Ｌｄ）
の関係が成立する。
【００５７】
また、バンドルファイバ６０の開口数をＢｎａとすると、バンドルファイバ６０の入射端６０ａに入射可能な最大入射角度θ２は、前述のようにSin-1（Ｂｎａ）となる。従って、以下の式（４）の関係を満足するように構成することで、楕円鏡４２により集光された光線をバンドルファイバ６０の入射端６０ａに入射させることが可能となる。すなわち、使用する光学部材の機能を十分に使用し、ロスのない結合を実現することが可能となる。
ｔａｎ（Sin-1（Ｂｎａ））≒  Ｄｄ／（２×Ｌｄ）    ・・・  （４）
【００５８】
次に、本実施形態の光源装置の動作について説明する。
半導体レーザ光源１０１、１０２、１０３を点灯すると、出射されたレーザ光である励起光が光ファイバ２０１、２０２、２０３によって蛍光体３０１、３０２、３０３まで導かれる。蛍光体３０１、３０２、３０３は、楕円鏡４２の焦点１１０若しくはその近傍である擬似焦点領域２００と重なりを有するように配置されている。このため、この蛍光体３０１、３０２、３０３で発生した蛍光のうち、楕円鏡４２の鏡面４２ａに向けて出射された光は反射され、楕円鏡４２のもう一方の焦点１２０若しくはその近傍に配置されたバンドルファイバ６０の入射端６０ａに照射される。
【００５９】
このとき、本実施の形態では、上述した、式（３）、（４）の関係を満足するように構成されているため、蛍光体３０１、３０２、３０３から出射された蛍光を効率的にバンドルファイバ６０の入射端６０ａに入射させ、バンドルファイバ６０の出射端６０ｂまで導くことが可能となっている。
【００６０】
本実施の形態のように構成することで、高効率で明るい、複数色で発光可能な光源装置を実現することが可能となるばかりでなく、第１実施形態と比較して、部品点数が少ないため、小型化及び低コスト化を実現できる。
【００６１】
（第２実施形態の変形例）
図９は、本発明の第２実施形態の変形例に係る光源装置の筐体の内部を示す部分断面図である。
図９に示す第２実施形態の変形例は、本発明の第２実施形態の構造に、さらに球面鏡４４を配置した点で第２実施形態とは異なっている。
【００６２】
図６に示した第２実施形態の構造の場合、蛍光体３０１、３０２、３０３から出射した蛍光のうち、楕円鏡４２の表面（鏡面）４２ａで反射されずに楕円鏡４２から直接出射した蛍光のうち、バンドルファイバ６０の入射端６０ａ以外の領域に出射した部分は、そのまま散逸してしまう。そこで、図９に示すように、このような蛍光を再び楕円鏡４２の第１の焦点１１０に戻すように凹面鏡である球面鏡４４を配置する。これにより、このような蛍光もバンドルファイバ６０の入射端６０ａに導くことが可能となる。
【００６３】
本変形例では、基本的な動作は第２実施形態と同様である。ここでは、蛍光体３０１、３０２、３０３から出射した蛍光のうち、楕円鏡４２の照射面（鏡面４２ａ）に照射されず、直接楕円鏡４２外に出射した蛍光についての動作のみ説明する。
【００６４】
直接楕円鏡４２外に出射した蛍光は、球面鏡４４の表面４４ａに向かって照射され、球面鏡４４の焦点方向に向かって反射される。球面鏡４４の焦点は、楕円鏡４２の焦点１１０と略等しい位置となるように、球面鏡４４が配置されている。
【００６５】
従って、球面鏡４４の焦点方向に反射された光、すなわち、楕円鏡４２の焦点１１０に向かって反射された光は、楕円鏡４２の焦点１１０から発光した光と同様に振舞い、楕円鏡４２の表面４２ａに向かって照射される。楕円鏡４２の表面４２ａに向かった光は、楕円鏡４２の表面４２ａで反射され、バンドルファイバ６０の入射端６０ａに照射される。
【００６６】
このように構成することで、第２実施形態の作用に加え、楕円鏡４２から直接外部に出射した蛍光を再び楕円鏡４２に戻し、バンドルファイバ６０の入射端６０ａに導くことが可能となる。結果、より多くの蛍光をバンドルファイバ６０に入射させることが可能となる。
【００６７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図１０、図１１を用いて説明する。図１０は、本実施形態の保持部材３４の大きさについて説明するための凹面鏡のひとつである楕円鏡４２及びその周辺部分の拡大部分断面図であり、図１１は、複数の蛍光体３０１、３０２、３０３と、それらを搭載する保持部材３４とを蛍光の出射端３０ａ側から見た図である。
【００６８】
本実施形態は、基本的に、第２実施形態と同様に構成されている。本実施の形態は、蛍光体３０１、３０２、３０３の配置を最適化することで、蛍光体３０１、３０２、３０３から発光し、凹面鏡である楕円鏡４２に向かって照射される蛍光のうち、蛍光体３０１、３０２、３０３を搭載する保持部材３４によって遮られる蛍光を少なくするように構成されている。もちろん、本実施形態においても、楕円鏡４２の代わりに第１実施形態のパラボラ鏡４０を用いる構成としても後述する作用、効果が得られることは言うまでもない。
【００６９】
図１１に示す通り、保持部材３４は円板形状であり、そこに、略正三角形の各頂点となる位置に蛍光体３０１、３０２、３０３が配置されている。図１０を参照しつつ、凹面鏡が楕円鏡４２としたときの、保持部材３４の大きさについて説明する。
【００７０】
楕円鏡４２の焦点１１０と保持部材３４の縁３４ａを結ぶ領域は、楕円鏡４２の焦点１１０を頂角とする円錐形状となる。この円錐の頂角の半分、すなわち、焦点１１０と保持部材３４の縁３４ａを結ぶ直線Ｌ１と、楕円鏡４２の中心軸ｘとのなす角をθ３とすると、焦点１１０から保持部材３４を見込む立体角Ω０は、以下の式（５）により算出される。
Ω０=２π（１−ｃｏｓθ３）      ・・・  （５）
【００７１】
保持部材３４の表面３４ｂは、反射面としているが、凹面鏡４２の鏡面４２ａのように、焦点１１０に集光するような機能を有しておらず、光線を正反射する平面となっている。このため、蛍光体３０１、３０２、３０３から出射し、保持部材３４で反射された蛍光の多くの部分は楕円鏡４２の第２の焦点１２０（図８参照。）で結像しない。結果、バンドルファイバ６０の入射端６０ａ（図８参照。）に入射せず、散逸してしまう。従って、上述した、焦点１１０から保持部材３４を見込む立体角Ω０は小さいことが望ましい。
【００７２】
具体的には、焦点１１０から楕円鏡４２の鏡面４２ａ全体を見込む立体角をΩｍとすると、Ωｍに対するΩ０の割合を、２０％以下とすることで、保持部材３４の影響を２０％以下とすることが出来る。例えば、Ωｍが全立体角の半分である２π[Ｓｒ]である場合、Ω０/Ωｍ＝２０％となるためには、Ω０＝０．４π[Ｓｒ]となる。これを満足するθ３は約３７ｄｅｇとなるので、この範囲に保持部材３４を配置すれば、この保持部材の影響を２０％以下とすることが可能となる。
【００７３】
なお、楕円鏡４２の鏡面４２ａ上の保持部材３４の影の影響は、小さいほど好ましいが、その許容度合いは、その光源装置の使用目的により異なる。一般には、２０％以下とすれば、多くの光源装置に使用可能であるが、より多くの光量を必要とする場合は、これより小さくする必要がある。また、明るさよりも、より多くの色の蛍光を発光できるように４以上の蛍光体を切り替えて使用する光源装置の場合には、Ω０はこれより大きくても構わない。
【００７４】
ここで、保持部材３４の影響はできるだけ小さいほうが望ましいが、これに対して、蛍光体を効率よく発光させるためには蛍光体はある程度の大さが必要となり保持部材３４もある程度の大きさを持つ必要がある。また、楕円鏡４２を大きくすると光源装置が大型化してしまうため、あまり大きくは出来ない。
【００７５】
従って、本実施形態のように、保持部材上に蛍光体の数で決まる多角形の頂点に蛍光体を配置し、かつ、楕円鏡（凹面鏡）の焦点から保持部材の縁を見込む立体角を上記のように構成すれば、保持部材３４の影響を小さくし、小型で明るい光源装置を実現することが可能となる。
【００７６】
（第３実施形態の変形例）
図１２は、本発明の第３実施形態の変形例に係る光源装置の筐体の内部を示す部分断面図である。本変形例は、図１２に示す様に、本発明の第３実施形態の保持部材３４を、擬似焦点領域２００に焦点１１０を有する凹面鏡から成る保持部材３６とした点が異なっている。
【００７７】
かかる構成とすることで、保持部材３６の方向に発光した蛍光を、擬似焦点領域２００に向けて出射することが可能となる。このような光は、擬似焦点領域２００で発光した光と同様に振舞うため、これらの光の一部は楕円鏡４２の表面４２ａで反射され、バンドルファイバ６０の入射端６０ａ（図８参照。）に入射することとなる。なお、本変形例では、凹面鏡である保持部材３６は、擬似焦点領域２００（図７参照。）で結像すれば良いため、楕円鏡でも球面鏡でも構わない。
【００７８】
このように構成することで、保持部材３６の方向に照射された蛍光も利用することが可能となり、第３実施形態と比較して、より効率的に、蛍光体３０１、３０２、３０３からの蛍光を利用することが可能となる。
【００７９】
なお、本発明の第３実施形態では、第２実施形態で示した楕円鏡４２を用いたが、この構成に限定されるものではなく、第１実施形態で示したパラボラ鏡４０を用いることも可能である。
【００８０】
（第４実施形態）
図１３は、本発明の第４実施形態に係る光源装置の筐体の内部を示す部分断面図である。本実施形態は、第２実施形態における保持部材３４を、蛍光体３０１、３０２、３０３からの蛍光を透過する透明部材から成る保持部材３８とした構成である。このように構成することで、蛍光体３０１、３０２、３０３から発光した蛍光のうち、保持部材３８の方向に出射した蛍光を、遮ることなく楕円鏡４２に照射することが可能となる。従って、保持部材３８の影響を受けることなく、より明るい光源装置を実現することが可能となる。
【００８１】
なお、保持部材３８の表面３８ａに、蛍光体３０１、３０２、３０３からの蛍光の反射率を小さくする、無反射コートを施すことで、より効果的にこのような蛍光を透過させることが可能となる。もちろん、本実施形態においても、楕円鏡４２の代わりに第１実施形態のパラボラ鏡４０を用いる構成としても同様の作用、効果が得られることは言うまでもない。
【００８２】
なお、これまで述べてきた実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、さまざまな変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明にかかる光源装置は、種々の光学機器に有用であり、特に内視鏡に適している。
【符号の説明】
【００８４】
１  光源装置
１０１、１０２、１０３  半導体レーザ
２０１、２０２、２０３  光ファイバ
３０１、３０２、３０３  蛍光体
３４、３６、３８  保持部材
３４ｂ、３８ａ  （保持部材の）表面
４０  パラボラ鏡（凹面鏡）
４２  楕円鏡（凹面鏡）
４２ａ  楕円鏡の表面
４４  球面鏡（凹面鏡）
４４ａ  球面鏡の表面
５０  コンデンサーレンズ
６０  バンドルファイバ
６０ａ  バンドルファイバの入射端
６０ｂ  バンドルファイバの出射端
７０  筐体
７０ａ  筐体内部
７１  筐体開口
１００、１１０、１２０  焦点
２００  擬似焦点領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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