(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長で発光して第１の励起光として出射する第１の発光素子と、
前記第１の波長と異なる第２の波長で発光して第２の発光光として出射する第２の発光素子と、
前記第１の励起光で励起され、前記第１の波長と異なる発光波長で第１の蛍光を発光し、発光された前記第１の蛍光を出射する、又は、前記第１の励起光の一部によって発光された前記第１の蛍光と、透過する前記第１の励起光の残りの一部と、を混合して出射すると共に、前記第２の発光光を通過させる蛍光体とを有し、
前記第２の発光光が前記蛍光体を通過する際に、前記第２の発光光で励起されて、前記蛍光体から発光する第２の蛍光が、前記第１の励起光で励起されて、前記蛍光体から発光する前記第１の蛍光の１／１０以下であり、
前記第１の励起光が入射された際には、前記蛍光体から、前記第１の蛍光、または前記第１の蛍光と前記第１の励起光とが混合された光が出射される―方、前記第２の発光光が入射された際には、前記蛍光体から、前記第２の発光光、または前記第２の蛍光が混合された前記第２の発光光が出射されるように、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子および前記蛍光体を組み合わせてなることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記第１の励起光が入射された際には、前記蛍光体は、前記第１の蛍光と前記第１の励起光とが混合された光を出射する請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
さらに、前記第１及び第２の発光素子に接続され、前記第１の発光素子の発光と前記第２の発光素子の発光を制御する光源制御器を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記光源制御器は、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とを時系列に発光させるように制御することを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
さらに、前記第１の励起光と、前記第２の発光光と、を導光する同一の１本の光ファイバを有し、
前記蛍光体は、前記１本の光ファイバの出射端に配置される請求項１〜４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項６】
さらに、前記１本の光ファイバの先端部分を保持する保持端部を有し、
前記蛍光体は、前記保持端部によって保持された前記１本の光ファイバの先端に取り付けられることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
さらに、前記第１の励起光の光路と、前記第２の発光光の光路と、を一致させる光路調整部を有し、
前記１本の光ファイバの入射端は、前記第１の励起光と、前記第２の発光光と、の一致した光路の延長上に、配置される請求項５または６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記光路調整部は、前記第２の発光光の光路を、前記第１の励起光の光路と一致させるダイクロイックミラーを有する請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子は、共に、同じ前記蛍光体の下に実装されている請求項１〜４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１０】
前記第２の発光光が前記蛍光体を通過する際に、前記第２の発光光で励起されて発光した前記第２の蛍光は、前記第１の励起光が前記蛍光体に入射された際に、前記第１の励起光で励起されて発光する前記第１の蛍光の１／１００以下である請求項１〜９のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１１】
前記第２の発光光が前記蛍光体を通過する際に、前記第２の発光光で励起されて発光した前記第２の蛍光は、前記第１の励起光が前記蛍光体に入射された際に、前記第１の励起光で励起されて発光する前記第１の蛍光の１／１００００以下である請求項１〜１０のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１２】
前記第２の発光光が前記蛍光体を通過する際に、前記第２の発光光で励起されて発光した前記第２の蛍光は、前記第１の励起光が前記蛍光体に入射された際に、前記第１の励起光で励起されて発光する前記第１の蛍光に対して実質的に無視できる請求項１〜１１のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１３】
前記第２の発光光の前記第２の波長は、赤外領域の波長を含む請求項１〜１２のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１４】
前記蛍光体は、固化用樹脂によって固化されたものである請求項１〜１３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１５】
前記蛍光体は、さらに、前記第２の発光光に対して散乱体として光の拡がり角を拡げる働きを付与する請求項１４に記載の光源装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載の光源装置を搭載することを特徴とする内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置およびこれを用いる内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
従来より、内視鏡用照明光学系として、種々の提案がなされている。
特許文献１には、内視鏡用照明光学系として、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ（例えば、ＬＤ）、ランプ等の発光素子を用い、この発光素子を内視鏡先端部（挿入部先端）内に配置することにより、ライトガイド（ＬＧ）を排除し、操作性を良くし、観察範囲と照明範囲とのズレをなくし、均一な照明を得ることができることが開示されている。また、特許文献１には、被写体との距離に応じて選択的に発光させるために複数個の発光素子を搭載する例も開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、励起光として高発光効率の青色レーザ光をファイバでその先端に導き、先端に塗布された蛍光体を励起し、白色照明とする演色性の高い発色装置およびこれを用いる内視鏡装置が開示されている。このため、特許文献４には、種々の蛍光体が開示され、所定波長のレーザ光と組み合せて、特定の色調の照明、例えば、白色照明はもちろん、緑色照明や、青色照明や、黄色照明などとすることも開示されている。
さらに、特許文献３には、特許文献２に用いられる励起光として、青色波長域とこれより短波長域の青紫波長域との２種の励起光を用い、これらの２種の励起光で励起することにより、紫域の分光を加えて、さらに青色励起により、黄色と赤色の蛍光体からなる波長変換部材における波長変換損失を低減する発光装置が開示されている。このため、特許文献３に開示の発光装置は、青色波長域と青紫波長域との２種の励起光をそれぞれ射出する２種のレーザ素子と、励起光よりも長波長域の光を放出する１種以上の蛍光体を含む波長変換部材と、励起光を波長変換部材へ導出するライトガイドとを有している。
【０００５】
また、特許文献４には、被観察体に応じて最適な波長領域を選択して、可視波長域内での時系列的な照明で通常のカラー画像（可視情報）を内視鏡先端部に内蔵された固体撮像素子を用いて取得することができ、一般的な可視領域の画像では識別が困難な被観察体の各部位の色調差の検出を容易にするために、可視以外の赤外や紫外の波長域の含む光を時系列的に照明して赤外光や紫外光による画像を取得し、所望の色に割り当てて表示することができる電子内視鏡が開示されている。このため、特許文献４には、狭帯域の波長領域の光による照明を行うための光源として、狭帯域の波長領域で発光するレーザやＬＥＤ等が上げられ、この他、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ストロボランプ等の広帯域な光を発光するランプの出射口に、色素を混入した吸収型のフィルタまたは蒸着型のフィルタを設けて出力波長を限定するものを用いても良いことが開示されている。また、特許文献４には、このような光源を紫外域から赤外域までの波長領域において、多数用いることが開示されている。なお、特許文献４では、光源から射出された照明光は、紫外域から赤外域までの所定波長領域の多種の照明光を導光する必要があるため、従来同様に、内視鏡先端部まで、ライトガイドによって導光されている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−２２５８２０号公報
【特許文献２】特開２００５−２０５１９５号公報
【特許文献３】特開２００６−１７３３２４号公報
【特許文献４】特許第２６４１６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１のように、ＬＥＤや半導体レーザ等のような発光素子を内視鏡先端部内に搭載する場合、特に複数個の発光素子を配置する場合には、発光素子を極力小型化し、細くすることが要求される。このように、内視鏡の照明に適した白色照明の場合、例えば白色ＬＥＤや白色レーザを用いる場合には、特許文献２および３に開示されているように、励起光源となる半導体レーザやＬＥＤと蛍光体とで構成するのが好ましいが、この場合、蛍光体を極力大きくできるほど、効率を上げやすいというトレードオフの関係にある。このため、発光素子を内視鏡先端部内に搭載する場合には、蛍光体の大きさにも限度があり、効率を上げるにも限度があるという問題があった。
【０００８】
一方、特許文献４に開示されている内視鏡のように、可視域以外の赤外光や紫外光も、画像診断、特に医療用画像診断に有用な画像を取得できる。
しかしながら、特許文献４に開示の内視鏡装置は、可視域内の光も、可視域以外の赤外光や紫外光も、狭帯域波長の光を時系列的に切り替えて用い、これらの光を直接ライトガイドに入射し、ライトガイドの先端から直接被写体に照射するもので、可視域の複数の波長成分を含む白色光を照射するものではない。このため、特許文献４には、ライトガイドを用いる電子内視鏡の代わりに、光ファイバを用いるファイバスコープを用いても良いことが記載されているが、特許文献４では、光ファイバは、ライトガイドと同様に、単に、多数の狭帯域波長の光を導光するために用いられるものである。
したがって、特許文献４に開示の内視鏡において、ライトガイドに替えて光ファイバを用いる場合であっても、励起光源となる半導体レーザやＬＥＤから射出ざれた光をライトガイドや光ファイバに入射させ、ライトガイドや光ファイバの先端に蛍光体を塗布して、白色光を得る特許文献２および３に開示の白色ＬＥＤや白色レーザを用いることはできないという問題があった。
【０００９】
さらに、内視鏡の光源として、特許文献２および３に開示のように、励起光、例えば青色励起光を発光する半導体レーザやＬＥＤと、励起光を導光する光ファイバと、光ファイバの先端に設けられ、励起光によって励起される蛍光体とを備える白色ＬＥＤや白色レーザを用いると共に、特許文献４に開示の内視鏡のように、医療分野では有用である、可視域以外の赤外光を発光する赤外発光素子を用いる場合に、従来は、励起光を導光する光ファイバは、励起光を効率よく導光するように構成されているため、赤外光を効率よく導光することができないし、また、従来の白色ＬＥＤや白色レーザに用いられている蛍光体では、赤外光が蛍光に波長変換されてしまうという問題があった。
【００１０】
このため、従来の内視鏡用光源装置では、励起光と赤外光とは別々の光ファイバを用いて導光されている。
このような従来の内視鏡用光源装置を用いる内視鏡システムを図８に示す。
同図に示すように、内視鏡システム１００は、内視鏡装置１０２と制御装置１０４とを有する。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、蛍光体部１２０と、照明光の照射口１２２と、対物レンズ（図示せず）およびＣＣＤ１２４とが設けられている。
また、制御装置１０４は、励起光光源となる青色レーザダイオード（以下、ＬＤという）１２６および赤外ＬＤ１２８と、青色ＬＤ１２６および赤外ＬＤ１２８とを時系列的に発光させるように制御する光源制御器１３０と、プロセッサ１３２とを備えている。
【００１１】
また、内視鏡装置１０２の内部には、２本の光ファイバ１３４および１３６と、１本のスコープケーブル１３８が挿通されている。
光ファイバ１３４および１３６は、内視鏡装置１０２内に挿通され、一方でそれぞれ制御装置１０４の青色ＬＤ１２６および赤外ＬＤ１２８に接続され、他方で内視鏡装置１０２の先端部１１８まで延在している。内視鏡装置１０２の先端部１１８において、光ファイバ１３４は、その先端が蛍光体部１２０の位置まで伸びており、青色ＬＤ１２６からの青色光を蛍光体部１２０に入射させ、照明光となる白色光（または擬似白色光）として照射口１２２から出射させ、光ファイバ１３６は、その先端が照射口１２２まで伸びており、赤外ＬＤ１２８からの赤外光を照射口１２２から出射させる。
また、スコープケーブル１３８は、撮像信号伝送用のケーブルであり、一方の端部が制御装置１０４のプロセッサ１３０に接続され、他方の端部がＣＣＤ１２４に接続される。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、図示しないモニタ等に供給する。
【００１２】
ここで、青色ＬＤ１２６および赤外ＬＤ１２８と、２本の光ファイバ１３４および１３６と、蛍光体部１２０とは、光源装置１４０を構成する。
図９に光源装置１４０の詳細を示す。
同図に示すように、青色ＬＤ１２６と光ファイバ１３４との間には、コリメータレンズ１４２が配置され、保持端部１４４によって保持された光ファイバ１３４の先端には蛍光体部１２０が取り付けられた発光部１４６が設けられる。
また、赤外ＬＤ１２８と光ファイバ１３６との間には、コリメータレンズ１４８が配置され、光ファイバ１３６の先端には、凹レンズ１５０が設けられる。
このように、従来の光源装置１４０では、赤外ＬＤ１２８からの赤外光を光ファイバ１３６で単独で導光するので、赤外光の拡がり角を増すために、光ファイバ先端において凹レンズ１５０が必要である。
【００１３】
この光源装置１４０のように、青色ＬＤ１２６、光ファイバ１３４および蛍光体部１２０からなる白色レーザを観察光源に用いる場合に、医療分野で有用な赤外光による観察を行うために、赤外ＬＤ１２８をも観察光源として用いる場合には、青色ＬＤ１２６からの青色励起光を導光する光ファイバ１３４とは異なる、赤外光を導光する専用の光ファイバ１３６を用いる必要があり、装置構成が複雑となり、装置の小型化を実現できないという問題があった。
また、白色光と赤外光の射出位置が同一ではないので、例えば時系列的に白色光による通常画像と、赤外光による画像を取得して、表示する場合に、画像のズレや影の見え方の差が大きく、両画像間の比較が行い難いという問題もあった。
【００１４】
また、医療分野で有用な赤外光による観察を行うために赤外ＬＥＤとを用いる際に、内視鏡用の光源装置として、青色ＬＥＤと蛍光体とからなる白色（または擬似白色）ＬＥＤと赤外ＬＥＤとを一体として製作する場合であっても、白色ＬＥＤと、赤外ＬＥＤとは、別々に封止される必要がある。
このような内視鏡用光源装置を図１０に示す。
同図に示すように、光源装置１６０は、分離壁１６１によって分離された２つの凹部１６２および１６３が形成された共通基板１６４と、凹部１６２に接着剤１６６によって固定された青色ＬＥＤ１６８と、凹部１６２内の青色ＬＥＤ１６８を蛍光体が混入された蛍光体入り樹脂によって封止領域に封止した樹脂封止部１７０と、共通基板１６４の凹部１６３に接着剤によって固定された赤外ＬＥＤ１７２と、凹部１６３内の赤外ＬＥＤ１７２を蛍光体が混入されていない赤外光を透過する樹脂によって封止領域に封止した樹脂封止部１７４とを備える。
ここで、青色ＬＥＤ１６８と蛍光体入り樹脂からなる樹脂封止部１７０とは、白色（または擬似白色）ＬＥＤを構成し、樹脂封止部１７０から白色光（または擬似白色光）を出射する。また、赤外ＬＥＤ１７２は、樹脂封止部１７４から赤外光を出射する。
【００１５】
この光源装置１６０のように、青色ＬＥＤ１６８および蛍光体入り樹脂からなる樹脂封止部１７０を備える白色ＬＥＤを観察光源に用いる場合に、医療分野で有用な赤外光による観察を行うために、赤外ＬＥＤ１７２をも観察光源として用いる場合には、青色ＬＥＤ１６８を封止する樹脂には、青色ＬＥＤ１６８からの青色励起光によって励起されて白色光（または擬似白色光）に波長変換する蛍光体を混入する必要があるのに対し、赤外ＬＥＤ１７２を封止する樹脂には、蛍光体を混入していない樹脂を用いる必要があり、効率の良い白色照明および装置の小型化を実現できないという問題があった。
また、白色光と赤外光の発光源が同一ではないので、例えば時系列的に白色光による通常画像と、赤外光による画像を取得して、表示する場合に、画像のズレや影の見え方の差が大きく、両画像間の比較が行い難いという問題もあった。
【００１６】
本発明の第１の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、波長の異なる２つの発光を同軸で導光することができ、小型化でき、細径化でき、低コストで、用途の多い光源装置およびこれを用いる内視鏡システムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記第１の目的に加え、効率の良い白色照明および装置の小型化を実現することができ、また、白色光と赤外光との発光源をほぼ同一とすることができ、もしくは、白色光と赤外光とを同軸で導光して射出位置をほぼ同一とすることができ、例えば時系列的に白色光による通常画像と、赤外光による画像を取得して、表示する場合であっても、画像のズレや影の見え方の差を小さくして、両画像間の比較が行い易い光源装置およびこれを用いる内視鏡システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明者は、白色光を用いて観察すると共に、医療分野では有用であり、ヘモグロビンの吸収や酸素飽和度の違いなどを利用し撮像し、診断に用いることができる赤外光（赤外線）を用いて観察するために、効率の良い白色照明および装置の小型化を実現することができ、また、白色光と赤外光との発光源もしくはそれらの射出位置をほぼ同一とすることができる光源装置について鋭意研究を重ねた結果、特許文献２に開示された白色レーザのように、青色光を光ファイバで導光し、光ファイバの先端の蛍光体で白色光に変換する照明の場合にも、赤色光や赤外光などの、使用する蛍光体をほとんど励起せず、蛍光体を透過する波長の発光光を、光ファイバの先端の蛍光体に導光することにより、また、赤色光や赤外光などを出射する赤外ＬＤなどの光源を蛍光体下に搭載することにより、白色光と赤外光との射出位置をほぼ同一とすることができることを知見し、本発明に至ったものである。
【００１８】
また、本発明者は、上述した紫外光〜青色光の発光素子、例えばLEDで蛍光体を励起し、励起光と蛍光光から所望の白色を得る光源において、この蛍光体の下に赤外素子を並べて実装することにより、発光源をほぼ同一とすることができ、さらに、白色照明の効率と、その小型化を実現でき、例えば時系列的に白色光による通常画像と、赤外光による画像を取得して、表示する場合に、画像のズレや影の見え方の差が小さく、両画像間の比較が行いやすいことを知見し、本発明に至ったものである。
さらに、本発明者は、特許文献３に開示された白色レーザのように、文献２に開示された白色レーザの励起光として青色光および紫外光を入れるのではなく、逆に蛍光体を励起せずに、かつ光ファイバへの集光効率の良い、例えば赤色光や赤外光を出射する半導体レーザを光ファイバによって、その先端の蛍光体に送り込むことができ、このとき、蛍光部を構成する蛍光体ガラスや骨材、バインダなどを適切に選択することにより、蛍光体が、赤色光や赤外光に対して散乱体として光の拡がり角を拡げる働きを付与することができ、これにより、半導体レーザを用いた場合にその可干渉性により生じるスペックルなど、撮像の障害となる現象を防ぐことができることを知見し、本発明に至ったものである。
【００１９】
すなわち、本発明の第１の態様は、第１の波長で発光して第１の励起光として出射する第１の発光素子と、前記第１の波長と異なる第２の波長で発光して第２の発光光として出射する第２の発光素子と、前記第１の励起光で励起され、前記第１の波長と異なる発光波長で第１の蛍光を発光し、発光された前記第１の蛍光を出射する、又は、前記第１の励起光の一部によって発光された前記第１の蛍光と、透過する前記第１の励起光の残りの一部と、を混合して出射すると共に、前記第２の発光光を通過させる蛍光体とを有し、前記第２の発光光が前記蛍光体を通過する際に、前記第２の発光光で励起されて、前記蛍光体から発光する第２の蛍光が、前記第１の励起光で励起されて、前記蛍光体から発光する前記第１の蛍光の１／１０以下であり、前記第１の励起光が入射された際には、前記蛍光体から、前記第１の蛍光、または前記第１の蛍光と前記第１の励起光とが混合された光が出射される―方、前記第２の発光光が入射された際には、前記蛍光体から、前記第２の発光光、または前記第２の蛍光が混合された前記第２の発光光が出射されるように、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子および前記蛍光体を組み合わせてなることを特徴とする光源装置を提供するものである。
【００２０】
ここで、前記第１の励起光が入射された際には、前記蛍光体は、前記第１の蛍光と前記第１の励起光とが混合された光を出射することが好ましい。
さらに、前記第１及び第２の発光素子に接続され、前記第１の発光素子の発光と前記第２の発光素子の発光を制御する光源制御器を有することが好ましく、また、前記光源制御器は、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とを時系列に発光させるように制御することが好ましい。
さらに、前記第１の励起光と、前記第２の発光光と、を導光する同一の１本の光ファイバを有し、前記蛍光体は、前記１本の光ファイバの出射端に配置されることが好ましい。
また、さらに、前記１本の光ファイバの先端部分を保持する保持端部を有し、前記蛍光体は、前記保持端部によって保持された前記１本の光ファイバの先端に取り付けられることが好ましい。
また、さらに、前記第１の励起光の光路と、前記第２の発光光の光路と、を一致させる光路調整部を有し、前記１本の光ファイバの入射端は、前記第１の励起光と、前記第２の発光光と、の一致した光路の延長上に、配置されることが好ましく、また、前記光路調整部は、前記第２の発光光の光路を、前記第１の励起光の光路と一致させるダイクロイックミラーを有することが好ましい。
また、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子は、共に、同じ前記蛍光体の下に実装されていることが好ましい。
ここで、前記第２の発光光が前記蛍光体を通過する際に、前記第２の発光光で励起されて発光した前記第２の蛍光は、前記第１の励起光が前記蛍光体に入射された際に、前記第１の励起光で励起されて発光する前記第１の蛍光の１／１００以下であるのが好ましい。
また、前記第２の発光光が前記蛍光体を通過する際に、前記第２の発光光で励起されて発光した前記第２の蛍光は、前記第１の励起光が前記蛍光体に入射された際に、前記第１の励起光で励起されて発光する前記第１の蛍光の１／１００００以下であるのが好ましい。
また、前記第２の発光光が前記蛍光体を通過する際に、前記第２の発光光で励起されて発光した前記第２の蛍光は、前記第１の励起光が前記蛍光体に入射された際に、前記第１の励起光で励起されて発光する前記第１の蛍光に対して実質的に無視できるのが好ましい。
【００２４】
また、前記第２の発光光の前記第２の波長は、赤外領域の波長を含むのが好ましい。
また、前記蛍光体は、固化用樹脂によって固化されたものであることが好ましく、前記蛍光体は、さらに、前記第２の発光光に対して散乱体として光の拡がり角を拡げる働きを付与することが好ましい。
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、上記第１の態様の光源装置を搭載することを特徴とする内視鏡システムを提供するものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、上記構成により、波長の異なる２つの発光を同軸で導光することができ、小型化でき、細径化でき、低コストで、用途の多い光源装置およびこれを用いる内視鏡システムを提供することができる。
また、本発明によれば、上記構成により、効率の良い白色照明および装置の小型化を実現することができ、また、白色光と赤外光との発光源をほぼ同一とすることができ、もしくは、白色光と赤外光とを同軸で導光して射出位置をほぼ同一とすることができ、例えば時系列的に白色光による通常画像と、赤外光による画像を取得して、表示する場合であっても、画像のズレや影の見え方の差を小さくして、両画像間の比較を行い易くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明に係る光源装置およびこれを用いる内視鏡システムを、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。
【００２７】
図１は、本発明の光源装置を用いる本発明の内視鏡システムの一実施例（第１実施形態）を示す模式的断面図である。図２は、図１に示す内視鏡システムに用いられる本発明の光源装置の詳細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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
制御装置１４は、２つの半導体レーザ光源（半導体発光素子）である、励起光光源となる青色レーザダイオード（以下、ＬＤという）（Ｂ−ＬＤ）３４および赤外ＬＤ３６（ＩＲ−ＬＤ）と、青色ＬＤ３４からの青色光と赤外ＬＤ３６からの赤外光とを、それぞれ後述する１本の光ファイバ４０に入射させるための光路調整部３８と、青色ＬＤ３４および赤外ＬＤ３６とを時系列的に発光させるように制御する光源制御器４２と、プロセッサ４４とを有する。プロセッサ４４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、図示しないテレビモニタ等の画像出力装置に供給する。
【００３１】
内視鏡１２の内部には、１本の光ファイバ４０と、１本のスコープケーブル４６が挿通されており、スコープケーブル４６の先端には、撮像素子３４が取り付けられている。
光ファイバ４０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、その基端が光路調整部３８に接続され、青色ＬＤ３４からの青色光と赤外ＬＤ３６からの赤外光とを、それぞれ光路調整部３８を介して、内視鏡１２の先端へ向けて導光（導波）する。光ファイバ４０は、内視鏡１２内に挿通され、一方の端部（基端）が制御装置１４の光路調整部３８に接続され、他方端部（先端）が内視鏡１２ののコネクタ部２２からユニバーサルコード部２０を経て、挿入部１６の先端部２８まで延在している。
【００３２】
内視鏡１２の挿入部１６の先端部２８の照射口３０の近傍において、１以上の蛍光体によって被覆されたもしくは１以上の蛍光体を含む蛍光体部４８が、光ファイバ４０の先端に取り付けられて配置されている。
内視鏡１２の先端部２８において、光ファイバ４０は、その先端が蛍光体部４８の位置まで伸びており、青色ＬＤ３４からの青色光を蛍光体部４８に入射させ、照明光となる白色光（または擬似白色光）として照射口３０から出射させると共に、赤外ＬＤ３４からの赤外光を蛍光体部４８に入射させ、そのまま、好ましくは蛍光体部４８に吸収させることなく、また波長変換させることなく通過させ、照射口３０から出射させる。
また、スコープケーブル４６は、撮像信号伝送用のケーブルであり、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、一方の端部（基端）が、プロセッサ４４に接続され、他方の端部（先端）が撮像素子３４に接続されている。撮像素子３４によって取得された画像情報は、スコープケーブル４６を介してプロセッサ４４に送られ、画像処理された後、所定の表示画像情報に変換され、図示しないテレビモニタ等の画像出力装置に表示される。
【００３３】
本発明においては、青色ＬＤ３４から出射され、光路調整部３８を経て光ファイバ４０に入射した青色励起光は、光ファイバ４０によって蛍光体部４８へ送られ、蛍光体部４８を励起する。蛍光体部４８は、青色励起光の一部をそれとは異なる波長の蛍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。蛍光体部４８から出射された蛍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。この白色照明光は、照射口３０から出射され、観察部位を照射する。
一方、赤外ＬＤ３６から出射され、光路調整部３８を経て光ファイバ４０に入射した赤外光は、光ファイバ４０によって蛍光体部４８へ送られて、蛍光体部４８を通過し、照射口３０から出射され、観察部位を照射する。
【００３４】
すなわち、青色ＬＤ３４および赤外ＬＤ３６からそれぞれ出射された青色励起光および赤外光は、光路調整部３８によって一致した光路とされて光ファイバ４０に入射され、光ファイバ４０によって導波されて、蛍光体部４８に導入される。蛍光体部４８に導入された青色励起光は、蛍光体部４８の蛍光体を励起して、白色（または擬似白色）光に変換され、白色（または擬似白色）光として、照射口３０から出射され、蛍光体部４８に導入された赤外光は、できるだけそのまま、好ましくは蛍光体部４８に吸収されることもなく、また、波長変換されることもなく、蛍光体部４８を通過してそのまま赤外光として、照射口３０から出射される。
ここで、青色ＬＤ３４、赤外ＬＤ３６、光路調整部３８、光ファイバ４０、光源制御器４２および蛍光体部４８は、本発明の光源装置５０を構成する。
【００３５】
ここで、図２に、図１に示す内視鏡システム１０に用いられている本発明の光源装置５０の詳細を示す。
同図に示すように、光源装置５０は、青色励起光を出射する青色ＬＤ３４と、青色励起光の出射方向に対して直交する方向に赤外光を出射する赤外ＬＤ３６と、青色ＬＤ３４からの青色励起光と赤外ＬＤ３６からの赤外光とが交差する位置に配置され、青色励起光を透過し、赤外光を直交する方向に反射して、赤外光の光路を青色励起光の光路と一致させるダイクロイックミラー５２と、青色ＬＤ３４および赤外ＬＤ３６とダイクロイックミラー５２との間にそれぞれ配置されるコリメータレンズ５４ａおよび５４ｂと、赤外光および青色励起光の一致した１本の光路の延長上に入射端が配置される光ファイバ４０と、ダイクロイックミラー５２と光ファイバ４０との間に配置される集光レンズ５５と、光ファイバ４０の先端部分を保持する保持端部５６と、保持端部５６によって保持された光ファイバ４０の先端に取り付けられる蛍光体部４８とを有する。ここで、青色ＬＤ３４、赤外ＬＤ３６、光路調整部３８および光源制御器４２は、光源部５１を構成する。
【００３６】
ここで、ダイクロイックミラー５２と、コリメータレンズ５４ａおよび５４ｂと、集光レンズ５５とは、光路調整部３８を構成し、また、光ファイバ４０の先端分を保持する保持端部５６と、蛍光体部４８とは、発光部５８を構成する。
また、青色ＬＤ３４は、本発明の第１の発光素子に相当し、青色励起光は、第１の波長で発光する励起光に相当し、また、赤外ＬＤ３６は、本発明の第２の発光素子に相当し、赤外光は、青色励起光の第１の波長と異なる第２の波長で発光する光に相当する。
また、発光部５８は、第３の発光素子に相当し、白色光または擬似白色光は、青色励起光によって励起された蛍光体部４８で波長変換されて、蛍光体部４８から出射される第１の波長と異なる発光波長で第１の蛍光に相当する。
【００３７】
青色ＬＤ３４としては、例えば、波長４４５ｎｍの青色の半導体レーザ光源を用いることができ、蛍光体部４８の蛍光体としては、例えば、ＹＡＧ（ＹＡＧ：Ｃｅ）（蛍光波長５３０〜５８０ｎｍ）系の黄色蛍光体、あるいはα−サイアロン（α−ＳｉＡｌＯＮ）と赤色領域で発光するＣａＡｌＳｉＮ３を用いることができる。
このような半導体レーザ光源からの青光を励起光として、このような蛍光体部４８の蛍光体を励起すると、蛍光体部４８からは、蛍光体部４８の蛍光体によって変換された黄色から赤色にわたる蛍光あるいは赤から緑にわたる蛍光と蛍光体部４８を透過した青色の励起光とが出射される。この２種類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。
一方、赤外ＬＤ３６としては、例えば、波長７８５ｎｍの半導体レーザ光源を用いることができる。このような半導体レーザ光源からの赤外光は、蛍光体部４８の蛍光体をあまり励起せず、蛍光体部４８の蛍光体によって変換された蛍光も少なく、その殆どがそのまま蛍光体部４８を通過する。
すなわち、本発明で蛍光体として、ＹＡＧ（ＹＡＧ：Ｃｅ２＋）を用いる場合、波長が５２０ｎｍを超えるとほとんど吸収無くなり、発光しなくなる。さらに、波長が５５０ｎｍを超える発光スペクトルの長波長側では全く光らなくなる。
【００３８】
本発明においては、青色ＬＤ３４として、波長４００〜５５０ｎｍ、好ましくは、４００〜５００ｎｍの従来公知の青紫〜青色半導体レーザ光源を用いることができる。
また、本発明においては、赤外ＬＤ３６として、波長６３０ｎｍ以上、好ましくは、６３０〜８００ｎｍ、より好ましくは６５０〜８００ｎｍの従来公知の赤〜赤外半導体レーザ光源を用いることができる。
また、本発明においては、蛍光体部４８の蛍光体として、青色光励起緑−黄色蛍光体（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋（蛍光波長５００〜５８０ｎｍ）、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋，Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３０１２：Ｃｅ３＋、青色光励起赤色蛍光体（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋等を用いることができる。
【００３９】
本発明においては、赤外光によって励起されて蛍光体部４８から発光する蛍光（本発明の第２の蛍光）は、青色励起光によって励起されて蛍光体部４８から発光する蛍光（本発明の第１の蛍光）の１／１０以下である必要があり、好ましくは１／１００以下であるのが良く、より好ましくは、１／１００００以下であるのが良く。最も好ましくは、本発明の第２の蛍光は、本発明の第１の蛍光に対して実質的に無視できるのが良い。すなわち、最も好ましくは、蛍光体部４８に導入された赤外光は、蛍光体部４８の蛍光体に吸収されることもなく、また、波長変換されることもなく、蛍光体部４８を通過してそのまま出射されるのが良い。
なお、発光部５８の蛍光体部４８は、その蛍光体が青色励起光によって励起され、青色励起光を波長変換して蛍光を発光し、白色光または擬似白色光として出射する。この際、波長変換された蛍光と青色励起光とが混合された光が、白色光または擬似白色光であっても良いが、波長変換された蛍光自体が、白色光または擬似白色光であっても良い。
【００４０】
ここで、蛍光体部４８は、蛍光体部分を構成する、固定、固化用樹脂との屈折率差を考慮し、蛍光体そのものと充填剤に対する粒径を赤外域に対して吸収が小さく、かつ散乱が大きい材料系で構成することにより、赤や赤外域の光に対して散乱させる効果を追加したものであるのが良い。こうすることにより、図９に示す従来の光源装置１４０のように、赤外光を導光するための光ファイバ１２８の先端に必要となる、赤外の拡がり角を増すための凹レンズを不要とすることができる。すなわち、蛍光体部４８を構成する蛍光体ガラスや骨材、バインダなどを適切に選択することにより、蛍光体に、赤色光や赤外光に対して散乱体として光の拡がり角を拡げる働きを付与することができる。これにより、半導体レーザ光源を用いた場合に、その可干渉性により生じるスペックルなど、撮像の障害となる現象を防ぐことができる。
なお、本発明の好ましい特徴の１つは、赤外光を通す時に蛍光体部４８の蛍光体を散乱体として用いることができるということである。
【００４１】
また、図示例では、本発明の第１の発光素子として青色ＬＤ３４を用い、本発明の第２の発光素子として赤外ＬＤ３６を用い、本発明の第３の発光素子として、青色ＬＤ３４からの青色励起光によって白色光となる蛍光を発する蛍光体部４８を用いているが、本発明はこれに限定されず、第１および第２の発光素子として、波長の異なる２つの半導体レーザ光源を用い、また、一方の半導体レーザ光源からの励起光によって励起される蛍光体からなる蛍光体部を備える第３の発光源を用い、第３の発光源から励起光と異なる波長の蛍光を発光させることができ、他方の半導体レーザ光源からの光によって励起される蛍光体から発光する蛍光が第３の発光源からの蛍光の１／１０以下であれば、いかなる半導体レーザ光源を用いても良いし、いかなる蛍光体を用いても良い。
第１の発光素子として、例えば蛍光体の励起効率の良い、波長４０５ｎｍの青紫光の半導体レーザ光源を用いて、光の変換効率を向上させても良い。これにより、蛍光体部４８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、半導体レーザ光源の励起光の波長および蛍光体部４８の蛍光体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。
【００４２】
上述したように、蛍光体として、ＹＡＧ（ＹＡＧ：Ｃｅ２＋）を用いる場合、波長が５２０ｎｍを超えるとほとんど吸収無くなり、発光しなくなる。さらに、波長が５５０ｎｍを超える発光スペクトルの長波長側では全く光らなくなる。
また、緑のＳＨＧレーザを光ファイバ４０で導波させて、先端に蛍光体４８がある場合と無い場合とを比較すると、後者では、ほとんどスペックル干渉が見られない。この理由は、蛍光体と蛍光体を固めるときの樹脂やガラスとの屈折率差により、屈折、反射、散乱等により、スペックルが発生しなくなるからである。この時の緑レーザの透過率は、５０〜６０％を超え、十分使用可能である。もちろん、発光スペクトルより長波長では、蛍光体の吸収はなく、固めるための樹脂、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂、ガラスでは赤外の波長程度（〜１５００ｎｍ）までは吸収無く問題ないといえる。
【００４３】
また、上記実施例では、蛍光体部４８の蛍光体によって、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、２種以上の蛍光体を用い、例えば紫色光から紫外線（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にさらにオレンジを加えるなど、蛍光体をさらに増やすと、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。
【００４４】
光ファイバ４０は、青色励起光と赤外光を共に効率よく導光できる物であるのが好ましく、また、単一コアを持つ同様の構成の光ファイバであるのが好ましい。
図３に光ファイバ４０の一実施例の断面構成を示す。光ファイバ４０は、中心部から順に、コア４０ａ、クラッド４０ｂ、ハードクラッド４０ｃ、ポリイミドの補強材４０ｄ、およびテフロン（登録商標）被覆４０ｅを有している。例えば、コア４０ａを直径２００μｍとし、クラッド４０ｂの厚さを３５μｍ、ハードクラッド４０ｃを約５μｍ、ポリイミドの補強材４０ｄを５〜１０μｍ、テフロン（登録商標）被覆４０ｅを約１００μｍとすると、光ファイバ４０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４０として単一コアの光ファイバを用いることで、従来のバンドルの光ファイバを用いたライトガイドのように、光ファイバ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１２の挿入部２８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。
【００４５】
ところで、図９に示す従来の光源装置１４０に用いられている、先端の蛍光体部１２０まで青色励起光を導光する光ファイバ１２６は、青色励起光専用であるため、青色励起光を効率よく、例えば、９０％以上の効率で導光することができるが、赤外光を通すことができない。
これに対し、図３に示す光ファイバ４０は、青色励起光および赤外光の両方を導光する必要があるため、そのコア４０ａに赤外光を通すための添加剤として、例えば、酸化マグネシウムが混入されているものである。この光ファイバ４０は、酸化マグネシウムが混入されているため、青色励起光は８５〜８６％の効率でしか導光できなくなるので、多少効率は落ちるが、赤外光も同様に、また同等に導光することができる。
【００４６】
なお、本発明に用いられる光ファイバ４０は、青色励起光および赤外光の両方を導光できれば、どのようなものでも良い。
また、赤外光を通すために光ファイバ４０のコア４０ａに混入する添加剤も、光ファイバ４０に、青色励起光および赤外光の両方を導光できる機能を付与できれば、どのようなものでも良い。
【００４７】
次に、ダイクロイックミラー５２は、光路調整部３８を構成するもので、青色ＬＤ３４から出射された青色励起光を透過し、赤外ＬＤ３６から出射された赤外光を直交する方向に反射して、赤外光の光路を青色励起光の光路と一致させる半透過半反射鏡であり、図示例では、青色ＬＤ３４からの青色励起光の出射光路上であって、青色ＬＤ３４からの青色励起光と赤外ＬＤ３６からの赤外光とが交差する位置に配置される。なお、このダイクロイックミラー５２は、図示例のものに限定されず、青色ＬＤ３４から出射された青色励起光を反射し、赤外ＬＤ３６から出射された赤外光を透過して、赤外光の光路を青色励起光の光路と一致させるものであっても良い。
コリメータレンズ５４ａおよび５４ｂは、光路調整部３８を構成するもので、青色ＬＤ３４からの青色励起光と赤外ＬＤ３６からの赤外光とをそれぞれダイクロイックミラー５２の入射面に集光させるもので、凸レンズからなるものである。
また、集光レンズ５５も、光路調整部３８を構成するもので、ダイクロイックミラー５２から出射される青色励起光と赤外光とを光ファイバ４０の入射面に集光させるもので、凸レンズからなるものである。
【００４８】
保持端部５６は、発光部５８を構成するもので、光ファイバ４０の先端部を支持し、この先端部に蛍光体部４８を取り付けるためのものである。
発光部５８は、光ファイバ４０の先端部、蛍光体部４８および保持端部５６からなり、蛍光体部４８で白色光を発光させて出射させ、かつ赤外光も出射させるものである。
なお、光源制御器４２は、青色ＬＤ３４および赤外ＬＤ３６とを時系列的に発光させるように制御するものである。
本発明の光源装置５０においては、青色ＬＤ３４をＯＮすると、ダイクロイックミラー５２と光ファイバ４０の入射面に集光させるコリメーターレンズ５４ａおよび５４ｂならびに集光レンズ５５を通って、光ファイバ４０の先端の蛍光体部４８に達する。この時、青色励起光と蛍光体部４８内の蛍光体からの黄色〜赤色の光により、白色光となる。必要に応じて赤外ＬＤ３６を点灯させて赤外光を出射させる。
【００４９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明の光源装置を用いる本発明の内視鏡システムの他の実施例（第２実施形態）を示す模式的断面図である。図５は、図４に示す内視鏡システムに用いられる本発明の光源装置の詳細を示す模式図である。図６および図７は、それぞれ図５に示す光源装置に用いられる青色発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）および赤外ＬＥＤの一実施例の模式的断面図である。
図４に示す内視鏡システム１０ａは、図１に示す内視鏡システム１０と、制御装置の光源部の構成が異なる点および内視鏡の先端部に蛍光体部を備えていない点を除いて、同様な構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略し、主に相違する点について説明する。
【００５０】
図４に示す内視鏡システム１０ａは、内視鏡１２ａと制御装置１４ａとを有している。
内視鏡１２ａの挿入部１６の先端部２８において、光ファイバ４０の先端に蛍光体部を備えておらず、光ファイバ４０の先端部は、直接内視鏡１２ａの先端部２８の先端の照射口３０に繋がっている。
制御装置１４ａは、白色光と赤外光とを射出する光源ユニット６２および光源ユニット６２から時系列的に白色光と赤外光とを出射させるように制御する光源制御器６４を備える光源部６１と、プロセッサ４４とを有する。
なお、光源ユニット６２および光源制御器６４を備える光源部６１と、光ファイバ４０とは、本発明の光源装置６０を構成する。
【００５１】
図５に具体的に示すように、光源ユニット６２は、凹部６５が形成された共通基板６６と、凹部６５にそれぞれ接着剤６８によって固定された青色ＬＥＤ７０および赤外ＬＥＤ７２と、凹部６５内の青色ＬＥＤ７０および赤外ＬＥＤ７２を、蛍光体が混入された蛍光体入り樹脂によって封止領域に封止した樹脂封止部７４とを備える。
ここで、赤外ＬＥＤ７２の裏面側は金層６９が形成されており、金層６９が接着剤６８によって共通基板６６の凹部６５に固定される。
共通基板６６の凹部６５の両側上面には、絶縁膜７５を介して下部電極となる銅箔層７６、銅箔層７６に対して開口するようにその上に絶縁層となるレジスト層７７、その上に銅箔層７８が形成されている。
青色ＬＥＤ７０の下部電極となるｎ側電極８４は銅箔層７６に、上部電極となるＰ側電極９０は銅箔層７８に、金ワイヤー７９によってボンディングされている。
また、赤外ＬＥＤ７２の下部電極となるＰ側電極９１は銅箔層７６に、上部電極となるＰ側電極９８は銅箔層７８に、金ワイヤー７９によってボンディングされている。
【００５２】
本実施形態においては、複数のＬＥＤチップ、図示例では、青色ＬＥＤ７０および赤外ＬＥＤ７２を共通基板６６の同一箇所（凹部６５）に同一に実装し、蛍光体を含む同じ樹脂で封止することにより、実装面積を小さくできる。
図１０に示す従来の従来の素子（光源装置１６０）では、蛍光体入り樹脂を使用する青色ＬＥＤ１６８と、蛍光体を励起しない赤外ＬＥＤ１７２とを別々に実装封止していたため、実装面積が大きくなっていたが、本実施形態のように、青色ＬＥＤ７０と赤外ＬＥＤ７２とを同一に実装した場合には、従来の素子に比較して実装面積を小さくできる。
なお、光源制御器６４は、第１実施形態の光源制御器４２と同様に、青色ＬＥＤ７０および赤外ＬＥＤ７２とを時系列的に発光させるように制御する。
【００５３】
青色ＬＥＤ７０は、励起光光源となるＬＥＤ光源（半導体発光素子）であり、青色励起光を射出する。また、青色ＬＥＤ７０は、本発明の第１の発光素子に相当し、青色励起光は、第１の波長で発光する励起光に相当する。
青色ＬＥＤ７０としては、例えば、波長４４０〜４６０ｎｍの青色ＬＥＤ光源を用いることができ、樹脂封止部７４の樹脂に混入された蛍光体としては、例えば、ＹＡＧ（ＹＡＧ：Ｃｅ）（蛍光波長５３０〜５８０ｎｍ）系の黄色蛍光体を用いることができる。
このような青色ＬＥＤ光源からの青光を励起光として、このような樹脂封止部７４の蛍光体を励起すると、樹脂封止部７４からは、樹脂封止部７４の蛍光体によって変換された黄色または黄色から赤色にわたる蛍光と樹脂封止部７４を透過した青色の励起光とが出射される。この２種類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。したがって、青色ＬＥＤ７０と蛍光体が混入された樹脂封止部７４とは、青色光励起白色ＬＥＤを構成する。
【００５４】
一方、赤外ＬＥＤ７２は、励起光光源となるＬＥＤ光源（半導体発光素子）であり、赤外光を射出する。また、また、赤外ＬＥＤ７２は、本発明の第２の発光素子に相当し、赤外光は、青色励起光の第１の波長と異なる第２の波長で発光する光に相当する。
赤外ＬＥＤ７２としては、例えば、波長７８０ｎｍの赤外ＬＥＤ光源を用いることができる。この赤外ＬＥＤ光源から射出された赤外光は、樹脂封止部７４内の蛍光体をあまり励起せず、樹脂封止部７４内の蛍光体によって変換される蛍光も少なく、その殆どがそのまま樹脂封止部７４を通過する。
【００５５】
また、青色ＬＥＤ７０からの青色励起光が励起する蛍光体が混入された樹脂封止部７４は、第３の発光素子に相当し、白色光または擬似白色光は、青色励起光によって励起された樹脂封止部７４で波長変換されて、樹脂封止部７４から出射される第１の波長と異なる発光波長で第１の蛍光に相当する。
すなわち、青色ＬＥＤ７０と蛍光体入り樹脂からなる樹脂封止部７４とは、白色（または擬似白色）ＬＥＤを構成し、樹脂封止部７４から白色光（または擬似白色光）を出射する。また、赤外ＬＥＤ７２は、赤外光を出射し、樹脂封止部７４をそのまま通過させ、赤外光を外部に出射する。
【００５６】
本実施形態においては、青色ＬＥＤ７０として、上述した青色ＬＥＤ３４と同様に、波長４００〜５５０ｎｍ、好ましくは４００〜５００ｎｍの従来公知の青紫〜青色ＬＥＤ光源を用いることができる。
また、本実施形態においては、赤外ＬＥＤ７２として、上述した赤外ＬＥＤ３６と同様に、波長６３０ｎｍ以上、好ましくは６３０〜８００ｎｍ、より好ましくは６５０〜８００ｎｍの従来公知の赤〜赤外ＬＥＤ光源を用いることができる。
また、本実施形態においては、樹脂封止部７４に混入させる蛍光体として、蛍光体部４８内の蛍光体と同様に、青色光励起緑−黄色蛍光体（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋（蛍光波長５００〜５８０ｎｍ）、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋，Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３０１２：Ｃｅ３＋、青色光励起赤色蛍光体（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋等を用いることができる。
【００５７】
本実施形態においては、赤外光によって励起されて蛍光体入り樹脂からなる樹脂封止部７４から発光する蛍光（本発明の第２の蛍光）は、青色励起光によって励起されて樹脂封止部７４から発光する蛍光（本発明の第１の蛍光）の１／１０以下である必要があり、好ましくは１／１００以下であるのが良く、より好ましくは、１／１００００以下であるのが良く。最も好ましくは、本発明の第２の蛍光は、本発明の第１の蛍光に対して実質的に無視できるのが良い。すなわち、最も好ましくは、樹脂封止部７４を通過する赤外光は、樹脂封止部７４内の蛍光体に吸収されることもなく、また、波長変換されることもなく、樹脂封止部７４を通過してそのまま出射されるのが良い。
なお、樹脂封止部７４は、その蛍光体が青色励起光によって励起され、青色励起光を波長変換して蛍光を発光し、白色光または擬似白色光として出射する。この際、波長変換された蛍光と青色励起光とが混合された光が、白色光または擬似白色光であっても良いが、波長変換された蛍光自体が、白色光または擬似白色光であっても良い。
【００５８】
ここで、樹脂封止部７４は、蛍光体入り樹脂を構成する、固定、固化用樹脂との屈折率差を考慮し、蛍光体そのものと充填剤に対する粒径を赤外域に対して吸収が小さく、かつ散乱が大きい材料系で構成することにより、赤や赤外域の光に対して散乱させる効果を追加したものであるのが良い。こうすることにより、図１０に示す従来の光源装置１６０のように、赤外光を出射する赤外ＬＥＤ１７２を、青色励起光を出射する青色ＬＥＤ１６８とは分離して蛍光体が入らない樹脂で封止する必要性を無くすことができる。すなわち、樹脂封止部７４の蛍光体入り樹脂を構成する蛍光体ガラスや骨材、バインダなどを適切に選択することにより、蛍光体に、赤色光や赤外光に対して散乱体として光の拡がり角を拡げる働きを付与することができる。これにより、ＬＥＤ光源を用いた場合に、その可干渉性により生じるスペックルなど、撮像の障害となる現象を防ぐことができる。
なお、本実施形態の好ましい特徴の１つは、赤外光を通す時に樹脂封止部７４内の蛍光体を散乱体として用いることができるということである。
【００５９】
また、図示例では、本発明の第１の発光素子として青色ＬＥＤ７０を用い、本発明の第２の発光素子として赤外ＬＥＤ７２を用い、本発明の第３の発光素子として、青色ＬＥＤ７０からの青色励起光によって白色光となる蛍光を発する蛍光体入り樹脂で封止された樹脂封止部７４を用いているが、本発明はこれに限定されず、第１および第２の発光素子として、波長の異なる２つのＬＥＤ光源を用い、また、一方のＬＥＤ光源からの励起光によって励起される蛍光体入り樹脂で封止された樹脂封止部を備える第３の発光源を用い、第３の発光源から励起光と異なる波長の蛍光を発光させることができ、他方のＬＥＤ光源からの光によって励起される蛍光体入り樹脂で封止された樹脂封止部から発光する蛍光が第３の発光源からの蛍光の１／１０以下であれば、いかなるＬＥＤ光源を用いても良いし、いかなる蛍光体入り樹脂を用いても良い。
なお、本実施形態における青色ＬＥＤ７０、赤外ＬＥＤ７２および樹脂封止部７４に混入させる蛍光体は、上述した第１実施形態における青色ＬＥＤ３４、赤外ＬＥＤ３６および蛍光体部４８内の蛍光体と同様に機能を有し、同様な効果を奏するものを用いることができる。
【００６０】
次に、図６および図７を参照して、青色ＬＥＤ７０および赤外ＬＥＤ７２の一実施例の構成について説明する。
図６に示すように、青色ＬＥＤ７０は、サファイア基板８０と、その上に形成された窒化アルミニウム（以下、ＡｌＮとする）バッファ層８１と、その上に形成されたノンドープ窒化ガリウム（以下、ＧａＮとする）層８２と、その上に形成されたＳｉドープｎ型ＧａＮ層８３と、その上の一部に形成された下部電極となるｎ側電極８４と、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層８３の残りの上部に形成されたＳｉとＭｇとを適当量ドープしたＧａＮ量子井戸バリヤ層、発光層であるインジュウムガリウムナイトライド（以下、ＩｎＧａＮとする）層を積層して形成した単一量子井戸層（ＧａＮ／ＩｎＧａＮ発光層／ＧａＮキャリア閉じ込め層）８５と、その上に形成されたＭｇドープｐ型ＡｌＧａＮキャリヤブロック層８６と、その上に形成されたＭｇを高濃度にドープしたｐ−ＧａＮ層８８と、その上に形成されたｐ側ＩＴＯ電極膜８９と、その上に形成された上部電極となるＰ側電極９０とを備える層構造を有する。
【００６１】
このような青色（または緑色）ＬＥＤ７０は、以下の作製方法によって作製することができる。
まず、サファイア基板を準備し、準備したサファイア基板を前処理し、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により、ＡｌＮバッファ層、次に、Ｓｉドープｎ−ＧａＮ）層、さらに次に、ＳｉとＭｇとを適当量ドープしたＧａＮ量子井戸バリヤ層と、発光層であるＩｎＧａＮ層を積層し、単一量子井戸層を形成する。
次に、Ｍｇドープｐ型ＡｌＧａＮキャリヤブロック層とＭｇを高濃度にドープしたｐ−ＧａＮ層を成長させ、ＬＥＤウエハを作製することができる。この後、ｐ型キャリヤの活性化処理を行い、フォトリソグラフィと電極形成のためのＩＴＯ膜やワイヤーボンディング用金属電極蒸着工程、エッチング工程を繰り返し、通常のＬＥＤウエハが作製される。
その後、チップ分離のために各々のチップ間にダイヤモンドスクライブにより傷入れを行い、ブレーキング装置により壁開を行い、素子分離が完了する。
こうして、青色（または緑色）ＬＥＤ７０を作製することができる。
【００６２】
図７に示すように、赤外ＬＥＤ７２は、下部電極となるＰ側電極９１と、その上に形成されたｐ型ＧａＰ基板９２と、その上に接着層９３を介して接着されたＺｎドープｐ型ＡｌＧａＡｓキャリヤブロックかつ電極コンタクト層（ｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層）９４と、その上に形成されたＭｇを適当量ドープしたＡｌＧａＡｓ発光層（ｐ−ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ発光層）９５と（ｘ＞ｙアルミニウム組成）、Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＡｓ層（ｎ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層）９６と、その上に形成されたｐ側ＩＴＯ電極膜９７と、その上に形成された上部電極となるＰ側電極９８とを備える層構造を有する。
【００６３】
このような赤外ＬＥＤ７２は、以下のようにして作製することができる。
まず、ＧａＡｓ基板を準備し、準備したＧａＡｓ基板を上に有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により、Ｓｉドープｎ−ＧａＡｓバッファ層、次に、Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＡｓ層（ｎ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層）、次に、Ｍｇを適当量ドープしたＡｌＧａＡｓ発光層（ｐ−ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ発光層）を積層して形成する。
次に、Ｚｎドープｐ型ＡｌＧａＡｓキャリヤブロックかつ電極コンタクト層（ｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層）を成長させる。その後、ｐ側ＡｌＧａＡｓ層（ｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層）とｐ型ＧａＰ基板を接着し、ｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層の成長に使用したＧａＡｓ基板を取り去る。
青色（または緑色）ＬＥＤ７０の場合と同様に、フォトリソグラフィ工程とＩＴＯ膜形成工程、金属電極蒸着工程、エッチング工程を繰り返し、通常のＬＥＤウエハが作製される。
その後、チップ分離のために各々のチップ間にダイヤモンドスクライブにより傷入れを行い、ブレーキング装置により劈開を行い、素子分離が完了する。
こうして、赤外ＬＥＤ７２を作製することができる。
【００６４】
以上、本発明の光源装置およびこれを用いる内視鏡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。
例えば、本発明の光源装置は、例えば、以下のような内視鏡および内視鏡以外の用途にも適用することができる。
１．内視鏡、血管観察、血流測定、赤外蛍光
２．脳神経外科、整形外科、耳鼻咽喉科、サージカルナビゲーション（例えば、メドトロニックソファモアダネック社の製品のようなサージカルナビゲーション）
３．術中の赤外による血管観察（例えば、NOVADQ社SPYシステムのような術中の赤外による血管観察システム）
４．指の血管、血流量観察システムの光源
５．動物の薬物動態観察システム（赤外蛍光）
６．歯科、矯正歯科の咬筋酸素動態の測定、義歯プラスチックの判別
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の光源装置を用いる本発明の内視鏡システムの一実施例（第１実施例）を示す模式的断面図である。
【図２】図１に示す内視鏡システムに用いられる本発明の光源装置の一実施例の詳細を示す模式図である。
【図３】図２に示す光源装置に用いられる光ファイバの一実施例を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の光源装置を用いる本発明の内視鏡システムの他の実施例（第２実施例）を示す模式的断面図である。
【図５】図４に示す内視鏡システムに用いられる本発明の光源装置の他の実施例の詳細を示す模式的断面図である。
【図６】図５に示す光源装置に用いられる青色発光ダイオード（ＬＥＤ）の一実施例の模式的断面図である。
【図７】図５に示す光源装置に用いられる赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）の一実施例の模式的断面図である。
【図８】従来の内視鏡システムを示す模式的断面図である。
【図９】図８に示す内視鏡システムに用いられる従来の光源装置の詳細を示す模式的断面図である。
【図１０】従来の光源装置の他の例を詳細を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０、１０ａ、１００  内視鏡システム
１２、１２ａ、１０２  内視鏡
１４、１４ａ、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、１２２  照射口
３２、１２４  撮像素子（ＣＣＤ）
３４、１２６  青色レーザダイオード（ＬＤ）
３６、１２８  赤外レーザダイオード（ＬＤ）
３８  光路調整部
４０、１３４，１３６  光ファイバ
４０ａ  コア
４０ｂ  クラッド
４０ｃ  ハードクラッド
４０ｄ  補強材
４０ｅ  テフロン（登録商標）被覆
４２、６４、１３０  光源制御部
４４，１３２  プロセッサ
４６、１３８  スコープケーブル
４８、１２０  蛍光体部
５０、６０、１４０、１６０  光源装置
５１、６１  光源部
５２  ダイクロイックミラー
５４ａ、５４ｂ、１４２、１４８  コリメータレンズ
５５  集光レンズ
５６、１４４  保持端部
５８、１４６  発光部
６２  光源ユニット
６５、１６２，１６３  凹部
６６、１６４  共通基板
６８、１６６  接着剤
６９  金層
７０、１６８  青色発光ダイオード（ＬＥＤ）
７２、１７２  赤外ＬＥＤ
７４、１７０、１７４  樹脂封止部
７５  絶縁膜
７６、７８  銅箔層
７７  レジスト層
７９  金ワイヤ
８０  サファイア基板
８１  窒化アルミニウム（ＡｌＮ）バッファ層
８２  ノンドープ窒化ガリウム（ＧａＮ）層
８３  Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層
８４  ｎ側電極
８５  単一量子井戸層（ＧａＮ／ＩｎＧａＮ発光層／ＧａＮキャリア閉じ込め層）
８６  Ｍｇドープｐ型ＡｌＧａＮキャリヤブロック層
８８  ｐ−ＧａＮ層
８９、９７  ｐ側ＩＴＯ電極膜
９０、９１、９８  Ｐ側電極
９２  ｐ型ＧａＰ基板９２
９３  接着層
９４  ｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層
９５  ＡｌＧａＡｓ発光層（ｐ−ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ発光層）
９６  Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＡｓ層（ｎ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層）
１５０  凹レンズ
【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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