JP2015077335A

JP2015077335A - 光源装置

Info

Publication number: JP2015077335A
Application number: JP2013217264A
Authority: JP
Inventors: 菅野　哲生; Tetsuo Sugano; 哲生菅野; 浩実高尾; Hiromi Takao
Original assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2015-04-23
Also published as: DE102014105906A1; DE102014105906B4; US20150109759A1

Abstract

【課題】医療もしくは産業用として、必要な波長帯の光成分のみを、キセノンやフィルタなどを用いずに発光させ、術部など被写体自身だけでなく術者や観察者に対して有害でなくかつ高効率で高機能な光源装置を提供する。
【解決手段】波長帯域の異なる複数の発光部１〜４と、複数の発光部の各々の発光波長帯域を制限する波長制限部５〜８と、波長制限部の各出力を混合する混合部９と、複数の発光部の各々の発光出力を制御して必要な波長帯域のみを発光させる制御部１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、医療用もしくは産業用の光源装置に関するものであり、特に、必要な波長帯の光成分のみを発光させる光源装置に関する。

例えば、体腔内の組織を観察する内視鏡システムに使用される従来の光源としては、キセノン光源が広く知られており、高輝度であるとともに発光波長も非常に広帯域な特性を持つ。このため、可視光源だけでなく、蛍光画像観察用光源としての応用も可能であり、光学フィルタとの組み合わせることによって必要な各波長に対応することで、広く利用されている。

また、最近では、ＬＥＤの高輝度化が進み、懐中電灯から住宅用照明・信号機など、民生用から産業用途まで広く使用されている。これに加え、実験用高輝度光源など光源の分野にも利用されつつある。さらに、特定波長の発光が可能なレーザー光の利点を生かした特殊用途の半導体レーザーを利用した光源が存在する。

一方、安定して安全な白色光を発光する可視光源として、キセノン光源に置き換わり得るものは、まだ検討段階にある。

従来技術としては、各種の蛍光物質に対応した励起光の照射が可能でかつ照明光から熱線を確実に除去することができる外部光源装置がある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１は、内部にキセノンランプを備え、このキセノンランプからの照明光を照射口を介して医療用の顕微鏡で観察する患部に照射する。そして、光源から照射口に至る照明光の内部光路中に、８０５ｎｍより大きく８１５ｎｍより小さい波長を閾値とし、閾値より長波長側の光束をカットする光学手段が固定されている。

また、別の従来技術としては、電子内視鏡装置の光源部の消費電力を低減し、発光面積を大きくすることなく発光量を増大させるものがある（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２は、発光スペクトルの異なる可視光範囲に対してＲＧＢ３つのＬＥＤを用い、このＬＥＤからの放射光をダイクロイックプリズムなどで１つの白色光に合成することで、発光面積を大きくすることなく光量の増大を可能にしている。

特開２００９−１４０８２７号公報特開２００７−６８６９９号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１のキセノン光源では、熱線対策のフィルタを使用しているが、近赤外の一部７００〜８００ｎｍを含むため、完全な対策ではない。すなわち、キセノンにて光源装置を構成した場合、高輝度・広帯域であるため、観察や手術・カメラ撮像などの観点では有利である。

しかしながら、被写体や術者・観察者の観点では、不要な熱線成分である近赤外光とともに、網膜や皮膚に悪影響のある紫外線成分など、不要な波長帯成分を多く含んでいる。このため、長時間の使用自体が困難であり、また、使用に当たってはメガネや熱線対策など特別な対応が必要であり、高輝度ではありながら、その利点を十分に活かせていない。

また、医療用もしくは産業用において、蛍光画像観察に使用される光源の場合、キセノンの広帯域を利用して、必要な波長のみを光学フィルタにて透過させる構造のものが存在する。しかしながら、高輝度・広帯域から狭帯域へのフィルタリングを行っているため、フィルタ部分で熱が発生し、分光特性が安定せず、発光効率も悪いものとなる。

また、寿命の観点では、キセノンは、約５００Ｈｒで輝度が半減するもので、半導体光源に比べて短寿命である。従って、常に高輝度を維持するためには、頻繁にランプを交換する必要があった。さらに、キセノンは、発光状態の自動検知が困難なため、寿命によるランプ切れ前の予防交換が必要となり、保守メンテナンスに問題があった。

一方、特許文献２の場合には、ＬＥＤ自体の発光帯域特性を制限しておらず、必要な波長帯の光成分のみを取り出すことができない。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、必要な波長帯の光成分のみを、キセノンやフィルタなどを用いずに発光させることができる光源装置を得ることを目的とする。

本発明に係る光源装置は、波長帯域の異なる複数の発光部と、複数の発光部の各々の発光波長帯域を制限する波長制限部と、波長制限部の各出力を混合する混合部と、複数の発光部の各々の発光出力を制御して必要な波長帯域のみを発光させる制御部とを備えるものである。

本発明によれば、複数の発光部の各々の発光出力を制御して必要な波長帯域のみを発光させ、その他の発光波長の帯域を制限することで、人体に有害な不要な波長の光成分を抑制でき、被写体や術者・観察者に対しての悪影響を抑えた上で、必要な波長帯の光成分のみを、キセノンやフィルタなどを用いずに発光させることができる光源装置を得ることができる。

本発明に係る光源装置の実施の形態１を示すブロック図である。本発明に係る光源装置の実施の形態１における光源全体の分光特性図である。図１に示した光学装置において、特に光学系混合部の具体例を示したブロック図である。本発明に係る光源装置の実施の形態１におけるＬＥＤ発光部の分光特性図である。本発明に係る光源装置の実施の形態２を示すブロック図である。本発明に係る光源装置の実施の形態２における光源全体の分光特性図である。本発明に係る光源装置の実施の形態２におけるレーザー発光部の温度による発光波長制御特性図である。本発明に係る光源装置の実施の形態２におけるレーザー発光部の電流による発光強度特性図である。本発明に係る光源装置の実施の形態２における、特に各レーザー発光部の具体例を示したブロック図である。

以下、本発明に係る光源装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１〜図４は、本発明に係る光源装置の実施の形態１を示したもので、図１は、その全体構成例を示し、図２は、光源全体の分光特性例を示し、図３は、光学系混合部構成例を示し、そして、図４は、ＬＥＤ発光特性を示している。

まず、図１について説明すると、図１は、光源の発光素子にＬＥＤを用いた装置構成例である。制御部１０にて発光出力を制御される複数のＬＥＤ発光部１〜４の出力は、光学的にそれぞれの出力波長を制限するＢＰＦ(バンドパスフィルタ)５〜８を介して、それらの出力を混合する光学系混合部９へ送られ混合された後、その混合光を外部へ取り出すための光ファイバー１１へ出力される。各回路の電源は、電源部１２から供給されている。

次に、図２の光源全体の分光特性例について説明する。ＬＥＤ発光部１〜４の出力は、それぞれ分光特性２０〜２３を有する。つまり、ＬＥＤ発光部１〜３は、分光特性２０〜２２に相当し、可視領域２４の４００〜７００ｎｍ範囲内にある。ＬＥＤ発光部４では、分光特性２３の７８０ｎｍ近辺を発光する。１つの発光部で１つの波長帯を発光する構成である。

次に、図１に示した光学系混合部９の具体例を、図３により説明する。光学ミラー３０は、ＬＥＤ発光部１の出力光を反射する。光学ミラー３１は、ＬＥＤ発光部２の出力光を透過する。光学ミラー３２は、ＬＥＤ発光部１と２の出力光を透過する。光学ミラー３３と３４は、それぞれＬＥＤ発光部３と４の出力光を反射する。光学ミラー３５は、発光部１〜３の出力光を透過する。そして、光学ミラー３４と３５の出力光は、集光レンズ３６で集められて、光ファイバー１１へ送られる。

次に、図１に示したＬＥＤ発光部１〜４の分光特性例について、図４により説明する。ＬＥＤ分光特性４０は、ＬＥＤ単独の発光波長特性を示す。このようなＬＥＤ分光特性４０に対して、ＢＰＦ特性４１のような光学フィルタを出力側に挿入することで、紫外線領域４２をカットするように、発光波長の帯域を制限している。なお、図４は、図２の分光特性２０〜２３の内の個々の特性を代表的に示したものである。

次に、本実施の形態１による動作につき、図１〜図４を使って説明する。
まず、電源が投入されると、電源部１２から、制御部１０など必要部分に電源が供給され、光源として動作可能な状態となる。制御部１０は、まず、ＬＥＤ発光部１のＬＥＤを発光させるために、電源供給ととともに駆動制御を行う。

ＬＥＤ発光部１は、定格の電源供給にて、４５０±５０ｎｍ（半値幅）の波長で発光する。このとき、４５０±５０ｎｍでの発光では、波長帯域幅として青色より短波長である紫外線領域を多く含むことになる。そこで、可視光源として必要な青色成分を取り出す目的で、図４に示すＢＰＦ特性４１（４５０±２ｎｍ）を持つＢＰＦ５を光学的に挿入することで、ＬＥＤ発光部１に対して波長帯域制限を行う。

このように、ＬＥＤ発光部１とＢＰＦ５により、４５０±２ｎｍの波長と帯域が制限された発光が行われる。この波長は、青色であり、後に赤と緑とともに合成され可視光源を成す。

さらに、制御部１０は、上記と同様に、ＬＥＤ発光部２〜４のＬＥＤを発光させるために、各部に電源供給を行う。それぞれのＬＥＤ発光部は、半値幅がおよそ±５０ｎｍであり、ＬＥＤ発光部１と同様、光学フィルタにて帯域制限を行う必要がある。

図１にて、ＬＥＤ発光部２は、ＢＰＦ６、ＬＥＤ発光部３は、ＢＰＦ７、ＬＥＤ発光部４は、ＢＰＦ８が、それぞれ光学的に挿入され、各発光波長の帯域が、次のように制限される。
ＬＥＤ発光部２：定格の電源供給とＢＰＦ６にて５５０±２ｎｍの波長
ＬＥＤ発光部３：定格の電源供給とＢＰＦ７にて６５０±２ｎｍの波長
ＬＥＤ発光部４：定格の電源供給とＢＰＦ８にて７８０±２ｎｍの波長

これらそれぞれのＬＥＤ発光部の光は、図３に示した光学系混合部９の概略ブロック図の説明のとおり、ある帯域の波長を透過し、ある波長を反射する特殊ミラーの組み合わせによって、４つの波長が混合され、集光レンズ３６を介して光ファイバー１１に集められ、光源として必要とされる外部機器利用のために、光源装置本体から出力される。光ファイバー１１は、できるだけ効率よく光が利用されるよう、専用アタッチメント（図示せず）を介して、この光源の光を必要とする外部機器に接続されている。

上記のとおり、光源として４つの発光波長を持つ構成になっているが、通常の可視光源としての運用時は、ＬＥＤ発光部１〜３のみを発光させ、ＬＥＤ発光部４の発光を停止させるよう、制御部１０が制御を行う。

インドシアニングリーン蛍光血管造影剤使用での蛍光観察時は、ユーザ操作にて観察モードを切り替えることで、制御部１０がＬＥＤ発光部４を制御し、ＢＰＦ８を通して７８０±２ｎｍの波長が発光される。

図１〜図４を用いて例示したように、本実施の形態１における光源装置は、運用目的に応じて、必要な発光部を適宜選択して発光させるような構成を有している。そして、このような構成を有することで、目や皮膚に有害な紫外線領域や熱線として影響のある近赤外線領域など、不必要な光を発生させず、管理・制御された波長帯域の光を選択発光可能な、高精度で高効率な光源を実現することができる。

発光素子は、各波長で１個のみを使用してもよいが、１つのＬＥＤ発光部に発光素子を複数保有してもよいことは言うまでもない。制御部１０は、通常状態では、通常用いられる発光素子を発光させるが、これが何らかの理由で発光しなくなった場合、予備の発光素子に切り替えるよう制御する。

このとき、ＬＥＤ発光素子毎に検知回路を備えておくことで、検知回路にて電流がある値以下であったとき、発光が止まっている可能性が高いと判断できる。そこで、制御部１０は、この情報を元に、自己診断として、ユーザに対して発光素子の寿命が来たことを何らかの方法で告知すると同時に、通常の発光素子から予備の発光素子へ切り替えて、光源としての発光を継続させることができる。

なお、自己診断機能としては、検知回路にて電流の経年変化を読み取ることで実現できる。具体的には、制御部１０は、発光素子を使用中に、徐々に電流が下がり、検知回路で読み取った電流が、ある値まで落ちたところで発光停止が近いとして、事前に異常を検知することができる。

なお、ＬＥＤ発光部の発光波長は、必要とされる波長であればいずれであってもよい。つまり、ＬＥＤ発光部１は、４５０ｎｍでなくても、可視光としての青色を構成できるものを選択すれば、４４０ｎｍでも４６０ｎｍであってもよい。また、波長帯域幅に関しても、必要とされる範囲によって決めればよく、上記のように±２ｎｍでなくても、例えば、人体へ影響がない範囲であれば、±１０ｎｍ程度であっても構わない。

また、蛍光血管造影剤の励起光波長を発光する発光部も、同様にいずれの波長帯域であってもよい。つまり、ＬＥＤ発光部４が７８０±２ｎｍでなくとも、例えば、励起効率のピーク付近の８００ｎｍ±５ｎｍであっても構わない。また、インドシアニングリーン用でなくとも、他の蛍光血管造影剤の励起光波長、例えば、フルオレセインの４９０ｎｍ近辺や、５ＡＬＡの４００ｎｍ周辺などであっても全く問題ない。

さらに、可視光を構成する波長と蛍光血管造影剤の励起光波長とを共用してもよい。例えば、ＬＥＤ発光部１の青色をフルオレセイン蛍光血管造影剤の励起光周辺である４９０ｎｍとし、可視光照明としての使用時には、ＬＥＤ発光部２およびＬＥＤ発光部３とともにＬＥＤ発光部１を発光させることで、可視の白色光を発生させることができる。一方、蛍光血管造影観察時は、ＬＥＤ発光部１のみを発光させることで、目的に応じて発光部を効率的に利用できる。これらの動作は、いずれも、制御部１０が、その発光制御を行うことで実現している。

また、利用される発光素子は、ＬＥＤや半導体レーザーに限らない。波長と帯域が制御・制限可能なものであれば、他のレーザー素子や発光素子であってもよい。

実施の形態２．
先の実施の形態１では、光源の発光素子として、ＬＥＤを用いる場合について説明した。これに対して、本実施の形態２では、光源の発光素子に半導体レーザーを用いる場合について説明する。

図５〜図９は、本発明に係る光源装置の実施の形態２を示したもので、図５は、その全体構成例を示し、図６は、光源全体の分光特性例を示し、図７は、温度による発光波長制御特性例を示し、図８は、本発明の電流による発光強度特性例を示し、そして、図９は、波長単位でのレーザー発光部の構成例を示している。

まず、図５について説明すると、図５は、光源の発光素子に半導体レーザーを用いた装置構成例である。具体的には、本実施の形態２における光源装置は、レーザー発光制御部６０と複数のレーザー駆動部５０〜５３と、複数のレーザー発光部５４〜５７と、複数のレーザー光ファイバー５８、レーザー光混合用ロッドインテグレータ５９と、レーザー用電源部６１とで構成されている。

次に、図６の光源全体の分光特性例について説明する。レーザー発光部５４〜５７の出力は、それぞれレーザー分光特性７０〜７３を持つ。レーザー発光部５４〜５６が有するレーザー分光特性は、それぞれ分光特性７０〜７２に相当し、可視領域２４の４００〜７００ｎｍ範囲内にあり、通常の可視光光源として動作するものである。

一方、レーザー発光部５７は、例えば、分光特性７３の７８０ｎｍの波長を有し、特殊用途に応じた波長光を発光するものである。このように、レーザー発光部５４〜５７は、１つの発光部で１つの波長帯を発光する構成である。

次に、図７を用いて、温度による発光波長制御特性について説明する。この図７は、半導体レーザーの波長特性例を示しており、発光波長制御特性例８０は、温度がＴａ以上となることで、発光波長が長くなる特性を有している。従って、本実施の形態２では、温度に依存したこのような発光波長制御特性例８０を利用して、光源としての発光波長の制御と制限を行うことができる。

次に、図８を用いて、電流による発光強度特性例について説明する。この図８は、半導体レーザーの発光特性例を示しており、発光強度特性例８１は、順方向電流に応じた相対発光強度を有している。従って、本実施の形態２では、順方向電流に対応するこのような発光強度特性例８１を利用して、電流の検出結果から、光源としての発光状態を検知することができる。

次に、図９を用いて、各レーザー発光部毎の具体的な構成例について説明する。図９では、一例として、レーザー駆動部５０とレーザー発光部５４の内部構成が示されている。レーザー駆動部５０は、主に、発光素子駆動回路８５と、２つの検知回路８６ａ、８６ｂとで構成されている。また、レーザー発光部５４は、主に、２つの発光素子８７ａ、８７ｂとともに、温度センサー９０と冷却装置９１を備えて構成されている。

発光素子８７ａと発光素子８７ｂは、光学的に光ファイバー８８ａと光ファイバー８８ｂのそれぞれを介して、光源光を出力する。通常運用状態では、レーザー発光制御部６０は、発光素子８７ａ側の半導体レーザーが発光するよう制御する。

次に、本実施の形態２による動作につき、図５〜図９を使って説明する。
まず、電源が投入されると、レーザー用電源部６１から、レーザー発光制御部６０など必要部分に電源が供給され、光源として動作可能な状態となる。レーザー発光制御部６０は、まず、レーザー発光部５４の半導体レーザーを発光させるために、レーザー駆動部５０に対して電源供給ととともに駆動制御を行う。

レーザー発光部５４は、定格の電源供給と温度制御にて４５０±２ｎｍの波長で発光する。レーザー発光制御部６０は、４５０±２ｎｍでのレーザー発光を維持させるため、検知回路８６ａによって検知された電流値が、図８の発光強度特性例８１に示す電流範囲Ａ〜Ｂ間のセンターＣ点の電流値となるように、駆動制御を行う。

半導体レーザーの発光とは、光による共振を伴うもので、ある閾値以上の電流が必要である。図８のＡ点が、この素子の閾値電流であり、レーザー発光制御部６０は、前述のとおり、発光維持のため、これ以上の電流であるセンターＣ点の電流値となるよう制御を行う。

さらに、レーザー発光制御部６０は、図７の温度に依存した発光波長制御特性例８０を利用して、４５０±２ｎｍの発光維持のための温度制御を行う。具体的には、レーザー発光制御部６０は、図９に示した温度センサー９０による検知に基づいて冷却装置９１を制御することにより、発光素子８７a、８７ｂが２０〜２５℃となるよう温度制御を行う。

半導体レーザーの発光波長は、素子を構成する物性とその構造によって決まるが、発光中は、温度に依存する。そのため、発光波長維持には、温度制御が必要である。

以上のように、レーザー発光制御部６０による駆動制御および温度制御により、４５０±２ｎｍのレーザー発光が維持される。この波長は、青色であり、後に赤と緑とともに合成され、可視光源を成す。

さらに、レーザー発光制御部６０は、上記と同様にレーザー発光部５５〜５７の半導体レーザーを発光させるために、レーザー駆動部５１〜５３に対して電源供給ととともに、次のような駆動制御を行う。
レーザー発光部５５：定格の電源供給と温度制御にて５５０±２ｎｍの波長
レーザー発光部５６：定格の電源供給と温度制御にて６５０±２ｎｍの波長
レーザー発光部５７：定格の電源供給と温度制御にて７８０±２ｎｍの波長

レーザー発光制御部６０は、それぞれのレーザー発光を維持させるため、検知回路８６ａによって検知された電流値が、図８の発光強度特性例８１に示す電流範囲Ａ〜Ｂ間のセンターＣ点の電流値となるように、駆動制御を行う。

さらに、レーザー発光制御部６０は、上述したように、図９に示した温度センサー９０による検知に基づいて冷却装置９１を制御することにより、発光素子８７a、８７ｂが２０〜２５℃となるよう温度制御を行う。この結果、４５０±２ｎｍの波長と同様に、５５０±２ｎｍと６５０±２ｎｍと７８０±２ｎｍの３波長のレーザー発光も、維持される。

なお、５５０±２ｎｍの緑色と、６５０±２ｎｍの赤色と、に説明した４５０±２ｎｍの青色の３波長は、可視光光源を構成する。

可視光光源を構成する３波長と、特殊用途の７８０ｎｍ±２ｎｍの波長を備えた４つの波長の光は、レーザー光ファイバー５８を介して、レーザー光混合用ロッドインテグレータ５９に集光される。レーザー光は、このロッドインテグレータ５９にて拡散させることで、コヒーレント性を無くして均一化され、自然光同様の特性に変換された後に、図６に示す分光特性を持つ光出力を得る。

それぞれのレーザー発光部５４〜５７の光は、前述の説明のとおり、レーザー光ファイバー５８からレーザー光混合用ロッドインテグレータ５９を介して、光源として必要する外部機器利用のために、光源装置本体から出力される。光ファイバー８８ａ、８８ｂは、できるだけ効率よく光が利用されるよう、専用アタッチメント（図示せず）を介して、この光源の光を必要とする外部機器に接続される。

上記のとおり、光源として４つの発光波長を持つ構成であるが、通常の可視光源としての運用時は、レーザー発光部５４〜５６のみ発光し、特殊用途としてのレーザー発光部５７は、発光させないよう、レーザー発光制御部６０が制御を行う。

図５〜図９を用いて例示したように、本実施の形態２における光源装置は、運用目的に応じて、必要な発光部を適宜選択発光させるような構成を有している。そして、このような構成を有することで、目や皮膚に有害な紫外線領域や熱線として影響のある近赤外線領域など、不必要な光を発生させず、管理・制御された波長帯域の光を選択発光可能な、高精度で高効率な光源を実現することができる。

発光素子は、各波長で１個のみを使用してもよいが、図９のように、レーザー発光部５４に発光素子を複数保有してもよいことは言うまでもない。レーザー発光制御部６０は、通常状態では、発光素子８７ａを発光させるが、これが何らかの理由で発光しなくなった場合、予備の発光素子８７ｂに切り替えるよう制御する。

このとき、レーザー発光素子毎に検知回路を備えておくことで、検知回路８６ａにて電流が閾値電流特性例のＡ点以下であったとき、発光が止まっている可能性が高いと判断できる。そこで、レーザー発光制御部６０は、この情報を元に、自己診断として、ユーザに対して発光素子の寿命が来たことを何らかの方法で告知すると同時に、発光素子８７ａから予備の発光素子８７ｂへ切り替えて、光源としての発光を継続させることができる。

なお、自己診断機能としては、検知回路にて電流の経年変化を読み取ることで実現できる。具体的には、制御部１０は、発光素子を使用中に、徐々に電流が下がり、検知回路で読み取った電流が、例えば、Ａ点よりも若干高い値まで落ちたところで発光停止が近いとして、事前に異常を検知することができる。

なお、発光部の発光波長は、必要とされる波長であればいずれであってもよい。つまり、レーザー発光部５４は、４５０ｎｍでなくても、可視光としての青色を構成できるものを選択すれば、４４０ｎｍでも４６０ｎｍであってもよい。また、波長帯域幅に関しても、必要とされる範囲によって決めればよく、上記のように±２ｎｍでなくても、例えば、人体へ影響がない範囲であれば、±１０ｎｍ程度であっても構わない。

また、蛍光血管造影剤の励起光波長を発光する発光部も、同様にいずれの波長帯域であってもよい。つまり、レーザー発光部５７が７８０±２ｎｍでなくとも、例えば、励起効率のピーク付近の８００ｎｍ±５ｎｍであっても構わない。また、インドシアニングリーン用でなくとも、他の蛍光血管造影剤の励起光波長、例えば、フルオレセインの４９０ｎｍ近辺や、５ＡＬＡの４００ｎｍ周辺などであっても全く問題ない。

さらに、可視光を構成する波長と蛍光血管造影剤の励起光波長とを共用してもよい。例えば、レーザー発光部５４の青色をフルオレセイン蛍光血管造影剤の励起光周辺である４９０ｎｍとし、可視光照明としての使用時には、レーザー発光部５５およびレーザー発光部５６とともにレーザー発光部５４を発光させることで、可視の白色光を発生させることができる。一方、蛍光血管造影観察時は、レーザー発光部５４のみを発光させることで、目的に応じて発光部を効率的に利用できる。これらの動作は、いずれも、レーザー発光制御部６０が、その発光制御を行うことで実現している。

また、利用される発光素子は、ＬＥＤや半導体レーザーに限らない。波長と帯域が制御・制限可能なものであれば、他のレーザー素子や発光素子であってもよいことは言うまでもない。

上述した実施の形態１、２に基づく本発明の効果をまとめると、以下のようになる。
複数の発光部の各々の発光出力を制御して必要な波長帯域のみを発光させ、その他の発光波長の帯域を制限することで、人体に有害な不要な波長の光成分を抑制でき、被写体や術者・観察者に対しての悪影響を抑えることができる。

また、少なくとも１つの発光部の発光波長帯域が、例えば、可視光帯域であり、この中には蛍光血管造影剤であるフルオレセインまたは５ＡＬＡの励起波長帯域を含み、可視光帯域以外には、例えば、蛍光血管造影剤であるインドシアニングリーン、フルオレセインまたは５ＡＬＡの励起波長帯域を含む、というように、必要な波長を必要とされる時に対応して発光可能である。このため、効率がよいとともに、被写体からの蛍光を得るために必要な励起光波長を、選択的に照射可能である。

また、発光部に半導体レーザーを使用することで、より高出力・高寿命で波長制限が容易な光源を得られる。

また、発光部にＬＥＤや半導体レーザーなど半導体デバイスを使用することで、発光状態を検知するなど、自己診断機能を実現することが可能である。

１〜４ＬＥＤ発光部、５〜８ＢＰＦ、９光学系混合部、１０制御部、１１光ファイバー、１２電源部、２０〜２３分光特性、２４可視領域、３０〜３５光学ミラー、３６集光レンズ、４０ＬＥＤ発光特性、４１ＢＰＦ特性、４２紫外線領域、５０〜５３レーザー駆動部、５４〜５７レーザー発光部、５８レーザー光ファイバー、５９レーザー光混合用ロッドインテグレータ、６０レーザー発光制御部、６１レーザー用電源部、７０〜７３レーザー分光特性、８０温度による発光波長制御特性、８１電流による発光強度制御特性、８５発光素子駆動回路、８６ａ、８６ｂ検知回路、８７ａ、８７ｂ発光素子、８８ａ、８８ｂ光ファイバー、９０温度センサー、９１冷却装置。

Claims

波長帯域の異なる複数の発光部と、
前記複数の発光部の各々の発光波長帯域を制限する波長制限部と、
前記波長制限部の各出力を混合する混合部と、
前記複数の発光部の各々の発光出力を制御して必要な波長帯域のみを発光させる制御部と
を備えた光源装置。
請求項１に記載の光源装置において、
前記発光部がＬＥＤを含み、前記波長制限部がＢＰＦである
光源装置。
請求項２に記載の光源装置において、
前記発光部が、複数個のＬＥＤと、対応するＬＥＤの異常を検知する検知回路とを有し、前記検知回路が前記ＬＥＤの異常を検知したとき、これを受けた前記制御部が通常のＬＥＤから予備のＬＥＤに切り替える
光源装置。
請求項１に記載の光源装置において、
前記発光部が、レーザー駆動部と、このレーザー駆動部によって駆動される半導体レーザー発光部とで構成され、前記波長制限部が、前記レーザー発光部の温度を検知する温度センサーと、この検知された温度に応じて前記レーザー駆動部によって制御され必要な波長に対応した温度に前記レーザー発光部を制御する冷却装置とで構成される
光源装置。
請求項４に記載の光源装置において、
前記レーザー駆動部が、前記レーザー発光部における発光素子の電流を検知して駆動電流制御を行う検知回路を含んでいる
光源装置。
請求項５に記載の光源装置において、
前記レーザー駆動部が少なくとも２個の前記検知回路を有し、前記レーザー発光部が、前記検知回路の各々に接続された少なくとも２個の発光素子を有し、一方が他方の予備を構成している
光源装置。
請求項１に記載の光源装置において、
少なくとも１つの発光部の発光波長帯域が可視光帯域である
光源装置。
請求項７に記載の光源装置において、
前記可視光帯域に、蛍光血管造影剤であるフルオレセインまたは５ＡＬＡの励起波長帯域を含む
光源装置。
請求項７に記載の光源装置において、
前記可視光帯域以外に、蛍光血管造影剤であるインドシアニングリーン、フルオレセインまたは５ＡＬＡの励起波長帯域を含む
光源装置。