JP2012209190A - Light source system, and light source unit as well as light conversion unit used for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源ユニットと光変換ユニットとを有する光源システム、並びに、その光源ユニット及び光変換ユニットに関する。 The present invention relates to a light source system having a light source unit and a light conversion unit, and to the light source unit and the light conversion unit.
特許文献１には、青色レーザ光源から射出されたレーザ光をライトガイドで先端まで導光し、先端に設けられた波長変換部材で波長変換する第１ユニットと、青色よりも短い波長のレーザ光源とライトガイドと波長変換部材とを用いた第２ユニットと、を組み合わせた発光装置が提案されている。特許文献１は、このような第１ユニットと第２ユニットの組み合わせにより、第１ユニット単体の場合と比較して演色性が向上すると述べている。
In
近年、内視鏡等の観察用の光源装置では、観察の目的に応じて、明るさやピーク波長、発光色すなわちスペクトル形状、放射角などを適切に選択することで、観察しようとするものの視認性を向上するなどの取組みが進められている。 In recent years, in an observation light source device such as an endoscope, visibility of an object to be observed is appropriately selected according to the purpose of observation by appropriately selecting brightness, peak wavelength, emission color, that is, spectrum shape, radiation angle, and the like. Efforts such as improving are promoted.
このような取組みに対し、上記特許文献１による光源装置では、目的に応じた光を得るためには、レーザ光源とライトガイドと波長変換部材とを用いたユニットを、その目的の光の数だけ用意する必要がある。しかし、多数のユニットを用意するのは、コストや保管場所などの観点から、実務上困難である。
In order to obtain light according to the purpose, the light source device according to
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、目的に応じた様々な光を放射可能な一つの光源システム、並びに、それに用いる光源ユニット及び光変換ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a single light source system capable of emitting various lights according to the purpose, and a light source unit and a light conversion unit used therefor.
本発明の光源ユニットの一態様は、
１次光を射出する１次光源と、
前記１次光の光学的性質を変換し、２次光を生成する光変換素子を含む光変換ユニットを着脱可能な、前記１次光の光路上に設けられた接続部と、
を具備することを特徴とする。
One aspect of the light source unit of the present invention is:
A primary light source that emits primary light;
A connection part provided on the optical path of the primary light, to which an optical conversion unit including a light conversion element that converts the optical properties of the primary light and generates secondary light is detachable;
It is characterized by comprising.
また、本発明の光源システムの一態様は、
本発明の光源ユニットの一態様と、
複数の光変換ユニットにより構成される光変換ユニット群と、
を具備し、
前記光変換ユニット群に属する光変換ユニットは全て、前記接続部により、前記光源ユニットと接続可能であることを特徴とする。
Also, one aspect of the light source system of the present invention is:
One aspect of the light source unit of the present invention,
A light conversion unit group composed of a plurality of light conversion units;
Comprising
All of the light conversion units belonging to the light conversion unit group can be connected to the light source unit through the connection portion.
また、本発明の光変換ユニットの一態様は、
１次光の光学的性質を変換し、２次光を生成する光変換素子と、
前記１次光を射出する１次光源を有する光源ユニットに対して着脱可能とする、前記１次光の光路上に設けられた接続部と、
を具備することを特徴とする。
Also, one aspect of the light conversion unit of the present invention is:
A light conversion element that converts the optical properties of the primary light and generates secondary light;
A connecting portion provided on an optical path of the primary light, which is detachable from a light source unit having a primary light source that emits the primary light;
It is characterized by comprising.
本発明によれば、様々な光源ユニットと様々な光変換ユニットとを接続可能であるので、目的とする光を放射する組み合わせを用いることで、目的に応じた様々な光を放射可能な一つの光源システム、並びに、それに用いる光源ユニット及び光変換ユニットを提供することができる。 According to the present invention, various light source units and various light conversion units can be connected. Therefore, by using a combination that emits target light, a single light that can emit various lights according to the purpose is provided. A light source system, and a light source unit and a light conversion unit used therefor can be provided.
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係る光源システムの構成を説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, the configuration of the light source system according to the first embodiment of the present invention will be described.
図１に示すように、本実施形態に係る光源システムは、複数の光源ユニット１００−１，１００−２により構成される光源ユニット群と、複数の光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３により構成される光変換ユニット群と、を有し、一つの光源ユニット１００−１または１００−２と、一つ光変換ユニット２００−１、２００−２または２００−３と、を組み合わせて使用する光源装置である。 As illustrated in FIG. 1, the light source system according to the present embodiment includes a light source unit group including a plurality of light source units 100-1 and 100-2 and a plurality of light conversion units 200-1, 200-2, and 200. A light conversion unit group composed of -3, and one light source unit 100-1 or 100-2 and one light conversion unit 200-1, 200-2 or 200-3 in combination. The light source device to be used.
本実施形態では、光源ユニット１００−１，１００−２は、全ての光源ユニットに共通構造を持つコネクタ５２を有しており、全ての光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３には、上記コネクタ５２と着脱可能なコネクタ５４が設けられている。従って、光源ユニット群の全メンバーと光変換ユニット群の全メンバーとは、全ての組み合わせにおいて接続可能となっている。
In the present embodiment, the light source units 100-1 and 100-2 have a
本光源システムでは、ある光源ユニット１００−１または１００−２に対し光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３を取り替えるだけで、異なる光の照明光を照射可能となっている。 In this light source system, it is possible to irradiate illumination light of different light only by replacing the light conversion units 200-1, 200-2, 200-3 with respect to a certain light source unit 100-1 or 100-2.
光源ユニット１００−１，１００−２は、図１に示すように、１次光を射出する１次光源としての半導体レーザ１０−１，１０―２と、第１の導光路としての光ファイバ２０と、光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３を着脱可能な、上記光ファイバ２０による１次光の光路上に設けられた接続部となる、接続部５０の一方のコネクタ５２と、により構成されている。
As shown in FIG. 1, the light source units 100-1 and 100-2 include semiconductor lasers 10-1 and 10-2 as primary light sources that emit primary light, and an
光源ユニット１００−１に搭載された半導体レーザ１０−１は、例えば、波長約４５０ｎｍの青色光を射出する青色半導体レーザである。半導体レーザ１０−１と光ファイバ２０とは図示しないレンズ等により光学的に接続されており、半導体レーザ１０−１から射出された１次光である青色レーザ光は、光ファイバ２０のコアに効率的に入射するように構成されている。光ファイバ２０に入射した青色レーザ光は、接続部５０を経由して、接続された光変換ユニット２００−１，２００−２または２００−３まで導光される。
The semiconductor laser 10-1 mounted on the light source unit 100-1 is, for example, a blue semiconductor laser that emits blue light having a wavelength of about 450 nm. The semiconductor laser 10-1 and the
また、光源ユニット１００−２は、半導体レーザ１０−２から射出されるレーザ光の波長が半導体レーザ１０−１のものと異なっている。光源ユニット１００−２に搭載された半導体レーザ１０−２は、例えば、波長約４０５ｎｍの青紫色レーザ光を射出する青紫色半導体レーザである。 The light source unit 100-2 is different from that of the semiconductor laser 10-1 in the wavelength of the laser light emitted from the semiconductor laser 10-2. The semiconductor laser 10-2 mounted on the light source unit 100-2 is, for example, a blue-violet semiconductor laser that emits blue-violet laser light having a wavelength of about 405 nm.
図１に示した光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３の断面図を図２（Ａ）乃至図２（Ｃ）に示す。 2A to 2C are cross-sectional views of the light conversion units 200-1, 200-2, and 200-3 illustrated in FIG.
図２（Ａ）は、第１の光変換ユニット２００−１の断面図である。該第１の光変換ユニット２００−１は、光源ユニット１００−１，１００−２のコネクタ５２に対して着脱可能とする、１次光の光路上に設けられた接続部である、接続部５０のコネクタ５４と、該コネクタ５４からの１次光を光変換素子としての波長変換部材に導光するための第２の導光路としての光ファイバ２２と、を有している。波長変換部材は、底のある円筒形状の保持部材４０−１の、円筒の内部に挿入されており、例えば、１次光を吸収し、ピーク波長をそれより長波長の光に、スペクトル形状を広くブロードに、放射角を広げるように変換する波長変換部材である蛍光体３０−１である。蛍光体３０−１は、粉末状の蛍光物質を１次光を透過する性質を有する樹脂、ガラス等と混合し、固められて構成されている。保持部材４０−１は、円筒の底面には開口が設けられており、該開口にフェルール４２と該フェルール４２内に配置された光ファイバ２２とが挿入されている。本実施形態では、蛍光体３０−１内の蛍光物質は、ＣｅドープのＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体を、透明なシリコーン樹脂に混合して構成されている。蛍光体３０−１は、円筒形であり、その厚さは、射出される２次光の光特性が観察用の光として最適となるように調整されている。
FIG. 2A is a cross-sectional view of the first light conversion unit 200-1. The first light conversion unit 200-1 is a
図２（Ｂ）は、第２の光変換ユニット２００−２の断面図である。この第２の光変換ユニット２００−２は、基本的には上記第１の光変換ユニット２００−１と同様に構成されており、上記第１の光変換ユニット２００−１とは、保持部材４０−２とその内部に挿入された光変換素子とが異なっている。この光変換ユニット２００−２は、光変換素子として、放射角変換素子が挿入されている。具体的には、この放射核変換素子は、１次光を拡散する拡散部材３２−１である。拡散部材３２−１は、１次光のピーク波長、スペクトル形状は変換せず、放射角を広げる機能を有している。拡散部材は、１次光を透過する性質を有する部材の内部に、それとは屈折率の異なる部材を混合して固められている。例えば、屈折率１．４の樹脂と屈折率１．５のガラスフィラーとを混合して構成されている。拡散部材３２−１の厚さは、射出される２次光の放射角が観察光として最適となるように調整されている。 FIG. 2B is a cross-sectional view of the second light conversion unit 200-2. The second light conversion unit 200-2 is basically configured in the same manner as the first light conversion unit 200-1, and the first light conversion unit 200-1 is different from the holding member 40. -2 is different from the light conversion element inserted therein. In this light conversion unit 200-2, a radiation angle conversion element is inserted as a light conversion element. Specifically, this radiation transmutation element is a diffusion member 32-1 that diffuses primary light. The diffusing member 32-1 has a function of expanding the radiation angle without converting the peak wavelength and spectrum shape of the primary light. The diffusing member is hardened by mixing a member having a refractive index different from that inside a member having a property of transmitting primary light. For example, a resin having a refractive index of 1.4 and a glass filler having a refractive index of 1.5 are mixed. The thickness of the diffusing member 32-1 is adjusted so that the emission angle of the emitted secondary light is optimal as the observation light.
図２（Ｃ）は、第３の光変換ユニット２００−３の断面図である。この第３の光変換ユニット２００−３は、基本的には上記第１の光変換ユニット２００−１と同様に構成されており、上記第１の光変換ユニット２００−１とは保持部材４０−３とその内部に挿入された光変換素子とが異なっている。この光変換ユニット２００−３の光変換素子は、１次光をコリメート光に変換し、２次光として射出するコリメートレンズ群３４−１が所定の位置関係で配置されている。コリメートレンズ群は、射出される２次光が観察光として最適なビーム径となるように設定されている。 FIG. 2C is a cross-sectional view of the third light conversion unit 200-3. The third light conversion unit 200-3 is basically configured in the same manner as the first light conversion unit 200-1, and is different from the first light conversion unit 200-1 with the holding member 40-. 3 is different from the light conversion element inserted therein. In the light conversion element of the light conversion unit 200-3, a collimator lens group 34-1 that converts primary light into collimated light and emits the light as secondary light is disposed in a predetermined positional relationship. The collimating lens group is set so that the emitted secondary light has an optimum beam diameter as observation light.
光ファイバ２０，２２はいずれも、コアの屈折率がクラッドの屈折率より高く構成された、一般的な単線の光ファイバである。光ファイバの種類は、組み合わせて用いる１次光源の特性に合わせて選択される。本実施形態では、１次光源にマルチモードの半導体レーザ１０−１，１０−２を用いているため、マルチモードファイバが適している。また、光ファイバ２０、２２は同じ光学特性を有する光ファイバが適している。これにより、接続部のロスを軽減することができる。例えば、コア径５０μｍ、開口数ＮＡが０．２２程度のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。
Each of the
接続部５０は、光ファイバ２０，２２を高効率で接続するコネクタを用いることができる。図では省略したが、フェルール同士をスリーブ等で軸あわせし、固定する機能を有している。一般的な光コネクタを用いることができる。
The
次に、本実施形態に係る光源システムの動作について説明する。
前述の通り、本光源システムでは、光源ユニット群のメンバーである２つの光源ユニット１００−１，１００−２と、光変換ユニット群のメンバーである３つの光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３とは、接続部５０により全ての組み合わせに対し接続可能に構成されている。
Next, the operation of the light source system according to this embodiment will be described.
As described above, in this light source system, the two light source units 100-1 and 100-2 that are members of the light source unit group, and the three light conversion units 200-1 and 200-2 that are members of the light conversion unit group. 200-3 is configured to be connectable to all combinations by the connecting
はじめに、光源ユニット１００−１と、３つの光変換ユニット２００−１、２００−２、２００−３を組み合わせた場合の動作について順に説明する。 First, operations when the light source unit 100-1 and the three light conversion units 200-1, 200-2, 200-3 are combined will be described in order.
まず、光源ユニット１００−１と第１の光変換ユニット２００−１を組み合わせた光源装置の動作について説明する。 First, the operation of the light source device in which the light source unit 100-1 and the first light conversion unit 200-1 are combined will be described.
光源ユニット１００−１が有する半導体レーザ１０−１は、図示しない電源、制御回路と接続されており、これにより所定の電力を供給することで、半導体レーザ１０−１は、波長４５０ｎｍのレーザ光を射出する。半導体レーザ１０−１から射出された青色レーザ光は、図示しないレンズ等により光ファイバ２０の入射端に集光されて、光ファイバ２０のコアに入射し、光ファイバ２０内を導光し、接続部５０のコネクタ５２からコネクタ５４に向けて射出される。コネクタ５４に照射された青色レーザ光は、光ファイバ２２のコアに入射し、光ファイバ２２により導光されて、第１の光変換ユニット２００−１の保持部材４０−１内に挿入された光変換部材である蛍光体３０−１に照射される。
The semiconductor laser 10-1 included in the light source unit 100-1 is connected to a power source and a control circuit (not shown). By supplying predetermined power, the semiconductor laser 10-1 emits laser light having a wavelength of 450 nm. Eject. The blue laser light emitted from the semiconductor laser 10-1 is condensed at the incident end of the
蛍光体３０−１に入射した青色レーザ光の一部は、蛍光体３０−１内に分布した蛍光物質であるＣｅドープのＹＡＧに吸収されて波長変換されて、黄色い蛍光となって放射される。すなわち、蛍光体３０−１は、図３（Ａ）に示すように、ピーク波長を４５０ｎｍから５５０ｎｍに変換し、スペクトル形状については、スペクトル線幅（ＦＷＨＭ：半値全幅）１〜２ｎｍ程度の線スペクトルから５０ｎｍ以上のブロードなスペクトルに変換する。また、蛍光体３０−１に入射した青色レーザ光の別の一部は、蛍光体３０−１内で散乱されて外部に放射される。図３（Ｂ）は、縦軸に光強度、横軸に放射角を取ってプロットした図である。ＣｅドープのＹＡＧは、青色レーザ光８０の一部を吸収し、その入射方向にかかわらない様々な方向に黄色蛍光８０−１を放出する。従って、黄色蛍光８０−１の放射角は、非常に広い放射角となる。青色レーザ光のうち、蛍光体３０−１に吸収されず、散乱されて外部に放射される成分である透過光８０−２は、散乱されない場合の青色レーザ光８０の放射角と比較すると、広い放射角となり、黄色蛍光８０−１と略等しい放射角となる。
A part of the blue laser light incident on the phosphor 30-1 is absorbed by the Ce-doped YAG, which is a fluorescent material distributed in the phosphor 30-1, is converted in wavelength, and is emitted as yellow fluorescence. . That is, as shown in FIG. 3A, the phosphor 30-1 converts the peak wavelength from 450 nm to 550 nm, and the spectral shape is a line spectrum having a spectral line width (FWHM: full width at half maximum) of about 1 to 2 nm. To a broad spectrum of 50 nm or more. Further, another part of the blue laser light incident on the phosphor 30-1 is scattered in the phosphor 30-1 and emitted to the outside. FIG. 3B is a plot in which light intensity is plotted on the vertical axis and radiation angle is plotted on the horizontal axis. Ce-doped YAG absorbs part of the
すなわち、第１の光変換ユニット２００−１は、青色レーザ光の一部に対しては、ピーク波長、スペクトル形状、放射角の全てを変換し、また、残りの一部に対しては、ピーク波長、スペクトル形状は変換せず、放射角のみを変換する機能を有している。 That is, the first light conversion unit 200-1 converts all of the peak wavelength, the spectrum shape, and the radiation angle for a part of the blue laser light, and the peak for the remaining part. It has the function of converting only the radiation angle without converting the wavelength and the spectral shape.
この結果、光源ユニット１００−１と第１の光変換ユニット２００−１とを組み合わせた光源装置からは、図４に示すようなスペクトルを有し、図３（Ｂ）の青色レーザの透過光８０−２と黄色蛍光８０−１との放射角を有する２次光としての照明光を放射する。この照明光は、青色光と、その補色である黄色光とによる白色光である。従って、この組み合わせにより、白色光を放射する光源装置を得ることが可能である。
As a result, the light source device in which the light source unit 100-1 and the first light conversion unit 200-1 are combined has a spectrum as shown in FIG. 4, and the transmitted
次に、光源ユニット１００−１と第２の光変換ユニット２００−２とを組み合わせた光源装置の動作について説明する。基本的な動作は、光源ユニット１００−１と第１の光変換ユニット２００−１とを組み合わせた光源装置と同様である。ここでは、異なる部分についてのみ説明する。 Next, the operation of the light source device in which the light source unit 100-1 and the second light conversion unit 200-2 are combined will be described. The basic operation is the same as that of the light source device in which the light source unit 100-1 and the first light conversion unit 200-1 are combined. Here, only different parts will be described.
光源ユニット１００−１から射出された青色レーザ光は、光ファイバ２０、接続部５０、光ファイバ２２を経由して、第２の光変換ユニット２００−２の保持部材４０−２の内部に挿入された拡散部材３２−１に照射される。拡散部材３２−１は、青色レーザ光のピーク波長、スペクトル形状を変換せず、放射角のみを変換する機能を有する。この構成における第２の光変換ユニット２００−２から放射される照明光のスペクトルと放射角を図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す。
The blue laser light emitted from the light source unit 100-1 is inserted into the holding member 40-2 of the second light conversion unit 200-2 via the
スペクトルは、図５（Ａ）に示すように、波長４５０ｎｍ、スペクトル線幅１〜２ｎｍであり、半導体レーザ１０−１から射出されたレーザ光のものと変わらない。一方、図５（Ｂ）に示すように、放射角は、元のレーザ光が、光ファイバ２２から放射された場合のもの（図５（Ｂ）の８０）と比較して、非常に広い放射角の青色レーザ光８０−３となる。 As shown in FIG. 5A, the spectrum has a wavelength of 450 nm and a spectral line width of 1 to 2 nm, which is the same as that of the laser light emitted from the semiconductor laser 10-1. On the other hand, as shown in FIG. 5 (B), the radiation angle is much wider than that when the original laser beam is emitted from the optical fiber 22 (80 in FIG. 5 (B)). The corner blue laser light 80-3 is obtained.
この結果、光源ユニット１００−１と第２の光変換ユニット２００−２とを組み合わせることにより、波長、スペクトルはレーザ光と同じであり、かつ、放射角が広い照明光を得ることができる。この放射角が広い照明光は、レーザ光の可干渉性が非常に小さくなっているため、スペックル等が発生しにくいという特性も有している。 As a result, by combining the light source unit 100-1 and the second light conversion unit 200-2, it is possible to obtain illumination light having the same wavelength and spectrum as the laser light and having a wide radiation angle. The illumination light having a wide radiation angle has a characteristic that speckles and the like are hardly generated because the coherence of the laser light is very small.
次に、光源ユニット１００−１と第３の光変換ユニット２００−３とを組み合わせた光源装置の動作について説明する。基本的な動作については上述の二つの組み合わせの例と同様である。ここでは、異なる部分に付いてのみ説明する。 Next, the operation of the light source device in which the light source unit 100-1 and the third light conversion unit 200-3 are combined will be described. The basic operation is the same as that of the above two combinations. Here, only different parts will be described.
光源ユニット１００−１から放射された青色レーザ光は、光ファイバ２０、接続部５０、光ファイバ２２を経由して第３の光変換ユニット２００−３の保持部材４０−３内に挿入されたコリメートレンズ群３４−１に照射される。コリメートレンズ群３４−１に入射した青色レーザ光は、ここで、平行光であるコリメート光８０−４に変換され、外部に照射される。図６は、この様子のイメージ図である。コリメートレンズ群が無かった場合の青色レーザ光が広がり角を有して（図６の８０）放射されるのに対し、コリメート光８０−４は、照明対象物まで、ビーム径をほとんど変えずに照射することができる。なお、第３の光変換ユニット２００−３は、青色レーザ光を平行光に変換する機能、すなわち、放射角を狭く変換する機能のみを有しており、ピーク波長、スペクトル線幅は変換しない光変換機能を有している。以上のように、第３の光変換ユニット２００−３を用いると、離れた照明対象物を、ビーム径をほとんど変えずに照明することができる。この結果、パワー密度が比較的大きい光ビームを照明対象物に照射することが可能となる。
The blue laser light emitted from the light source unit 100-1 is inserted into the holding member 40-3 of the third light conversion unit 200-3 via the
以上のように、光源ユニット１００−１に対し、３つの光変換ユニット２００−１、２００−２、２００−３を組み合わせることで、一つの光源ユニット１００−１から、白色光、レーザ拡散光、コリメート光、という３つの異なる照明光を実現することが可能となる。 As described above, by combining the three light conversion units 200-1, 200-2, 200-3 with the light source unit 100-1, white light, laser diffused light, Three different illumination lights called collimated light can be realized.
次に、波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光を射出する光源ユニット１００−２を３つの光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３と組み合わせた場合の動作について説明する。 Next, an operation when the light source unit 100-2 emitting blue-violet laser light having a wavelength of 405 nm is combined with the three light conversion units 200-1, 200-2, 200-3 will be described.
基本的な動作については、上述した光源ユニット１００−１を用いた場合と同様であるため、ここでは異なる点を中心に説明する。なお、光源ユニット１００−２と、第２及び第３の光変換ユニット２００−２，２００−３とを組み合わせた場合の動作については、上述の光源ユニット１００−１とそれぞれを組み合わせた場合の動作とほぼ等しいため、ここでは説明を省略し、第１の光変換ユニット２００−１と組み合わせた場合についてのみ説明する。 Since the basic operation is the same as that in the case of using the light source unit 100-1 described above, different points will be mainly described here. In addition, about the operation | movement at the time of combining the light source unit 100-2 and the 2nd and 3rd light conversion units 200-2 and 200-3, operation | movement at the time of combining the above-mentioned light source unit 100-1 respectively. Therefore, the description is omitted here, and only the case of combining with the first light conversion unit 200-1 will be described.
すなわち、光源ユニット１００−２から射出された青紫色レーザ光は、光ファイバ２０、接続部５０、光ファイバ２２を経由して第１の光変換ユニット２００−１の保持部材４０−１内に挿入された蛍光体３０−１に照射される。蛍光体３０−１の有するＣｅドープのＹＡＧは、波長４５０ｎｍの青色光はよく吸収し、黄色蛍光に波長変換するが、波長４０５ｎｍの青紫色光はほとんど吸収しないため、図３（Ａ）に示したような波長変換はほとんど起こらない。すなわち、光変換素子としての蛍光体３０−１は、二つの１次光に対する吸収率が異なっているため、波長４５０ｎｍの１次光はよく吸収し、白色光に変換するが、波長４０５ｎｍの１次項はほとんど吸収せず、そのまま放出する。しかし、蛍光体３０−１内に分散配置されている蛍光部材であるＣｅドープのＹＡＧは、屈折率が１．８程度と、封入に用いられる一般的なガラスや樹脂などの屈折率、１．４〜１．５程度と比較して大きい。このため、第１の光変換ユニット２００−１に挿入された蛍光体３０−１は、青紫色レーザ光に対して、拡散部材３２−１と略等しい働きをする。つまり、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、ピーク波長、スペクトル形状はほとんど変換せず、放射角のみを広げるような光変換を行う。言い換えると、光源ユニット１００−２に対し、第１の光変換ユニット２００−１は、拡散部材３２−１を有する第２の光変換ユニット２００−２と同じような光変換機能を示す。
That is, the blue-violet laser light emitted from the light source unit 100-2 is inserted into the holding member 40-1 of the first light conversion unit 200-1 via the
すなわち、白色光と、青紫色の拡散光とで観察を行いたい場合には、光源ユニット１００−１，１００−２の二つを用意し、それぞれを光変換ユニット２００−１と組み合わせるだけ実現可能である。 That is, when it is desired to perform observation with white light and blue-violet diffused light, it is possible to prepare only two light source units 100-1 and 100-2 and combine them with the light conversion unit 200-1. It is.
以上の通り、光源ユニット群のメンバーと、光変換ユニット群のメンバーとを適宜組み合わせることで、様々な照明光を得ることが可能となる。 As described above, various illumination lights can be obtained by appropriately combining the members of the light source unit group and the members of the light conversion unit group.
以上のように、本第１実施形態に係る光源システムでは、光源ユニット１００−１，１００−２の１次光射出端に接続部５０を設け、ここに様々な光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３を着脱可能に構成し、光源システムとして、様々な光源ユニット１００−１，１００−２、光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３を用意し、様々な組み合わせが可能なように、互換性のある接続部５０で接続することで、少ない部材で様々な照明光を実現することが可能となる。
As described above, in the light source system according to the first embodiment, the
上記特許文献１に開示されたような従来の構成では、照明光の種類だけ光源ユニットと光変換ユニットを組み合わせたユニットが必要であったが、本第１実施形態によると、最大、光源ユニットの数に光変換ユニットの数を乗じた数だけの照明光を実現することが可能となり、少ない部材から多くの照明光を作り出せるため、非常に効率的である。
In the conventional configuration disclosed in
また、内視鏡など、光変換ユニットを搭載するスペースに限りがある場合、上記特許文献１に開示されたような従来の構成では、射出できる照明光数に限りがあったが、本実施形態の構成によると、光源ユニット、光変換ユニットを必要な照明光に対応する分だけ用意しておき（例えば、光源ユニット１００−１，１００−２及び光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３）、これらを適宜交換するだけで、様々な照明光を実現可能とすることができる。
Further, when the space for mounting the light conversion unit such as an endoscope is limited, the number of illumination lights that can be emitted is limited in the conventional configuration as disclosed in
すなわち、光源ユニット１００−１，１００−２と光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３の組み合わせを適切に選択することで、様々な光を放射可能な光源装置を、スペース効率よく配置できる光源システムを実現することが可能となる。 That is, by appropriately selecting a combination of the light source units 100-1 and 100-2 and the light conversion units 200-1, 200-2, and 200-3, a light source device that can emit various lights can be efficiently space-efficient. A light source system that can be arranged can be realized.
なお、本第１実施形態の図１に示した構成は一例であり、簡単のため、光源ユニットを２種（光源ユニット１００−１，１００−２）、光変換ユニットを３種（光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３）と単純化したシステムについて説明したが、実際の利用に際しては、要求される照明光の機能に応じて、もっと多くの光源ユニット、光変換ユニットを適切に用意すれば良い。光源ユニットに搭載する１次光源も、半導体レーザに限らず、様々なレーザ光源やＬＥＤ、ランプなど、様々な光源を利用できる。光ファイバと高効率に接続可能な光源であれば、より望ましい。 The configuration shown in FIG. 1 of the first embodiment is an example, and for simplicity, two types of light source units (light source units 100-1 and 100-2) and three types of light conversion units (light conversion units) are shown. 200-1, 200-2, and 200-3) have been described, but in actual use, more light source units and light conversion units are appropriately used according to the required illumination light function. You should prepare for. The primary light source mounted on the light source unit is not limited to the semiconductor laser, and various light sources such as various laser light sources, LEDs, and lamps can be used. A light source that can be connected to an optical fiber with high efficiency is more desirable.
また、光変換ユニットに搭載した光変換素子についても同様であり、上述した蛍光体、拡散部材、コリメートレンズ系に限らず、様々な光変換素子が利用可能である。例えば、種々の粉末蛍光体やセラミック蛍光体、単結晶蛍光体などはもちろん、量子ドットや半導体発光素子、有機発光素子などを用いることができる。また、拡散部材も、透明な部材の表面に凹凸加工を施したタイプなども用いることができる。さらに、回折格子や偏光素子、フォトニック結晶など、指向性のある光変換素子を用いることで、射出される２次光の放射角や強度分布に指向性を持たせることも可能である。また、様々な波長フィルタを用いることで、所望の波長域の光のみを取り出したり、カットしたりするように構成することも可能である。 The same applies to the light conversion element mounted on the light conversion unit, and various light conversion elements can be used, not limited to the phosphor, the diffusing member, and the collimating lens system described above. For example, various powder phosphors, ceramic phosphors, single crystal phosphors, and the like, as well as quantum dots, semiconductor light emitting elements, organic light emitting elements, and the like can be used. Further, the diffusion member may be a type in which the surface of a transparent member is subjected to uneven processing. Furthermore, by using a directional light conversion element such as a diffraction grating, a polarizing element, or a photonic crystal, the radiation angle and intensity distribution of the emitted secondary light can be given directivity. Further, by using various wavelength filters, it is possible to take out or cut only light in a desired wavelength range.
さらに、本実施形態では、光変換素子を単独で使用する例についてのみ説明したが、これに限らない。複数の光変換素子を一つの保持部材内に搭載することが可能である。例えば、蛍光体の射出面に、蛍光の一部の波長をカットするフィルタを配置することで、所望の波長域の蛍光のみを取り出すことが可能となる。また、１次光をカットするフィルタを搭載することで、蛍光のみを取り出すように構成することが可能となる。 Furthermore, although only the example which uses a light conversion element independently was demonstrated in this embodiment, it is not restricted to this. A plurality of light conversion elements can be mounted in one holding member. For example, by arranging a filter that cuts off part of the fluorescence wavelength on the emission surface of the phosphor, it is possible to extract only fluorescence in a desired wavelength region. In addition, by mounting a filter that cuts off the primary light, it is possible to configure to extract only fluorescence.
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
基本的な構成については第１実施形態と共通であるため、ここでは第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, only the parts different from the first embodiment will be described here.
本実施形態に係る光源システムは、図７に示すように構成されており、基本的には、図１に示した第１実施形態と共通に構成されている。上記第１実施形態と比べ、光源ユニット群のメンバー構成と、光変換ユニット群のメンバー構成が異なっている。 The light source system according to this embodiment is configured as shown in FIG. 7, and is basically configured in common with the first embodiment shown in FIG. Compared to the first embodiment, the member configuration of the light source unit group and the member configuration of the light conversion unit group are different.
すなわち、本実施形態における光源ユニット群は、二つの光源ユニット１００−１、１００−３をメンバーとして有している。光源ユニット１００−１は、上記第１実施形態と同じ、４５０ｎｍの青色レーザ光を射出する半導体レーザ１０−１を含んでいる。また、光源ユニット１００−３は、同様に４５０ｎｍの青色レーザ光を射出する半導体レーザ１０−３を含んでいる。二つの半導体レーザ１０−１と１０−３は、出力可能な最大光量、すなわち最大光出力が異なっている。半導体レーザ１０−１は、最大光出力が１００ｍＷの青色半導体レーザであり、一方、半導体レーザ１０−３は、最大光出力が１０００ｍＷの青色半導体レーザである。 That is, the light source unit group in the present embodiment has two light source units 100-1 and 100-3 as members. The light source unit 100-1 includes the same semiconductor laser 10-1 that emits 450 nm blue laser light as in the first embodiment. Similarly, the light source unit 100-3 includes a semiconductor laser 10-3 that emits a 450 nm blue laser beam. The two semiconductor lasers 10-1 and 10-3 differ in the maximum light amount that can be output, that is, the maximum light output. The semiconductor laser 10-1 is a blue semiconductor laser with a maximum light output of 100 mW, while the semiconductor laser 10-3 is a blue semiconductor laser with a maximum light output of 1000 mW.
それ以外の構成については、上記第１実施形態と同様に構成されている。
本実施形態における光変換ユニット群は、３つの光変換ユニット２００−１，２００−４，２００−５をメンバーとして有している。第１の光変換ユニット２００−１は、上記第１実施形態と同じ、蛍光体３０−１が挿入された保持部材４０−１を含んでいる。また、第４の光変換ユニット２００−４は、蛍光体３０−１とは異なる蛍光体３０−２が挿入された保持部材４０−４を含んでいる。第５の光変換ユニット２００−５は、蛍光体３０−１を用いており、保持部材４０−５に放熱手段４４が接続されている。
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
The light conversion unit group in the present embodiment includes three light conversion units 200-1, 200-4, and 200-5 as members. The first light conversion unit 200-1 includes the same holding member 40-1 in which the phosphor 30-1 is inserted as in the first embodiment. The fourth light conversion unit 200-4 includes a holding member 40-4 in which a phosphor 30-2 different from the phosphor 30-1 is inserted. The fifth light conversion unit 200-5 uses the phosphor 30-1, and the heat dissipation means 44 is connected to the holding member 40-5.
３つの光変換ユニットのうち、第１実施形態とは異なる二つの光変換ユニット２００−４、２００−５の断面図を図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す。 8A and 8B are cross-sectional views of two light conversion units 200-4 and 200-5 that are different from the first embodiment among the three light conversion units.
図８（Ａ）は、第４の光変換ユニット２００−４の断面図である。外観は、図２（Ａ）に示した第１の光変換ユニット２００−１と同様である。蛍光体３０−２は、耐熱性の向上を目的とし、第１の光変換ユニット２００−１の蛍光体３０−１がＣｅドープのＹＡＧをシリコーン樹脂に分散して固化していたのに対し、本第４の光変換ユニット２００−４の蛍光体３０−２は、蛍光物質であるＣｅドープのＹＡＧの粉末を、ガラスの中に分散して構成されている。耐熱性において、蛍光物質であるＣｅドープのＹＡＧは、十分高いが、シリコーン樹脂は、２００℃程度を超える温度で長時間保持すると、黄変したり、クラック等が発生し、光変換素子としての性能が低下する。これに対し、ガラスを用いた蛍光体３０−２は、耐熱性が高いため、４００℃以上の高温でもほとんど性能低下しない。 FIG. 8A is a cross-sectional view of the fourth light conversion unit 200-4. The appearance is the same as that of the first light conversion unit 200-1 shown in FIG. The phosphor 30-2 is intended to improve heat resistance, whereas the phosphor 30-1 of the first light conversion unit 200-1 was solidified by dispersing Ce-doped YAG in a silicone resin. The phosphor 30-2 of the fourth light conversion unit 200-4 is configured by dispersing Ce-doped YAG powder, which is a fluorescent material, in glass. In heat resistance, Ce-doped YAG, which is a fluorescent substance, is sufficiently high. However, when a silicone resin is kept at a temperature exceeding about 200 ° C. for a long time, yellowing, cracks, etc. are generated, and the light conversion element Performance decreases. On the other hand, since the phosphor 30-2 using glass has high heat resistance, the performance hardly deteriorates even at a high temperature of 400 ° C. or higher.
本第４の光変換ユニット２００−４の保持部材４０−４は、形状は第１の光変換ユニット２００−１の保持部材４０−１と同じに構成されているが、耐熱性の高い材料で構成されている。上記保持部材４０−１については、特に材料を規定していないが、金属や樹脂、セラミックなど、蛍光体３０−１を保持可能なものであればどのようなものでも使用することができる。これに対し、本保持部材４０−４は、耐熱性の高い部材、例えば金属やセラミックが用いられる。 The holding member 40-4 of the fourth light conversion unit 200-4 has the same configuration as the holding member 40-1 of the first light conversion unit 200-1, but is made of a material having high heat resistance. It is configured. The holding member 40-1 is not particularly limited in material, but any material can be used as long as it can hold the phosphor 30-1 such as a metal, a resin, or a ceramic. In contrast, the holding member 40-4 is made of a highly heat-resistant member such as metal or ceramic.
このように構成することで、第４の光変換ユニット２００−４は、第１の光変換ユニット２００−１と比べ、高い耐熱性を実現できる。 By comprising in this way, the 4th light conversion unit 200-4 can implement | achieve high heat resistance compared with the 1st light conversion unit 200-1.
図８（Ｂ）は、第５の光変換ユニット２００−５の断面図である。本第５の光変換ユニット２００−５では、保持部材４０−５の内部に位置する光変換素子としては、第１の光変換ユニット２００−１と同様の蛍光体３０−１が搭載されている。保持部材４０−５は、熱伝導率の高い部材が用いられる。例えば、アルミや銅など、熱伝導率の高い部材が望ましい。また、金属以外にも、熱伝導率が高いものであれば用いることができる。熱伝導率の目安として、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものであれば使用できる。望ましくは１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものが使用できる。 FIG. 8B is a cross-sectional view of the fifth light conversion unit 200-5. In the fifth light conversion unit 200-5, the same phosphor 30-1 as that of the first light conversion unit 200-1 is mounted as the light conversion element located inside the holding member 40-5. . As the holding member 40-5, a member having high thermal conductivity is used. For example, a member having high thermal conductivity such as aluminum or copper is desirable. In addition to metals, any material having high thermal conductivity can be used. As a measure of thermal conductivity, any material having a thermal conductivity of 0.1 W / m · K or more can be used. Desirably, 1.0 W / m · K or more can be used.
保持部材４０−５には、放熱手段４４として、金属ワイヤが接続されている。金属ワイヤは、銅など、熱伝導率の良いワイヤが用いられ、保持部材４０−５と熱的に接続されている。放熱手段４４としては、金属ワイヤの他に、金属性のロッドやメッシュ、また、炭素繊維など、熱伝導率の高い部材ならどのようなものでも用いることが可能である。熱伝導率の目安として、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものであれば使用できる。望ましくは、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものが使用できる。
A metal wire is connected to the holding member 40-5 as the heat dissipation means 44. As the metal wire, a wire having good thermal conductivity such as copper is used, and is thermally connected to the holding member 40-5. As the
次に、本第２実施形態に係る光源システムの動作について説明する。動作についても、基本的には、上記第１実施形態に係る光源システムの動作と変わらない。ここでは、上記第１実施形態との違いのみについて説明する。 Next, the operation of the light source system according to the second embodiment will be described. The operation is basically the same as that of the light source system according to the first embodiment. Here, only differences from the first embodiment will be described.
光源ユニット１００−１、１００−３と、光変換ユニット２００−１、２００−４、２００−５の全ての組み合わせによる光源装置について、光源ユニット１００−１，１００−３から放射される青色レーザ光から白色の照明光を構成する一連の動作については、上記第１実施形態と同様である。 Blue laser light emitted from the light source units 100-1 and 100-3 for the light source devices of all combinations of the light source units 100-1 and 100-3 and the light conversion units 200-1, 200-4, and 200-5 A series of operations for forming white illumination light is the same as in the first embodiment.
はじめに、光源ユニット１００−１と第４の光変換ユニット２００−４を組み合わせた光源装置の動作について説明する。第４の光変換ユニット２００−４には、耐熱性の高い蛍光体３０−２と耐熱性の高い保持部材４０−４が用いられている。このため、第１の光変換ユニット２００−１では部材の劣化に伴う機能低下が見られるような、１００℃以上の高温下での使用が可能となる。例えば、停止したばかりのエンジンの内部に挿入して使用しても、部材の劣化に伴う機能低下はほとんどない。 First, the operation of the light source device in which the light source unit 100-1 and the fourth light conversion unit 200-4 are combined will be described. For the fourth light conversion unit 200-4, a phosphor 30-2 having high heat resistance and a holding member 40-4 having high heat resistance are used. For this reason, the first light conversion unit 200-1 can be used at a high temperature of 100 ° C. or higher so that the function is deteriorated due to deterioration of the members. For example, even if it is inserted into an engine that has just been stopped and used, there is almost no functional deterioration due to deterioration of the members.
次に、光源ユニット１００−１と第５の光変換ユニット２００−５を組み合わせた光源装置の動作について説明する。第５の光変換ユニット２００−５は、蛍光体３０−１による光変換に伴い発生した熱を、保持部材４０−５、放熱手段４４により、該光変換ユニット２００−５の外部に放熱し易い構成となっている。従って、放熱手段を持たない第１の光変換ユニット２００−１を用いた場合と比較して、本第５の光変換ユニット２００−５の表面温度を低く抑えることができる。例えば、光変換ユニットが生体に触れる恐れのある使用方法において、生体組織が熱により破壊されるリスクを軽減できる。人体に用いる内視鏡等の場合であっても、火傷等のリスクを軽減できる。 Next, the operation of the light source device in which the light source unit 100-1 and the fifth light conversion unit 200-5 are combined will be described. The fifth light conversion unit 200-5 easily radiates the heat generated by the light conversion by the phosphor 30-1 to the outside of the light conversion unit 200-5 by the holding member 40-5 and the heat dissipation means 44. It has a configuration. Accordingly, the surface temperature of the fifth light conversion unit 200-5 can be kept low compared to the case where the first light conversion unit 200-1 having no heat dissipation means is used. For example, in a usage method in which the light conversion unit may come into contact with the living body, the risk that the living tissue is destroyed by heat can be reduced. Even in the case of an endoscope used for the human body, the risk of burns and the like can be reduced.
次に、光源ユニット１００−３と光変換ユニット２００−１，２００−４，２００−５を組み合わせた場合についての動作について説明する。光源ユニット１００−３は、最大光出力１０００ｍＷと、光源ユニット１００−１に搭載されている青色半導体レーザ１０−１の１００ｍＷと比較して１０倍の光出力が可能な青色半導体レーザ１０−３が搭載されている。蛍光体３０が青色レーザ光を吸収し、黄色蛍光を発光するプロセスにおいて発生する熱は、一般に入射光量に比例する。従って、光源ユニット１００−１を最大出力で発光させたときに蛍光体３０−１で発生する熱は、光源ユニット１００−３を最大光出力で発光させたときに蛍光体３０−１で発生する熱の約１０倍にもなる。 Next, the operation when the light source unit 100-3 and the light conversion units 200-1, 200-4, and 200-5 are combined will be described. The light source unit 100-3 includes a blue semiconductor laser 10-3 capable of a light output of 10 times that of a maximum light output of 1000 mW and 100 mW of the blue semiconductor laser 10-1 mounted on the light source unit 100-1. It is installed. The heat generated in the process in which the phosphor 30 absorbs blue laser light and emits yellow fluorescent light is generally proportional to the amount of incident light. Therefore, the heat generated in the phosphor 30-1 when the light source unit 100-1 emits light with the maximum output is generated in the phosphor 30-1 when the light source unit 100-3 emits light with the maximum light output. About 10 times the heat.
まず、光源ユニット１００−３と第１の光変換ユニット２００−１を組み合わせた光源装置の動作について説明する。光源ユニット１００−３は、光源ユニット１００−１と比べ、最大光出力が大きいため、第１の光変換ユニット２００−１の限界となる明るさまで明るくすることができる。すなわち、第１の光変換ユニット２００−１が、光変換に伴う発熱により、局所的温度がシリコーン樹脂の耐熱限界温度に達するまで、明るい照明光を得ることができる。ただし、蛍光体３０−１の局所温度が耐熱限界温度、例えば、耐熱限界温度が２００℃のシリコーンを使った場合、シリコーン樹脂が一部でもこの温度を超えた場合、蛍光体３０−１内の樹脂が黄変したり、クラックを生じる恐れがあるので、それより明るくすることはできない。 First, the operation of the light source device in which the light source unit 100-3 and the first light conversion unit 200-1 are combined will be described. Since the light source unit 100-3 has a larger maximum light output than the light source unit 100-1, the light source unit 100-3 can be brightened to the brightness that is the limit of the first light conversion unit 200-1. That is, the first light conversion unit 200-1 can obtain bright illumination light until the local temperature reaches the heat-resistant limit temperature of the silicone resin due to heat generated by light conversion. However, when the local temperature of the phosphor 30-1 is a heat-resistant limit temperature, for example, when silicone having a heat-resistant limit temperature of 200 ° C. is used, if even a part of the silicone resin exceeds this temperature, Since the resin may turn yellow or cause cracks, it cannot be brighter than that.
そのような場合、耐熱性を向上した第４の光変換ユニット２００−４を用いることで、さらに明るくすることができる。第４の光変換ユニット２００−４は、第１の光変換ユニット２００−１に比べ、耐熱性が高い部材を用いて作製されている。このため、第４の光変換ユニット２００−４と光源ユニット１００−３とを組み合わせることで、第１の光変換ユニット２００−１と光源ユニット１００−３を組み合わせた場合と比べ、より明るい照明光を得ることができる。蛍光体３０−２は、ＣｅドープのＹＡＧをガラス中に分散した構成であるため、蛍光体３０−１を用いた場合と比べ、大幅に耐熱性を向上している。例えば、１０００ｍＷの１次光を入射した場合でも劣化する恐れは十分低い。また、雰囲気温度が高くなると、蛍光体の局所温度はその分高くなるため、室温で問題とならない１次光量であっても劣化する可能性が高まるが、この組み合わせであれば、より高温となる環境下での観察に対しても、使用することが可能となる。 In such a case, the use of the fourth light conversion unit 200-4 with improved heat resistance can further increase the brightness. The fourth light conversion unit 200-4 is manufactured using a member having higher heat resistance than the first light conversion unit 200-1. Therefore, by combining the fourth light conversion unit 200-4 and the light source unit 100-3, the illumination light is brighter than when combining the first light conversion unit 200-1 and the light source unit 100-3. Can be obtained. Since the phosphor 30-2 has a configuration in which Ce-doped YAG is dispersed in glass, the heat resistance is greatly improved as compared with the case where the phosphor 30-1 is used. For example, even when 1000 mW primary light is incident, the possibility of deterioration is sufficiently low. Moreover, since the local temperature of the phosphor increases as the ambient temperature increases, the possibility of deterioration even with a primary light amount that does not cause a problem at room temperature increases. However, with this combination, the temperature becomes higher. It can also be used for observation under the environment.
次に、光源ユニット１００−３と第５の光変換ユニット２００−５とを組み合わせた光源装置の動作について説明する。第５の光変換ユニット２００−５は、蛍光体３０−１で発生した熱を効率的に外部に逃がすように構成されている。このため、光源ユニット１００−１と第１の光変換ユニット２００−１の組み合わせの説明で示した、生体へ悪影響を与えるリスク軽減に加え、蛍光体３０−１の局所的な発熱を放熱により軽減することが可能となる。この結果、同じ耐熱性の蛍光体３０−１を用いた場合でも、より明るく発光させることが可能となる。 Next, the operation of the light source device in which the light source unit 100-3 and the fifth light conversion unit 200-5 are combined will be described. The fifth light conversion unit 200-5 is configured to efficiently release the heat generated in the phosphor 30-1 to the outside. For this reason, in addition to the risk reduction which has a bad influence on the living body shown in the description of the combination of the light source unit 100-1 and the first light conversion unit 200-1, local heat generation of the phosphor 30-1 is reduced by heat dissipation. It becomes possible to do. As a result, even when the same heat-resistant phosphor 30-1 is used, it is possible to emit light more brightly.
以上のように、本第２実施形態に係る光源システムでは、耐熱性や放熱性の異なる光変換ユニット２００−１，２００−４，２００−５を用いることで、蛍光体３０−１，３０−２の熱による劣化や、局所的な温度上昇を軽減したりすることができる。
As described above, in the light source system according to the second embodiment, the phosphors 30-1, 30- are used by using the light conversion units 200-1, 200-4, 200-5 having different heat resistance and heat dissipation. It is possible to reduce deterioration due to
すなわち、光変換ユニット２００−１に対し耐熱性や放熱性を向上した光変換ユニット２００−４，２００−５を用意することで、より明るい照明光を得たり、高温下での観察を可能としたり、生体への悪影響のリスクを軽減したりすることが可能となる。また、耐熱性や放熱性が不要な場合、これらの機能を搭載しないことで、よりシンプルで低価格な光変換ユニット２００−１を実現することができる。 That is, by preparing the light conversion units 200-4 and 200-5 with improved heat resistance and heat dissipation for the light conversion unit 200-1, brighter illumination light can be obtained or observation at a high temperature is possible. Or the risk of adverse effects on the living body can be reduced. Moreover, when heat resistance and heat dissipation are not required, a simpler and lower cost optical conversion unit 200-1 can be realized by not mounting these functions.
なお、上述した構成は一例であり、例えば、耐熱性の高い蛍光体３０−２と放熱手段４４とを組み合わせた光変換ユニットを作製することもできる。これにより、高温化や高強度の励起光を用いることが可能な光源装置の表面温度を低く抑えることが可能となる。 In addition, the structure mentioned above is an example, For example, the light conversion unit which combined the fluorescent substance 30-2 with high heat resistance and the thermal radiation means 44 can also be produced. Thereby, it becomes possible to keep low the surface temperature of the light source device which can use high temperature or high intensity | strength excitation light.
また、蛍光体３０−１，３０−２により白色光とする例を示したが、これに限らない。拡散部材３２−１を用いて放射角を変換する場合でも、耐熱性の高い部材を基材とする拡散部材を用いたり、放熱手段４４を設けることが可能である。これにより、拡散部材を高温化や高強度の光を使用したり、光拡散に伴う発熱を軽減することができる。また、フィルタ等、光変換に伴い熱を発生する光変換素子を用いる場合においても、同様である。
Moreover, although the example which makes white light by the fluorescent substance 30-1 and 30-2 was shown, it does not restrict to this. Even when the radiation angle is converted using the diffusing member 32-1, it is possible to use a diffusing member whose base material is a member having high heat resistance, or to provide the
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的な構成については、上記第１実施形態と共通となっている。ここでは、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The present embodiment is common to the first embodiment with respect to the basic configuration. Here, only the parts different from the first embodiment will be described.
本第３実施形態に係る光源システムは、基本的には、図１に示した上記第１実施形態と共通に構成されている。本第３実施形態は、上記第１実施形態と比べ、光変換ユニット群のメンバー構成が異なっており、また、光源ユニット群は、光源ユニット１００−１のみをメンバーとしている点が異なっている。 The light source system according to the third embodiment is basically configured in common with the first embodiment shown in FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in the member configuration of the light conversion unit group, and the light source unit group is different in that only the light source unit 100-1 is a member.
本第３実施形態では、同じ光変換機能を有するものであって、光変換ユニット先端の保持部材の形状、サイズが互いに異なっている点が、上記第１及び第２実施形態と異なっている。 The third embodiment has the same light conversion function and is different from the first and second embodiments in that the shape and size of the holding member at the tip of the light conversion unit are different from each other.
すなわち、本第３実施形態の光変換ユニット群は、図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）に示すような、光変換ユニット２００−１，２００−６，２００−７の３つの光変換ユニットをメンバーとしている。これらの図において、上側は光ファイバ２２の中心軸を含む断面図であり、下側はその光変換ユニットを２次光の射出側、すなわち上側の図の右側から見た正面図である。各光変換ユニット２００−１，２００−６，２００−７の基本的な構造は、上記第１実施形態に示した第１の光変換ユニット２００−１と同様である。ただし、第６及び第７の光変換ユニット２００−６、２００−７は、第１の光変換ユニット２００−１と比べ、保持部材と蛍光体の大きさ、形のみが異なっている。
That is, the light conversion unit group of the third embodiment includes three light conversion units 200-1, 200-6, and 200-7 as shown in FIGS. 9A to 9C. Is a member. In these drawings, the upper side is a cross-sectional view including the central axis of the
図９（Ａ）に示した第１の光変換ユニット２００−１は、上記第１実施形態で説明し、図２（Ａ）に示した第１の光変換ユニット２００−１と同じものである。図９（Ｂ）は、第６の光変換ユニット２００−６を示す図であり、上記第１の光変換ユニット２００−１の蛍光体３０−１、保持部材４０−１を径方向に大きくしたもの（それぞれ蛍光体３０−６、保持部材４０−６）で、蛍光体３０−６の厚さは蛍光体３０−１と同じである。図９（Ｃ）は、第７の光変換ユニット２００−７を示す図であり、蛍光体３０−７は、蛍光体３０−６を中心から二つに切断した片方であり、保持部材４０−７は、蛍光体３０−７を保持するのに適した形としている。 The first light conversion unit 200-1 shown in FIG. 9 (A) is the same as the first light conversion unit 200-1 described in the first embodiment and shown in FIG. 2 (A). . FIG. 9B is a diagram showing the sixth light conversion unit 200-6, and the phosphor 30-1 and the holding member 40-1 of the first light conversion unit 200-1 are enlarged in the radial direction. The phosphor 30-6 has the same thickness as that of the phosphor 30-1 (the phosphor 30-6 and the holding member 40-6, respectively). FIG. 9C is a diagram showing the seventh light conversion unit 200-7, and the phosphor 30-7 is one of the phosphors 30-6 cut into two from the center, and the holding member 40- 7 has a shape suitable for holding the phosphor 30-7.
次に、本第３実施形態に係る光源システ−ムの動作について説明する。光源ユニット群に属するメンバーと光変換ユニット群に属するメンバーの全ての組み合わせについて、青色レーザ光から白色の照明光を生成する一連の動作については、上記第１実施形態の光源ユニット１００−１と光変換ユニット２００−１の組み合わせの動作と同じである。 Next, the operation of the light source system according to the third embodiment will be described. For all the combinations of members belonging to the light source unit group and members belonging to the light conversion unit group, a series of operations for generating white illumination light from blue laser light is the same as the light source unit 100-1 of the first embodiment and the light. This is the same as the operation of the combination of the conversion units 200-1.
なお、第１の光変換ユニット２００−１のように先端径が細いものは、小さな点から発光するため点光源に近く、サイズの大きい第６の光変換ユニット２００−６は、それより面光源に近い発光となる。また、形状の違いにより、配光などが変化する。 In addition, since the thing with a thin tip diameter like the 1st light conversion unit 200-1 is light-emitted from a small point, it is close to a point light source, and the 6th light conversion unit 200-6 with a larger size is a surface light source from it. Light emission close to. Moreover, light distribution etc. change with the difference in shape.
以上のように、本第３実施形態に係る光源システムでは、光変換ユニットを搭載する場所的な制限に対し、適したサイズ、形状の光変換ユニット２００−１，２００−６，２００−７を選択することが可能となる。 As described above, in the light source system according to the third embodiment, the light conversion units 200-1, 200-6, and 200-7 having a suitable size and shape with respect to the limitation on the place where the light conversion unit is mounted are provided. It becomes possible to select.
この場合、上記第１実施形態で示した効果に加え、以下の効果がある。すなわち、一つの光源ユニット１００−１に対し、光変換ユニット２００−１，２００−６，２００−７を適切に選択するだけで、照明装置を搭載する領域に対し、最適なスペース効率となるような先端ユニットを選択することが可能となる。例えば、撮像素子等と組み合わせるときや内視鏡など、小さなスペースに搭載する必要がある場合、他の部材の隙間のスペースを有効に活用するように、適した光変換ユニットを選択することが可能となる。 In this case, in addition to the effects shown in the first embodiment, there are the following effects. That is, it is possible to achieve optimum space efficiency with respect to the area where the illumination device is mounted by simply selecting the light conversion units 200-1, 200-6, and 200-7 for one light source unit 100-1. It is possible to select an appropriate tip unit. For example, when it is necessary to mount in a small space such as when combined with an image sensor or an endoscope, it is possible to select a suitable light conversion unit so as to effectively utilize the space between the gaps of other members It becomes.
なお、図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）に示した形状、サイズは一例に過ぎず、様々な変形が可能である。楕円形や方形はもちろん、撮像素子の搭載を考慮した異形の光変換ユニットを作製することができる。 Note that the shapes and sizes shown in FIGS. 9A to 9C are merely examples, and various modifications can be made. In addition to an elliptical shape and a rectangular shape, it is possible to manufacture a light conversion unit having an irregular shape in consideration of mounting of an image sensor.
また、光変換素子は、蛍光体に限らず、拡散部材やコリメートレンズ群など、放射角のみを変換する光変換素子や、波長選択フィルタ、及びそれらの組み合わせなど、様々なものが可能である。 In addition, the light conversion element is not limited to a phosphor, and various elements such as a light conversion element that converts only the radiation angle, a wavelength selection filter, and combinations thereof, such as a diffusing member and a collimating lens group, are possible.
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本第４実施形態は、基本的な構成については、上記第１実施形態と共通となっている。ここでは、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
The fourth embodiment is common to the first embodiment with respect to the basic configuration. Here, only the parts different from the first embodiment will be described.
本第４実施形態に係る光源システムは、光源ユニットと光変換ユニットとを着脱する接続部の位置が上記第１乃至第３実施形態とは異なっている。 The light source system according to the fourth embodiment is different from the first to third embodiments in the position of the connecting portion that attaches and detaches the light source unit and the light conversion unit.
すなわち、図１０に示すように、本実施形態に係る光源システムでは、上記第１実施形態に係る光源システムと比較して、接続部５１が、導光路としての光ファイバ２０上ではなく、フェルール４２と保持部材の間に設けられている点が異なっている。なお、光源ユニット１００−４，１００−５、光変換ユニット２００−８，２００−９，２００−１０は、接続部の位置、構造のみが上記第１実施形態に示した光源ユニット１００−１，１００−２、光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３と異なっており、光学的な機能については、個々で示した順番どおりに、対応するそれぞれが同じ機能を有している。
That is, as shown in FIG. 10, in the light source system according to the present embodiment, the connecting
光源ユニット１００−４，１００−５は、図１０に示すように、半導体レーザ１０−１，１０−２、光ファイバ２０、フェルール４２、及び接続部５１の一方のコネクタ５３により構成されている。接続部５１は、簡便のため省略して記載したが、コネクタ５３とコネクタ５５は、互いを固定する勘合部等の、嵌め合い構造を有している。
As shown in FIG. 10, the light source units 100-4 and 100-5 are configured by semiconductor lasers 10-1 and 10-2, an
接続部５１は、フェルール４２が保持部材４０−８，４０−９，４０−１０内の光変換素子と最適な位置関係となるように位置決めする機能を有している。
The connecting
本実施形態の光変換ユニット群のメンバーである光変換ユニット２００−８，２００−９，２００−１０の断面図を図１１（Ａ）乃至図１１（Ｃ）に示す。 11A to 11C are cross-sectional views of the light conversion units 200-8, 200-9, and 200-10 that are members of the light conversion unit group of the present embodiment.
各光変換ユニット２００−８，２００−９，２００−１０には、接続部５１の一方のコネクタ５５が形成されている。コネクタ５５は、リング状であり、内部にフェルール４２と勘合する貫通孔が形成されている。
One
光源ユニット１００−４，１００−５の光ファイバ先端部に配置したフェルール４２をコネクタ５５の貫通孔、保持部材４０−８，４０−９，４０−１０の貫通孔に挿入すると、フェルール４２の端部が蛍光体３０−１，拡散部材３２−１，コリメートレンズ群３４−１と略接する位置で、コネクタ５３とコネクタ５５とが勘合し、固定されるように構成されている。
When the
以上のような本第４実施形態に係る光源システムの動作は、光源ユニット群に属するメンバーと光変換ユニット群に属するメンバーの全ての組み合わせについて、基本的な動作は、上記第１実施形態で説明した動作と同様である。 The operation of the light source system according to the fourth embodiment as described above is basically described in the first embodiment for all combinations of members belonging to the light source unit group and members belonging to the light conversion unit group. The operation is the same as that described above.
以上のように、本第４実施形態に係る光源システムでは、光源ユニット１００−１の構造をほとんど複雑化せずに、光変換ユニット２００−８，２００−９，２００−１０の構造をシンプルにできるため、小型化、低コスト化に適している。 As described above, in the light source system according to the fourth embodiment, the structure of the light conversion units 200-8, 200-9, and 200-10 is simplified without substantially complicating the structure of the light source unit 100-1. Therefore, it is suitable for downsizing and cost reduction.
このように、光変換ユニット２００−８，２００−９，２００−１０を小型、低コスト化できるため、多くの光変換ユニットを保持、保管し易くなる。また、光源装置の先端部のみを交換することが可能になるため、例えば、内視鏡などに光源装置を組み込んだ場合でも、第１乃至第３実施形態の場合と比較して、交換作業を容易に行うことが可能となる。 Thus, since the light conversion units 200-8, 200-9, and 200-10 can be reduced in size and cost, a large number of light conversion units can be easily held and stored. In addition, since it is possible to replace only the tip portion of the light source device, for example, even when the light source device is incorporated in an endoscope or the like, the replacement work is performed as compared with the case of the first to third embodiments. It can be easily performed.
なお、本第４実施形態では、図１０に示すように、接続部５１が保持部材４０−８，４０−９，４０−１０とフェルール４２の間にある例を示したが、これに限らない。例えば、図１２に示すように、保持部材４０−１１と光変換素子の一つである蛍光体３０−１，３０−２とが着脱可能に構成されても良い。すなわち、接続部５１０は、光変換素子（３０−１，３０−２）と保持部材４０−１１との間に設けられても良い。図１２は、点線で囲まれた領域のみ断面図として描かれている。接続部５１０は、該接続部５１０の一方である光変換素子の外面の一部である接続表面５３０と、保持部材４０−１１の内面である接続表面５５０と、により構成されても良い。この場合は、光源ユニット１００−６は、半導体レーザ１０−１、光ファイバ２０、フェルール４２及び保持部材４０−１１とから構成され、光変換ユニット２００−１１，２００−１２は、光変換素子（３０−１，３０−２）のみとなる。このように構成することで、交換するための光変換ユニット２００−１１，２００−１２を最小限の部材で構成することが可能となる。また、光変換ユニットを非常に小型に構成することが可能になる。なお、図示しないが、光変換ユニット２００−１１，２００−１２の接続表面５３０は、保持部材４０−１１の接続表面５５０と勘合するように、そのサイズが規定されるか、または勘合して保持する嵌め合い構造を有することで、不用意に脱離しないように構成されている。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 10, an example in which the connecting
なお、光変換ユニットの種類は、ここで示した例の他、第１乃至第３実施形態で説明した光変換ユニット２００−１〜２００−７や、波長選択フィルタ、それらの組み合わせ等、様々な変形が可能である。 In addition to the examples shown here, there are various types of light conversion units such as the light conversion units 200-1 to 200-7 described in the first to third embodiments, wavelength selection filters, combinations thereof, and the like. Deformation is possible.
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
本実施形態は、基本的な構成については、上記第１実施形態と共通となっている。ここでは、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
The present embodiment is common to the first embodiment with respect to the basic configuration. Here, only the parts different from the first embodiment will be described.
本第５実施形態に係る光源システムは、光源ユニットと光変換ユニットとを着脱する接続部の位置が上記第１乃至第４実施形態とは異なっている。 The light source system according to the fifth embodiment is different from the first to fourth embodiments in the position of the connecting portion for attaching and detaching the light source unit and the light conversion unit.
すなわち、本実施形態に係る光源システムでは、図１３に示すように、上記第１実施形態に係る光源システムと比較して、接続部５７が、光ファイバ２０上ではなく、半導体レーザ１０−１，１０−２と導光路としての光ファイバ２０との間に設けられている点が異なっている。
That is, in the light source system according to the present embodiment, as shown in FIG. 13, compared to the light source system according to the first embodiment, the connecting
なお、光源ユニット１００−７，１００−８、光変換ユニット２００−１３，２００−１４，２００−１５は、接続部の位置、構造のみが上記第１実施形態に示した光源ユニット１００−１，１００−２、光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３と異なっており、光学的な機能については、対応するそれぞれが同じ機能を有している。 The light source units 100-7 and 100-8 and the light conversion units 200-13, 200-14, and 200-15 are the light source units 100-1 and 100-1 shown in the first embodiment only in the positions and structures of the connection portions. 100-2 and optical conversion units 200-1, 200-2, and 200-3, and corresponding optical functions have the same functions.
光源ユニット１００−７，１００−８は、図１３に示すように、半導体レーザ１０−１，１０−２及び接続部５７の一方のコネクタ５８により構成されている。接続部５７は、簡便のため省略して記載したが、コネクタ５８とコネクタ５９は、互いを固定する、勘合部等の嵌め合い構造を有している。
As shown in FIG. 13, the light source units 100-7 and 100-8 are configured by semiconductor lasers 10-1 and 10-2 and one
接続部５７は、フェルール４２が半導体レーザ１０−１，１０−２と最適な位置関係となるように位置決めする機能を有している。なお、フェルール４２と半導体レーザ１０−１，１０−２の光学的接続にはレンズ等が用いられる場合があるが、この場合接続部５７は、レンズとフェルール４２とが適切な位置関係となるように、位置決めする機能を有している。
The connecting
本実施形態の光変換ユニット群に属するメンバーである光変換ユニット２００−１３，２００−１４，２００−１５は、図１３に示されている。 The light conversion units 200-13, 200-14, and 200-15 that are members belonging to the light conversion unit group of the present embodiment are illustrated in FIG.
光変換ユニット２００−１３，２００−１４，２００−１５の、光射出端側の構造は、上記第１実施形態と同様に構成されている。上記第１実施形態と比較して、接続部５７の構造が、光源ユニット１００−７，１００−８と直接接続に適するように構成されている他は、上記第１実施形態の光変換ユニット２００−１，２００−２，２００−３と同様である。
The light emitting end side structures of the light conversion units 200-13, 200-14, and 200-15 are configured in the same manner as in the first embodiment. Compared with the first embodiment, the structure of the
接続部５７は、光源ユニット１００−７，１００−８の半導体レーザ１０−１，１０−２から射出される１次光を効率良く受光する位置にフェルール４２が位置するように、フェルール外形とコネクタ５８が有する貫通孔の内径とが勘合するように構成されている。フェルール４２とコネクタ５８が勘合し、光ファイバ２０の先端が１次光を効率良く受光する位置になったときに、コネクタ５８とコネクタ５９とが固定されるように構成されている。これにより、接続部５７での１次光伝達効率が高くなるように調整されている。
The connecting
以上のような本第５実施形態に係る光源システムの動作は、光源ユニット群に属するメンバーと光変換ユニット群に属するメンバーの全ての組み合わせについて、基本的な動作は、上記第１実施形態で説明した動作と同様である。 The operation of the light source system according to the fifth embodiment as described above is basically described in the first embodiment for all combinations of members belonging to the light source unit group and members belonging to the light conversion unit group. The operation is the same as that described above.
以上のように、本第５実施形態に係る光源システムでは、光変換ユニットの構造をほとんど複雑化せずに、光源ユニット１００−７，１００−８の構造をシンプルにできるため、小型化、低コスト化に適している。 As described above, in the light source system according to the fifth embodiment, the structure of the light source units 100-7 and 100-8 can be simplified without substantially complicating the structure of the light conversion unit. Suitable for cost reduction.
すなわち、本実施形態の構成によると、光源ユニット１００−７，１００−８を小型、低コスト化することができる。また、１次光源としての半導体レーザ１０−１，１０−２のみを交換することが可能になるため、例えば、内視鏡などに光源装置を組み込んだ場合でも、上記第１乃至第３実施形態の場合と比較して、交換作業を容易に行うことが可能となる。特に、水中等を照明する場合、接続部５７が光ファイバ２０より先端側にないため、防水構造を構築し易い。
That is, according to the configuration of the present embodiment, the light source units 100-7 and 100-8 can be reduced in size and cost. In addition, since only the semiconductor lasers 10-1 and 10-2 as the primary light source can be exchanged, for example, even when the light source device is incorporated in an endoscope or the like, the first to third embodiments described above. Compared to the case, the replacement work can be easily performed. In particular, when illuminating underwater or the like, since the connecting
なお、光変換ユニットの種類は、ここで示した例の他、第１乃至第３実施形態で説明した光変換ユニット２００−１〜２００−７や、波長選択フィルタ、それらの組み合わせ等、様々な変形が可能である。 In addition to the examples shown here, there are various types of light conversion units such as the light conversion units 200-1 to 200-7 described in the first to third embodiments, wavelength selection filters, combinations thereof, and the like. Deformation is possible.
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are naturally possible within the scope of the gist of the present invention.
例えば、上記全ての実施形態において、導光路として光ファイバ２０，２２を用いる例のみを示したが、これに限らない。一般に使用される様々な導光路を使用することができる。例えば、フィルム基板上に屈折率の異なる領域を互いに接するように構成されるフィルム導光路や、半導体基板上に屈折率の異なる領域を互いに接することで構成される半導体導光路や、樹脂等により構成されるスラブ型導光路など、様々な導光路を利用することが可能である。
For example, in all the embodiments described above, only the example using the
図１４は、第１実施形態における、光源ユニット１００−１と光変換ユニット２００−１に用いられている光ファイバ２０，２２を、フィルム導光路９０，９２で置き換えた例を示している。光源ユニット１００−９、光変換ユニット２００−１６では、フィルム導光路９０，９２を用いるために、接続部５０とその構成要素であるコネクタ５２，５４は、接続部５００とコネクタ５２０，５４０とに置き換えている。また、フェルール４２も、導光路端部保持部材４２０に置き換えられている。
FIG. 14 shows an example in which the
フィルム導光路９０，９２は、図１５に示すように、透明なフィルム基板９００上に、フィルム基板９００より屈折率の高い透明な部材により導光部９１０が形成され、さらにその上に、フィルム基板９００と略等しい屈折率を有する透明なカバー部材９２０が配置されて、構成されている。このように構成することで、導光部９１０に入射した光は、フィルム基板９００やカバー部材９２０に伝播しにくくなり、効率良く光を導光することが可能に構成されている。
As shown in FIG. 15, the film light guides 90 and 92 are formed on a
なお、接続部５００は、フィルム導光路を着脱可能とするコネクタ等、通常の技術を用いることができる。
In addition, the
さらに、フィルム導光路以外の半導体導光路やスラブ型導光路などを用いる場合、接続部は適宜、適切な技術を選択すれば良い。 Furthermore, when a semiconductor light guide other than the film light guide, a slab light guide, or the like is used, an appropriate technique may be selected as appropriate for the connection portion.
その他、発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な修整が可能である。 In addition, various modifications are possible without departing from the spirit of the invention.
１０−１〜１０−３…半導体レーザ、 ２０，２２…光ファイバ、 ３０−１，３０−２，３０−６，３０−７…蛍光体、 ３２−１…拡散部材、 ３４−１…コリメートレンズ群、 ４０−１〜４０−１１…保持部材、 ４２…フェルール、 ４４…放熱手段、 ５０，５１，５７，５００，５１０…接続部、 ５２，５３，５４，５５，５８，５９，５２０，５４０…コネクタ、 ８０，８０−３…青色レーザ光、 ８０−１…黄色蛍光、 ８０−２…透過光、 ８０−４…コリメート光、 ９０，９２…フィルム導光路、 １００−１〜１００−９…光源ユニット、 ２００−１〜２００−１６…光変換ユニット、 ５３０，５５０…接続表面、 ９００…フィルム基板、 ９１０…導光部、 ９２０…カバー部材。 10-1 to 10-3 ... Semiconductor laser, 20 and 22 ... Optical fiber, 30-1, 30-2, 30-6 and 30-7 ... Phosphor, 32-1 ... Diffusing member, 34-1 ... Collimating lens Group, 40-1 to 40-11 ... holding member, 42 ... ferrule, 44 ... heat dissipation means, 50, 51, 57, 500, 510 ... connection part, 52, 53, 54, 55, 58, 59, 520, 540 ... Connector, 80, 80-3 ... Blue laser light, 80-1 ... Yellow fluorescence, 80-2 ... Transmitted light, 80-4 ... Collimated light, 90, 92 ... Film light guide, 100-1 to 100-9 ... Light source unit, 200-1 to 200-16, light conversion unit, 530, 550, connection surface, 900, film substrate, 910, light guide, 920, cover member.
Claims (18)
前記１次光の光学的性質を変換し、２次光を生成する光変換素子を含む光変換ユニットを着脱可能な、前記１次光の光路上に設けられた接続部と、
を具備することを特徴とする光源ユニット。 A primary light source that emits primary light;
A connection part provided on the optical path of the primary light, to which an optical conversion unit including a light conversion element that converts the optical properties of the primary light and generates secondary light is detachable;
A light source unit comprising:
複数の光変換ユニットにより構成される光変換ユニット群と、
を具備し、
前記光変換ユニット群に属する光変換ユニットは全て、前記接続部により、前記光源ユニットと接続可能であることを特徴とする光源システム。 The light source unit according to claim 1;
A light conversion unit group composed of a plurality of light conversion units;
Comprising
All the light conversion units belonging to the light conversion unit group can be connected to the light source unit by the connecting portion.
前記放射角変換素子は、前記１次光の放射角を広げる拡散部材か、または前記１次光を集光または散光するレンズであることを特徴とする請求項５に記載の光源システム。 The light conversion element that the light conversion unit has is a radiation angle conversion element,
The light source system according to claim 5, wherein the radiation angle conversion element is a diffusion member that widens the radiation angle of the primary light, or a lens that collects or scatters the primary light.
前記光変換ユニット群は、前記１次光の波長に対し吸収率が互いに異なる波長変換部材を有する複数の光変換ユニットを含んでいることを特徴とする請求項７に記載の光源システム。 The light conversion element is a wavelength conversion member that absorbs the primary light and converts it into light having a different peak wavelength and spectrum,
The light source system according to claim 7, wherein the light conversion unit group includes a plurality of light conversion units having wavelength conversion members having different absorption rates with respect to the wavelength of the primary light.
前記光源ユニット群のメンバーは、共通の前記接続部を有することを特徴とする請求項２乃至１１の何れかに記載の光源システム。 The light source unit constitutes a light source unit group by a plurality of light source units,
12. The light source system according to claim 2, wherein the members of the light source unit group have the common connection part.
前記接続部は、前記導光路上に設けられており、
前記導光路は、前記１次光源と前記接続部との間に光学的に接続された第１の導光路と、前記光変換素子に光学的に接続された第２の導光路と、を有していることを特徴とする請求項２乃至１３の何れかに記載の光源システム。 A light guide that optically connects the light source unit and the light conversion unit;
The connecting portion is provided on the light guide path,
The light guide path includes a first light guide path optically connected between the primary light source and the connection portion, and a second light guide path optically connected to the light conversion element. The light source system according to claim 2, wherein the light source system is a light source system.
前記接続部は、前記導光路の端部と前記光変換素子との間に設けられていることを特徴とする請求項２乃至１３の何れかに記載の光源システム。 The light source unit further includes a light guide that optically connects the primary light source and the connection portion,
The light source system according to claim 2, wherein the connection portion is provided between an end portion of the light guide path and the light conversion element.
前記接続部は、前記１次光源と前記導光路との間に設けられていること特徴とする請求項２乃至１３の何れかに記載の光源システム。 The light conversion unit further includes a light guide optically connected to the light conversion element,
The light source system according to claim 2, wherein the connection portion is provided between the primary light source and the light guide path.
前記１次光を射出する１次光源を有する光源ユニットに対して着脱可能とする、前記１次光の光路上に設けられた接続部と、
を具備することを特徴とする光変換ユニット。 A light conversion element that converts the optical properties of the primary light and generates secondary light;
A connecting portion provided on an optical path of the primary light, which is detachable from a light source unit having a primary light source that emits the primary light;
An optical conversion unit comprising:
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