CN103402420B - 光源模块以及光源系统 - Google Patents

Abstract

光源模块包括：1次光单元（10），射出1次光；光变换单元（20），接受1次光并变换为2次光来射出；光检测单元（30），检测光；多条光纤（40），对光进行导光；以及光分支单元（50），具备多个1次端子和多个2次端子，将入射到1次端子之一的光从多个2次端子射出，将入射到2次端子之一的光从多个1次端子射出。这里，将1次光单元以及光检测单元配置在光分支单元的1次端子侧，将光变换单元配置在光分支单元的2次端子侧，以便经由上述多条光纤能够将1次光从1次光单元朝向光变换单元导光，并且能够将2次光从光变换单元朝向光检测单元导光。

Description

光源模块以及光源系统

技术领域

本发明涉及光源模块以及使用该光源模块的光源系统。

背景技术

已知有如下光源模块：将从半导体激光器(LD)等的1次光单元射出的1次光经由光纤向波长变换部件导光，并通过该波长变换部件变换为具有所期望的波长的2次光，将该变换后的2次光作为照明光来射出。

专利文献1提出了如下结构的光纤光源结构，即：在这种光源模块中采用2条光纤从1次光单元向配置了多个波长变换部件的光变换单元导光。通过做成这种结构，能够提供一种即使一个光纤断线或发生波长变换部件之一脱落或破损等故障，照明也不会完全停止的光纤光源。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－189463号公报

发明概要

发明要解决的技术问题

在上述专利文献1公开的技术中，在一个光纤断线或一个波长变换元件故障等发生了异常时，能够确保照明不会完全停止的状况。但是，上述专利文献1公开的技术中，不能检测该异常的发生。

发明内容

本发明是鉴于上述的问题而做出的，目的在于提供一种在异常发生时能够检测该情况的光源模块以及使用该光源模块的光源系统。

用于解决技术问题的手段

本发明的光源模块的一形态的特征在于，具备：

1次光单元，射出1次光；

光变换单元，接受上述1次光并变换为2次光，射出该变换后的2次光；

光检测单元，检测光；

多条光纤，对光进行导光；以及

光分支单元，具备多个1次端子和多个2次端子，将入射到上述1次端子之一的光从上述多个2次端子射出，将入射到上述2次端子之一的光从上述多个1次端子射出，

上述1次光单元以及上述光检测单元配置在上述光分支单元的上述1次端子侧，上述光变换单元配置在上述光分支单元的上述2次端子侧，以便经由上述多条光纤能够将上述1次光从上述1次光单元向上述光变换单元进行导光，并且能够将上述2次光从上述光变换单元向上述光检测单元进行导光。

并且，本发明的光源系统的一形态的特征在于，具备：

上述光源模块的一形态；

1次光源驱动电路，驱动上述光源模块的上述1次光单元；

异常诊断电路，基于上述光检测单元的检测结果，诊断异常检测对象区域有无异常；以及

1次光源驱动控制电路，基于上述异常诊断电路的诊断结果，控制上述1次光源驱动电路对上述1次光单元的驱动。

进而，本发明的光源系统的另一形态的特征在于，

在上述光源模块的一形态中，上述光检测单元具备分光检测器，该分光检测器具有对入射的光的光谱或偏振光特性进行分光的功能，

本发明的光源系统的另一形态具备：

1次光源驱动电路，驱动上述光源模块的上述1次光单元；

异常诊断电路，基于上述光检测单元的上述分光检测器的检测结果，诊断异常检测对象区域有无异常和异常的推定原因；以及

1次光源驱动控制电路，基于上述异常诊断电路的诊断结果，控制上述1次光源驱动电路对上述1次光单元的驱动。

发明效果

根据本发明，1次光单元和光检测单元通过光分支单元、经由多条光纤而与光变换单元光连接，因此能够提供一种在异常发生时在确保照明不完全停止的状况的基础上能够检测异常发生的光源模块以及使用该光源模块的光源系统。

附图说明

图1是表示有关本发明的第1实施例的光源模块的构成的图。

图2是表示有关本发明的第1实施例的光源系统的构成的图。

图3A是表示有关本发明的第2实施例的光源模块的构成的图。

图3B是用于说明异常检测对象区域的异常时的影响的图。

图4是表示有关本发明的第2实施例的光源系统的构成的图。

图5是表示有关第1实施例的光源模块的变形例的构成的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明用于实施本发明的形态。

[第1实施例]

有关本发明的第1实施例的光源模块例如作为内视镜的照明装置来使用。该光源模块如图1所示，由1次光单元10、光变换单元20、光检测单元30、多条光纤40、以及光分支单元50构成。

这里，1次光单元10是射出1次光的光源。

光变换单元20接受从上述1次光单元10经多条(本实施例中为2条)光纤40导光的1次光并变换为2次光，将该变换后的2次光作为照明光射出。因此，该光变换单元20具备多个(本实施例中为2个)光变换部件21，该多个光变换部件21具有变换来自1次光单元10的1次光的光学特性的功能。该“变换光学特性的功能”例如相当于变换光谱的功能(荧光体，场致发光，半导体发光，光滤波器，产生2次高次谐波)、变换配光的功能(光扩散，透镜作用等)、变换偏振光的功能等。因而，1次光在成为由该光变换部件21变换为规定的光学特性的2次光后，作为该光源模块的照射光而向未图示的照射对象射出。另外，即使采用了规定的聚光结构，该2次光也不是全部朝向照明对象，这种2次光的一部分由上述多条光纤40作为与上述1次光反方向的折返光来导光。

光检测单元30检测由上述多条光纤40导光来的折返光。

光分支单元50具备多个(本实施例中为2个)1次端子和多个(本实施例中为2个)2次端子。该光分支单元50具有将入射到1次端子之一的光从该多个2次端子射出、将入射到2次端子之一的光从该多个1次端子射出的光分支功能。并且，本实施例中，以1次光单元10以及光检测单元30配置在该光分支单元的1次端子侧、光变换单元20配置在该光分支单元50的2次端子侧的方式分别光连接。由此，经由多条光纤40能够将来自1个1次光单元10的1次光朝向光变换单元20导光，并且能够将来自光变换单元20的2次光(折返光)朝向1个光检测单元30导光。

在这种构成的光源模块中，若发生某一光纤40断裂等的异常，则向光变换单元20的1次光减少，因此来自光变换单元20的光变换后的光输出降低。此时，在该异常发生位置(断裂等)被反射，该反射后的1次光在光纤40中作为反方向的折返光被导光，成为经由光分支单元50而被光检测单元30检测的状态。并且，若发生这种异常，则1次光有可能脱离异常发生位置(断裂等)。即，发生来自异常发生位置的附近的1次光的泄漏，进而发生由此引起的局部发热等，引发对该光源模块的使用者来说不理想的现象及设备损伤等。特别是，在1次光是紫外线或激光等的情况下，存在一定的规定光量以上照射到人体的眼睛等的规定部位的可能性，因此作为装置的安全性降低。

并且，即使发生光变换单元20或其光变换部件21脱落或损伤等的异常，也有可能导致来自光变换单元20的光变换后的光输出降低，并且1次光脱离光变换单元20。即，1次光不被光变换，而是穿透光变换部件21而混入照射光，进而发生由此引起的局部发热等，引发对该光源模块的使用者来说不理想的现象及设备损伤等。特别是，在1次光是紫外线或激光等的情况下，存在一定的规定光量以上照射到人体的眼睛等的规定部位的可能性，因此作为装置的安全性降低。

在有关本实施例的光源模块中，在作为上述光分支单元50的2次端子侧的区域的异常检测对象区域、也就是光变换单元20以及光纤40发生了上述的异常的情况下，来自异常发生位置的1次光以及2次光的折返光从光纤40经由光分支单元50导光至光检测单元30。由此，若在异常检测区域中发生异常，则可利用光检测单元30检测的光量及光谱发生变化，因此能够检测上述的故障。另外，只要异常发生位置不同时发生在2条光纤40、或不同时发生在2个光变换部件21，则对光量而言来自光变换单元20的光变换后的光输出降低但不会停止，能够维持规定的输出。

如以上那样，为了检测来自多条(本实施例中为2条)光纤40全部(本实施例中为两方)的折返光，在光从1次光单元10导光至光变换部件21之间，设置光分支单元50，并且在光分支单元50的与1次光单元10并列的1次端子侧设置光检测单元30。通过设为这样的构成，在发生了光纤40的断裂、光变换单元20/光变换部件21的脱落这些部件损伤等的异常时，光纤40将来自异常发生位置的折返光经由光分支单元50向光检测单元30导光。因此，在这样的异常发生时能够根据由光检测单元30检测的光的光学特性(光量、光谱等)的变化来检测异常、或推定异常位置、或诊断异常的推定原因。并且，此时，只要异常发生位置不遍及多条光纤40、多个光变换部件21而产生，则来自光变换单元20的光变换后的光输出降低但不会停止，能够维持规定的输出。

即，1次光单元10和光检测单元30构成为，经由光分支单元50与多个组的“光纤40和光变换部件21”光连接。通过设为这样的构成，即使“光纤40和光变换部件21”的一组故障，也能够在维持规定的光输出的同时进行故障的程度及故障状态的推定。

并且，作为光变换单元20的光变换部件21，按照使用用途而采用通过对1次光的光谱、光量、配光特性、偏振光特性中的某一种进行变换或控制来产生2次光的结构。由此，能够实现可射出与其使用用途相符的不同的光谱、配光、偏振光的照明光的照明装置。

另外，光分支单元50相对于图1所示的光纤40，当然也可以不配置在1次光单元10侧而配置在光变换单元20侧。并且，光纤40当然也可以是以夹持光分支单元50的方式配置在1次光单元10侧和光变换单元20侧双方的构成。

但是，根据本光源模块的使用用途，有时优选构成为如图1所示将光分支单元50相对于异常检测对象部位配置在1次光单元10以及光检测单元30侧。例如，在将本光源模块作为内视镜的照明装置来使用的情况下，可以预想到光变换单元20被配置在插入到观察对象的内部的内视镜的插入部的前端，光纤40在该内视镜插入部内延伸。该内视镜的插入部为可动结构，以能够按照被检体内部的形状或插入路径而自如地弯曲等。因而，通过插入部的重复的可动，光纤40断线的可能性相比其他的使用用途要高。因此，优选构成为，将光分支单元50配置在1次光单元10以及光检测单元30侧，使插通到上述插入部的多条光纤40作为检测对象区域发挥作用。基于相同的理由，优选在上述光分支单元50的上述2次端子与上述光变换单元20之间配置的上述多条光纤40的长度比从上述1次光单元10到上述光分支单元50的上述1次端子的长度要长。

进而，若在1次光单元10以及光检测单元30与光分支单元50之间发生断线的异常，则来自光变换单元20的照明光完全停止、或异常检测功能停止。因此，优选如图1所示将1次光单元10、光检测单元30以及光分支单元50的相对位置固定，如将它们在相同的基板60上构成等，以免1次光单元10以及光检测单元30与光分支单元50之间的光连接断线。

接着，说明使用了上述那样的构成的光源模块的有关本发明的第1实施例的光源系统。

本光源系统除了上述光源模块之外，如图2所示还具备1次光源驱动电路71、光检测电路72、异常诊断电路73、1次光源驱动控制电路74以及异常通知部75。

这里，1次光源驱动电路71驱动上述光源模块的1次光单元10。

光检测电路72是对上述光源模块的光检测单元30的输出进行放大放大器等。

异常诊断电路73基于经由光检测电路72输入的光检测单元30的检测结果，诊断异常检测对象区域有无异常。

1次光源驱动控制电路74基于异常诊断电路73的诊断结果，控制1次光源驱动电路71对上述光源模块的1次光单元10的驱动，并且对用于将异常的发生通知给该光源系统的使用者的异常通知部75进行驱动控制。

在这种构成的光源系统中，将光检测单元30的输出经由光检测电路72输入至异常诊断电路73，进行异常程度的推定。并且，在有可能发生照明光中包含的1次光的穿透、光纤40或光纤40的前端部的漏光、发热的情况下，1次光源驱动控制电路74能够按照推定出的异常程度，通过异常通知部75将异常发生状况通知给使用者。

并且，1次光源驱动控制电路74按照异常程度，利用事先设定的标准或运算方法来设定1次光源驱动电路71的驱动等级(drive level)，由此即使并不一定停止来自光源模块的光输出，也能够确保设备损伤及对使用者的安全性。另外，在将1次光单元10的驱动限制为规定的等级的方法中，除了DC地限制驱动等级也就是控制驱动强度的方法以外，还可以适用控制脉冲宽度、脉冲周期的方法等。

如以上那样，本光源系统中不仅不完全停止照明，还能够适当地设定安全性和亮度，因此能够将异常发生的影响抑制到最小限度。

[第2实施例]

有关本发明的第2实施例的光源模块如图3A所示，在有关上述第1实施例的光源模块中的光检测单元30中导入了具备光谱或偏振光等的分光功能的分光检测器31。

这样，通过利用光检测单元30的分光检测器31来将1次光成分和2次光成分进行分光并检测，典型的是推定出如图3B所示的现象。

即，若光纤40中出现断裂或裂痕，则由光检测单元30的分光检测器31检测出的1次光成分的光量以中等程度增加，2次光成分的光量减少。这是因为在光纤40中发生了裂痕或断裂的情况下光纤40的断裂的端面不会成为镜面状态，因此基于该端面的1次光的反射光量会中等程度地增加。此时，关于光源模块的光输出，1次光成分的变动少，但2次光成分的光量减少。因而，发生2次光成分降低、即照明光变暗这样的影响，并且发生作为光导光路的光纤40的途中的发热或漏光的影响。

另一方面，若光变换单元20的光变换部件21脱落，则由光检测单元30的分光检测器31检测出的1次光成分的光量大幅增加，2次光成分的光量减少。这是因为因光变换部件21的脱落而露出的光纤40的端面多数情况下成为镜面状态，因此1次光非常强地反射。此时，关于光源模块的光输出，1次光成分的穿透成分增加，2次光成分的光量减少。因而，发生2次光成分降低、即照明光变暗这样的影响，并且发生来自光源模块的1次光输出增加这样的影响。

并且，在光变换单元20的光变换部件21受到损伤时(例如烧焦)，由光检测单元30的分光检测器31检测出的1次光成分的变动少，但2次光成分的光量减少。这是因为在烧焦部分几乎不发生1次光的反射。此时，关于光源模块的光输出，1次光成分的变动少，但2次光成分的光量减少。因而，发生2次光成分降低、即照明光变暗这样的影响，并且发生光源模块前端部发热这样的影响。

因而，通过在光检测单元30设置具有将入射的光的光谱或偏振光特性进行分光的功能的分光检测器31，能够基于由该分光检测器31检测出的1次光成分和2次光成分的状态来推定所发生的异常的原因。

另外，图3B所示的异常的原因和其影响是一例，当然并不限定于此。

接着，说明使用了如上所述的构成的光源模块的有关本发明的第2实施例的光源系统。

本光源系统的构成如图4所示，除了有关本第2实施例的光源模块以外，还具备1次光源驱动电路71、光检测电路72、异常诊断电路73、1次光源驱动控制电路74、以及异常通知部75。这里，1次光源驱动电路71、光检测电路72、异常诊断电路73、1次光源驱动控制电路74、以及异常通知部75的功能与上述第1实施例的功能相同。

但是，本实施例中，光检测电路72对上述光源模块的光检测单元30所具备的分光检测器31的输出进行放大。并且，异常诊断电路73基于经由光检测电路72而输入的分光检测器31的检测结果来进行异常检测对象区域有无异常、异常的推定原因的诊断。此外，在有可能发生照明光中包含的1次光的穿透、光纤40或光纤40的前端部的漏光、发热的情况下，1次光源驱动控制电路74能够按照推定出的异常程度、异常原因，通过异常通知部75将异常发生状况通知给使用者。

并且，1次光源驱动控制电路74按照异常程度或故障的推定原因，利用事先设定的标准及运算方法设定1次光源驱动电路71的驱动等级，由此即使并不一定停止来自光源模块的光输出也能够确保设备损伤及对使用者的安全性。另外，在将1次光单元10的驱动限制为规定的等级的方法中，除了DC地限制驱动等级也就是控制驱动强度的方法以外，还能适用控制脉冲宽度及脉冲周期的方法等。

如以上那样，本光源系统中不仅不完全停止照明，还能够适当地设定安全性和亮度，因此能够将异常发生的影响限制到最小限度。

并且，1次光源驱动控制电路74能够与由光检测单元30的分光检测器31检测出的光谱、光量、偏振光特性中的某一个具有关联性地设定1次光源驱动电路的驱动状态。

基于以上实施例说明了本发明，但本发明并不限定于上述的实施例，在本发明的主旨的范围内当然能够进行各种变形及应用。

例如，光变换单元20的光变换部件21和光纤40的数量没必要像图1所示那样一致，例如也可以如图5所示，将多条光纤40连接在1个光变换部件21上。

Claims (7)

1.一种光源系统，其特征在于，

具备光源模块和异常诊断电路，

上述光源模块具有：

1次光单元(10)，射出1次光；

光变换单元(20)，接受上述1次光并变换为2次光，射出该变换后的2次光；

光检测单元(30)，对光进行检测；

多条光纤(40)，对光进行导光；以及

光分支单元(50)，具备多个1次端子和多个2次端子，将入射到上述1次端子之一的光从上述多个2次端子射出，将入射到上述2次端子之一的光从上述多个1次端子射出，

上述光变换单元包括多个光变换部件，

上述1次光单元以及上述光检测单元配置在上述光分支单元的上述1次端子侧，上述光变换单元配置在上述光分支单元的上述2次端子侧，上述多个光变换部件经由上述多条光纤而与上述多个2次端子光连接，以便经由上述多条光纤能够将上述1次光从上述1次光单元朝向上述光变换单元导光，并且能够将上述2次光从上述光变换单元朝向上述光检测单元导光，

上述光检测单元具备分光检测器(31)，该分光检测器(31)具有对所入射的光的光谱或偏振光特性进行分光的功能，

上述异常诊断电路(73)基于上述光检测单元的上述分光检测器的检测结果，诊断异常检测对象区域有无异常以及异常的推定原因，

上述异常诊断电路基于由上述光检测单元的上述分光检测器检测到的1次光成分和2次光成分，进行上述诊断，

上述光源系统还具备：

1次光源驱动电路(71)，驱动上述光源模块的上述1次光单元；以及1次光源驱动控制电路(74)，基于上述异常诊断电路的诊断结果，控制上述1次光源驱动电路对上述1次光单元的驱动。

2.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，

配置在上述光分支单元的上述2次端子与上述光变换单元之间的上述多条光纤的长度比从上述1次光单元到上述光分支单元的上述1次端子的长度长。

3.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，

上述光分支单元相对于异常检测对象部位，配置在上述1次光单元以及上述光检测单元侧。

4.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，

上述多个光变换部件具有通过对上述1次光的光谱、光量、配光特性、偏振光特性中的某一个进行变换或控制而产生上述2次光的功能。

5.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，

上述1次光源驱动控制电路具有如下功能：与上述光检测单元的上述分光检测器所检测出的光谱、光量、偏振光特性中的某一个具有关联性地设定上述1次光源驱动电路的驱动状态。

6.如权利要求5所述的光源系统，其特征在于，

上述1次光源驱动控制电路设定上述1次光源驱动电路的驱动强度或驱动脉冲宽度。

7.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，

还具备用于通知异常的发生的异常通知部(75)，

上述1次光源驱动控制电路基于上述异常诊断电路的诊断结果，对上述异常通知部进行驱动控制。