CN112670816A - 光源装置 - Google Patents

光源装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112670816A
CN112670816A CN202011057985.3A CN202011057985A CN112670816A CN 112670816 A CN112670816 A CN 112670816A CN 202011057985 A CN202011057985 A CN 202011057985A CN 112670816 A CN112670816 A CN 112670816A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light source
light
led
source device
led light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011057985.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112670816B (zh
Inventor
芜木清幸
三浦雄一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Original Assignee
Ushio Denki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK filed Critical Ushio Denki KK
Publication of CN112670816A publication Critical patent/CN112670816A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112670816B publication Critical patent/CN112670816B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/16—Microscopes adapted for ultraviolet illumination ; Fluorescence microscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/141—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/145—Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0087—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for illuminating phosphorescent or fluorescent materials, e.g. using optical arrangements specifically adapted for guiding or shaping laser beams illuminating these materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
    • G01N2021/6419—Excitation at two or more wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G01N21/6458—Fluorescence microscopy
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/062—LED's
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02469—Passive cooling, e.g. where heat is removed by the housing as a whole or by a heat pipe without any active cooling element like a TEC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供一种光源装置，具备激光激发光源和出射包含UV区域的波长不同的光的多个LED，能够稳定地输出UV区域的光。光源装置(100)具备：激光激发光源(110)，其具有激发用的半导体激光器、被该半导体激光器激发的荧光体、以及取出从该荧光体放射的荧光的光学系统；多个LED光源(120A～120D)，放射具有与荧光不同的波长的光；以及合成光学系统，对来自激光激发光源(110)的荧光和来自多个LED光源(120A～120D)的光进行合成，并从光出射部出射。多个LED光源(120A～120D)包括放射紫外区域的光的LED光源，多个LED光源(120A～120D)中的放射紫外区域的光的LED光源配置在比放射其他波长的光的LED光源更远离激光激发光源(110)的位置。

Description

光源装置
技术领域
本发明涉及将用于荧光显微镜等的、合成并出射多个波长的光的光源装置。
背景技术
以往，作为荧光显微镜用的光源，使用具有多个亮线的超高压水银灯、保持连续光的氙灯。
近年来，为了减轻环境负担等，在半导体激光器(LD)中激发Ce：YAG荧光体并使其荧光化的光源技术已被实用化。例如，在专利文献1中，作为显微镜用光源示出了如下光源装置，通过2片分色镜(DM)合成来自被LD激发的荧光体的放射光和包含紫外区域(UV区域)的波长不同的2个LED的放射光并出射。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2019/0121146号说明书
发明内容
发明所要解决的课题
在荧光显微镜用的光源装置中，为了具有与大量的荧光试剂对应的光谱，得到鲜明的荧光图像，使用高输出的激光激发光源。但是，激光激发光源的光输出相对于电气输入的效率差，发热量大。因此，配置在激光激发光源附近的LED容易受到该激光激发光源的热的影响。特别是在小型的光源装置中，部件间的配置间隔窄，配置在激光激发光源附近的LED容易升温。
LED具有如下特性：越是高温，发光效率越低，光输出降低。特别是在UV区域的LED中，该倾向强，容易导致光输出的降低。
这样，在具备激光激发光源和多个LED的荧光显微镜用的光源装置中，存在如下问题：激光激发光源成为热源，放射UV区域的光的LED受到热的影响而光输出降低。
因此，本发明的课题在于提供一种光源装置，该光源装置具备激光激发光源和放射包含UV区域的波长不同的光的多个LED，能够稳定地输出UV区域的光。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的光源装置的一个方式具备：激光激发光源，具有激发用的半导体激光器、被该半导体激光器激发的荧光体、以及取出从该荧光体放射的荧光的光学系统；多个LED光源，放射具有与上述荧光不同的波长的光；以及合成光学系统，将来自上述激光激发光源的荧光和来自上述多个LED光源的光合成，从光出射部出射，上述多个LED光源包括放射紫外区域的光的LED光源，上述多个LED光源中的放射上述紫外区域的光的LED光源配置在比放射其他波长的光的LED光源远离上述激光激发光源的位置。
这样，由于将放射UV区域的光的LED光源(UV-LED)配置在远离成为热源的激光激发光源的位置，因此能够抑制UV-LED的温度上升，抑制UV光的输出的降低。
另外，在上述光源装置中，也可以是，所述多个LED光源沿着取出所述荧光的光学系统的光轴配置成一列。在该情况下，能够以较窄的宽度配置多个LED光源，能够形成小型(窄幅)的光源装置。
并且，在上述光源装置中，也可以是，放射所述紫外区域的光的LED光源配置在最靠近配置于取出所述荧光的光学系统的光轴末端的所述光出射部的位置。在该情况下，能够使从UV-LED放射的光不损失地从光出射部出射，能够适当地得到UV光的放射强度。
另外，在上述光源装置中，也可以是，所述多个LED光源从与所述光轴正交的方向放射光，所述合成光学系统还具备将从所述多个LED光源放射的光的行进方向分别变换为与所述光轴平行的方向的分色镜。
在该情况下，能够使多个LED光源的配置姿势一致，因此能够容易且适当地配置多个LED光源。另外，通过以从与取出荧光的光学系统的光轴正交的方向放射光的方式配置LED光源，能够容易地将来自LED光源的光的行进方向变换为与光轴平行的方向。
并且，在上述光源装置中，也可以是，将与所述多个LED光源分别对应的所述分色镜配置在所述光轴上。在该情况下，能够在取出荧光的光学系统的光轴上合成该荧光和来自多个LED光源的光。另外，通过将分色镜配置在取出荧光的光学系统的光轴上，能够进一步降低光源装置的占用面积。
另外，在上述光源装置中，也可以是，从所述激光激发光源朝向所述光出射部，从放射的光的波长较长的光源起依次配置所述多个LED光源。在该情况下，分色镜的设计以及制作变得容易，能够成为廉价的结构。
此外，在上述光源装置中，也可以是，所述LED光源具备：LED；准直透镜，对从该LED放射的光进行准直；以及金属制的第一壳体，收容所述LED以及所述准直透镜。
在该情况下，能够使由LED产生的热向作为金属壳体的第一壳体传导，因此能够适当地抑制LED的温度上升，抑制光输出的降低。
另外，在上述光源装置中，也可以是，还具备收纳所述激光激发光源以及所述合成光学系统的金属制的第二壳体，所述第一壳体配置于所述第二壳体外。
在该情况下，能够使由半导体激光器、荧光体产生的热向作为金属壳体的第二壳体传导，因此能够适当地抑制半导体激光器以及荧光体的温度上升，抑制荧光输出的降低。另外，由于容纳激光激发光源的壳体与容纳合成光学系统的壳体成为一体，因此能够增加壳体的表面积，能够提高激光激发光源产生的热的散热效率。
并且，在上述光源装置中，也可以是，与所述多个LED光源分别对应的多个所述第一壳体固定在构成所述第二壳体的壳体壁面中的同一面上。
在该情况下，能够提高多个LED光源的配置精度，能够降低光损失。
发明效果：
根据本发明的光源装置，由于将UV区域LED配置在比其他LED远离激光激发光源的位置，因此能够抑制UV区域LED的温度上升。因此，能够稳定地输出UV区域的光
附图说明
图1是表示具备本实施方式中的光源装置的荧光显微镜的结构例的图。
图2是表示光源装置的结构例的图。
图3是表示干涉滤波器(分色镜)的分光反射率的图。
图4是光源装置出射的光的光谱。
图5是表示LED的温度与光输出的关系的图。
符号说明
100…光源装置，101…光纤，110…激光激发光源，111…LD用壳体体，112…冷却散热片，120A～120D…LED光源，121a…LED用壳体，122a…LED，123a…准直透镜，124a…准直透镜，130…合成光学系统，131…光学系统用壳体，132a～132d…干涉滤波器(分色镜)，133…聚光透镜，200…主体部，201…激发滤波器，202…分色镜，203…物镜，204…吸收滤波器，205…目镜，206…光学适配器，300…试样，1000…荧光显微镜系统
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示具备本实施方式的光源装置100的荧光显微镜系统1000的结构例的图。
荧光显微镜系统1000具备光源装置100和主体部200。主体部200具备激发滤波器201、分色镜202、物镜203、吸收滤波器204、目镜205以及光学适配器206。另外，目镜205也可以包括照相机等摄像光学系统。
从光源装置100的光纤101出射的光经由光学适配器206，仅适当的光被导光至主体部，通过激发滤波器201被限制为仅激发波长的光。透过了激发滤波器201的激发光被分色镜202反射，经由物镜203照射到试样(荧光试样)300。试样300通过照射激发光而激发，发出荧光。
从试样300发出的荧光经由物镜203入射到分色镜202，透过分色镜202入射到吸收滤波器204。吸收滤波器204截止多余波长的光，仅使从试样300产生的荧光入射到目镜205。由此，能够观察从试样300产生的荧光。
以下，对光源装置100进行具体说明。
图2是表示光源装置100的结构例的图。该图2表示从上方观察光源装置100的图。
光源装置100具备激光激发光源110、多个LED光源120A～120D以及合成光学系统130。
激光激发光源110具备LD用壳体111和冷却散热片112。LD用壳体111由散热性优异的金属材料形成，收纳未图示的多个激发用半导体激光器(LD)、被来自该激发用LD的激发光激发的荧光体(荧光板)、取出从该荧光体放射的荧光(黄色)的光学系统等。散热片112固定于LD用壳体111，对由LD、荧光体产生并传导到LD用壳体111的热进行散热。
LED光源120A具备金属制的LED用壳体(第一壳体)121a。LED用壳体121a收纳LED122a、准直透镜123a以及124a。从LED122a放射的光被2片准直透镜123a以及124a准直，成为平行光而出射。LED用壳体121a例如可以是圆筒形状且为了具有冷却功能而带有多个槽的金属制的壳体。
另外，LED光源120B～120D具有与LED光源120A相同的结构，因此在此省略说明。
多个LED光源120A～120D包括放射紫外区域(UV区域)的光的LED光源，分别放射不同波长的光。
在本实施方式中，LED光源120A是放射UV区域的光的LED光源。另外，UV区域的光是指在IEC 60050-845：1987中规定的波长400nm以下的光。
例如，LED光源120A具备峰值波长为365nm的LED122a。另外，LED光源120B具备峰值波长为406nm的LED、LED光源120C具备峰值波长为436nm的LED、LED光源120D具备峰值波长为470nm的LED。
合成光学系统130对于从激光激发光源110放射的荧光合成从LED光源120A～120D分别放射的光，并从光出射部出射合成光。
合成光学系统130具备金属制的光学系统用壳体131。光学系统用壳体131收纳有干涉滤波器132a～132d和聚光透镜133。该光学系统用壳体131与LD用壳体111连结，在构成光学系统用壳体131的壳体壁面的同一面上固定有多个LED光源120A～120D的各LED用壳体。
此外，光学系统用壳体131也可以与LD用壳体111一体地构成。LD壳体111和光学系统壳体131对应于第二壳体。
干涉滤波器132a～132d由电介质多层膜构成。在本实施方式中，干涉滤波器132a～132d是分色镜，能够使特定的波长范围的光反射，使其他波长范围的光透过。
在本实施方式中，分色镜132a～132d配置在取出激光激发光源110的荧光的光学系统的光轴(图2的光轴L)上。具体而言，多个LED光源120A～120D分别配置为，从与取出激光激发光源110的荧光的光学系统的光轴(图2的光轴L)正交的方向放射光。并且，分色镜132a～132d在光轴L上分别配置在从对应的LED光源放射来光的位置。
图3是表示分色镜132a～132d的分光反射率的图。在该图3中，实线DMa表示分色镜132a的特性，虚线DMb表示分色镜132b的特性，单点划线DMc表示分色镜132c的特性，虚线DMd表示分色镜132d的特性。
由此，从LED光源120A放射的波长365nm的光被分色镜132a反射而入射到聚光透镜133。从LED光源120B放射的波长为406nm的光被分色镜132b反射，透过分色镜132a而入射到聚光透镜133。
另外，从LED光源120C放射的波长为436nm的光被分色镜132c反射，透过分色镜132b以及132a而入射到聚光透镜133。从LED光源120D放射的波长为470nm的光被分色镜132d反射，透过分色镜132c、132b以及132a而入射到聚光透镜133。
另外，从激光激发光源110放射的黄色的荧光分别透过分色镜132d、132c、132b以及132a，并入射到聚光透镜133。
这样，从激光激发光源110取出的荧光直接直行而入射到聚光透镜133。另一方面，从LED光源120A～120D向与光轴L正交的方向放射的光分别通过分色镜132a～132d将光的行进方向变换为与光轴L平行的方向而入射到聚光透镜133。
这样，从激光激发光源110放射的荧光和从LED光源120A～120D分别放射的光在光轴L上合成并从聚光透镜133出射。此时，位于聚光透镜133的光出射侧的光学系统用壳体131的端部成为光源装置100的光出射部。
另外，在使用光纤的情况下，为了高效地入射，以在聚光透镜133的焦点面上配置光纤端面的方式设置筒状的保持架。
通过以上的结构，从光源装置100出射具有图4所示的光谱的光。
然而，激光激发光源的相对于电气输入的光输出为15～25％，效率差，未转换为光的电气输入的大部分被转换为热。
例如，在激光激发光源中，在半导体激光器(LD)的光输出效率η1为35％(在100W输入时35W为光输出，65W为热)，荧光的光出射效率η2为50～60％(在上述激发光35W输出时19W为荧光输出，16W为热)的情况下，激光激发光源的光输出效率η为η1×η2＝18～24％。即，在电输入为100W等级的激光激发光源的情况下，发热量也能够成为80W等级。
这样，在荧光显微镜用的光源装置中，激光激发光源所具备的LD、荧光体成为热源。
另一方面，在生物观察等中使用的荧光显微镜系统设置于研究室等，因此要求小型化以减小占用面积。因此，在荧光显微镜用的光源装置中，也要求将各构成要素相互接近地配置。在该情况下，配置在激光激发光源附近的LED光源容易因激光激发光源中产生的热的散热影响而升温。
图5是表示LED的温度与光输出的关系的图。在图5中，横轴是LED的PN接合部的温度(接合温度)，纵轴是将室温(25℃)下的光输出设为1时的相对强度。图5的虚线a表示放射波长为406nm的光的LED的温度与光输出的关系，实线b表示放射波长365nm的光的LED的温度与光输出的关系。
如该图5所示，LED具有接合温度越高则发光效率越差、光输出越低的特性。该热特性根据LED的种类而不同，特别是放射UV区域的光的LED(UV-LED)容易受到热的影响，如实线b所示，与用虚线a表示的放射波长为406nm的光的LED相比，容易导致输出降低。
因此，在本实施方式的荧光显微镜用的光源装置100中，将具备UV-LED的LED光源120A配置在比具备其他LED的LED光源120B～120D更远离作为热源的激光激发光源110的位置。
这样，通过将UV-LED配置在远离激光激发光源110的位置，能够抑制UV-LED的温度上升。其结果，能够抑制UV-LED的光输出的降低。
另外，如图2所示，多个LED光源120A～120D沿着从激光激发光源110取出荧光的光学系统的光轴L被配置成一列。而且，多个LED光源120A～120D中的LED光源120A配置在离激光激发光源110最远的位置、即最靠近光源装置100的光出射部的位置。
在此，多个LED光源120A～120D配置为从与光轴L正交的方向放射光。从LED光源120A～120D放射的光分别通过分色镜132a～132d将光的行进方向变换为与光轴L平行的方向。分色镜132a～132d配置于光轴L上，从激光激发光源110放射的荧光和从LED光源120A～120D放射并由分色镜132a～132d变换了行进方向的光在光轴L上被合成。
这样，通过将多个LED光源120A～120D沿着光轴L配置成一列，能够将LED光源120A～120D配置在狭窄宽度的区域，能够使光源装置100小型(窄幅)。进而，通过将分色镜132a～132d配置在光轴L上，并在光轴L上合成放射光，能够进一步降低占用面积。
另外，通过将UV-LED配置在最靠近光出射部的位置，能够使从UV-LED放射的光不损失地从光出射部出射，能够适当地得到UV光的输出强度。
在图2所示的配置的情况下，配置在离光出射部最远的激光激发光源110的放射光透过4个分色镜132a～132d而从光出射部出射。另一方面，配置在最靠近光出射部的位置的UV-LED(LED光源120A)的放射光，仅通过分色镜132a反射1次，从光出射部出射。如本实施方式那样，通过将LED光源120A配置在最靠近光出射部的位置，能够消除UV光透过分色镜引起的光损失，并能够仅限于1次反射损失。
另外，能够从激光激发光源110朝向光出射部按照从放射光的波长较长的光源依次配置多个LED光源120A～120D。在该情况下，如图3所示，分色镜132a～132d只要具有对来自对应的LED光源的放射光的波长的光进行反射并使波长比该放射光的波长长的光透过的滤波器特性即可。因此，过滤器的设计和制作变得容易，能够形成廉价的结构。
并且，多个LED光源120A～120D分别能够以从与光轴L正交的方向放射光的方式使配置姿势一致。因此，能够容易且适当地配置多个LED光源120A～120D。
在此，多个LED光源120A～120D分别具有在由金属构成的LED用壳体内收纳有LED和准直透镜的结构。而且，收容有LED及准直透镜的各LED用壳体固定于由金属构成的共通的壳体(在本实施方式中为光学系统用壳体131)的同一面上，在图2中固定于光学系统用壳体131的该图上侧的表面。
这样，通过将多个LED用壳体固定在共通的壳体的同一面上，能够提高LED用壳体的配置精度，提高光学部件的配置精度。因此，能够降低来自LED光源120A～120D的放射光的光损失。
另外，由于LED光源120A～120D所具备的LED分别与准直透镜一起收纳在金属壳体内，因此能够使LED产生的热量向金属壳体传导，能够抑制LED的温度上升。
同样地，激光激发光源110所具备的LD以及荧光体与在金属壳体内取出荧光的光学系统一起被收纳，因此能够使由LD及荧光体产生的热向金属壳体传导，能够抑制LD及荧光体的温度上升。并且，通过将光学系统用壳体131与LD用壳体111连结，能够增加使在激光激发光源110产生的热传导的金属壳体的表面积，能够提高散热效率。
另外，由于将LED用壳体配置在LD用壳体110外，因此能够抑制LD或荧光体所发出的热直接传递到LED，能够抑制LED的温度上升。
如上所述，本实施方式中的光源装置100是具备激光激发光源110和出射包含UV区域的波长不同的光的多个LED光源120A～120D的小型的光源装置，能够成为能够稳定地输出UV区域的光的光源装置。
(变形例)
在上述实施方式中，从LED光源放射的光的波长以及光源装置100所具备的LED光源的数量并不限定于上述的波长以及数量。光源装置100所具备的LED光源是放射具有与从激光激发光源110放射的荧光不同的波长的光的多个LED光源，只要包含放射紫外区域(UV区域)的光的LED光源即可。
另外，在上述实施方式中，对从激光激发光源110观察从波长较长的光源起依次配置多个LED光源120A～120D的情况进行了说明，但LED光源120A～120D的配置并不限定于上述配置。
例如，也可以将激光激发光源110配置在距光源装置100的光出射部最远的位置，将LED光源120A配置在距光源装置100的光出射部最近的位置，利用热特性、额定输入电流等来决定剩余的多个LED光源的配置顺序。在根据热特性决定配置顺序的情况下，越是由热引起的输出降低的比率大的LED光源，越是配置在远离激光激发光源110的位置。另外，在根据额定输入电流来决定配置顺序的情况下，越是额定输入电流大的LED光源，越是配置在接近激光激发光源110的位置(远离光出射部的位置)。
并且，在上述实施方式中，如图2的光源装置100的俯视图所示，对LED光源120A～120D沿水平方向放射光的情况进行了说明，但只要是与光轴L正交的方向，则放射光的方向并不限定于水平方向。例如，LED光源120A～120D也可以相对于光轴L从上方向、下方向放射光。
另外，在上述实施方式中，对光源装置100是荧光显微镜用的光源装置的情况进行了说明，但光源装置100也能够应用于荧光显微镜以外的装置。例如，光源装置100也能够应用于半导体检查用(例如，半导体的耐光检查用)的光源装置、材料检查用的光源装置。

Claims (12)

1.一种光源装置，其特征在于，
具备：
激光激发光源：具有激发用的半导体激光器、由该半导体激光器激发的荧光体、以及取出从该荧光体放射的荧光的光学系统；
多个LED光源，放射具有与所述荧光不同的波长的光；以及
合成光学系统，将来自所述激光激发光源的荧光和来自所述多个LED光源的光合成，并从光出射部出射，
所述多个LED光源包括放射紫外区域的光的LED光源，
所述多个LED光源中的放射所述紫外区域的光的LED光源被配置在比放射其他波长的光的LED光源远离所述激光激发光源的位置。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述多个LED光源沿着取出所述荧光的光学系统的光轴配置成一列。
3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，
放射所述紫外区域的光的LED光源被配置在最靠近配置于取出所述荧光的光学系统的光轴末端的所述光出射部的位置。
4.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，
所述多个LED光源从与所述光轴正交的方向放射光，
所述合成光学系统具备将从所述多个LED光源放射的光的行进方向分别变换为与所述光轴平行的方向的分色镜。
5.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，
与所述多个LED光源分别对应的所述分色镜被配置在所述光轴上。
6.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，
从所述激光激发光源朝向所述光出射部，从所放射的光的波长较长的光源起依次配置所述多个LED光源。
7.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述LED光源具备：LED；准直透镜，对从该LED放射的光进行准直；以及金属制的第一壳体，收容所述LED以及所述准直透镜。
8.根据权利要求7所述的光源装置，其特征在于，
还包括容纳所述激光激发光源以及所述合成光学系统的金属制的第二壳体，
所述第一壳体配置在所述第二壳体外。
9.根据权利要求8所述的光源装置，其特征在于，
与所述多个LED光源分别对应的多个所述第一壳体固定在构成所述第二壳体的壳体壁面的同一面上。
10.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，
所述LED光源具备：LED；准直透镜，对从该LED放射的光进行准直；以及金属制的第一壳体，收容所述LED以及所述准直透镜。
11.根据权利要求10所述的光源装置，其特征在于，
还包括容纳所述激光激发光源以及所述合成光学系统的金属制的第二壳体，
所述第一壳体配置在所述第二壳体外。
12.根据权利要求11所述的光源装置，其特征在于，
与所述多个LED光源分别对应的多个所述第一壳体固定在构成所述第二壳体的壳体壁面的同一面上。
CN202011057985.3A 2019-09-30 2020-09-30 光源装置 Active CN112670816B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-178930 2019-09-30
JP2019178930A JP7283335B2 (ja) 2019-09-30 2019-09-30 光源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112670816A true CN112670816A (zh) 2021-04-16
CN112670816B CN112670816B (zh) 2024-06-04

Family

ID=72659754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011057985.3A Active CN112670816B (zh) 2019-09-30 2020-09-30 光源装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11906430B2 (zh)
EP (1) EP3799228B1 (zh)
JP (1) JP7283335B2 (zh)
CN (1) CN112670816B (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001229722A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Ｕｖライン光源ユニット
JP2008219405A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Ushio Inc 線状光源装置
US20090121154A1 (en) * 2005-11-14 2009-05-14 Peter Westphal Multispectral illuminaton Device
CN101828139A (zh) * 2007-09-05 2010-09-08 致茂电子股份有限公司 具有波长转换磷光体的光源
US20100283978A1 (en) * 2009-05-07 2010-11-11 Ultratech,Inc. LED-based UV illuminators and lithography systems using same
CN102361956A (zh) * 2009-03-31 2012-02-22 三菱化学株式会社 荧光体、荧光体的制造方法、含荧光体组合物、发光装置、照明装置和图像显示装置
KR20120114777A (ko) * 2011-04-08 2012-10-17 한국전기연구원 최종당화산물의 자가형광 측정 장치
DE102013021280A1 (de) * 2013-12-19 2015-06-25 Benedikt Schmalz Objekt Vergrösserungs-Gerät
JP2015153830A (ja) * 2014-02-12 2015-08-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 紫外線発光装置及びそれに用いるインタポーザ
US20160170218A1 (en) * 2014-11-07 2016-06-16 Uvlrx Therapeutics, Inc. High efficiency optical combiner for multiple non-coherent light sources
CN106054366A (zh) * 2016-07-21 2016-10-26 宁波永新光学股份有限公司 一种多波段荧光显微镜的照明系统
US20160336483A1 (en) * 2013-02-25 2016-11-17 Sensor Electronic Technology, Inc. Semiconductor Structure with Inhomogeneous Regions
JP2018087929A (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 ウシオ電機株式会社 光源装置の光軸調整用器具、光源装置、及び光源装置の光軸調整方法
US10218151B1 (en) * 2018-05-25 2019-02-26 Arima Lasers Corp. Laser module package with dual colors and multi-dies
US20190121146A1 (en) * 2013-05-17 2019-04-25 Excelitas Canada Inc. High Brightness Solid State Illumination System for Fluorescence Imaging and Analysis

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007007797B4 (de) * 2007-02-16 2017-11-16 Leica Microsystems Cms Gmbh Fluoreszenzmikroskop mit Beleuchtungseinrichtung
JP4678556B2 (ja) * 2009-03-17 2011-04-27 カシオ計算機株式会社 発光装置及び光源装置並びにこの光源装置を用いたプロジェクタ
RU2607645C9 (ru) 2011-03-08 2017-07-25 Новадак Текнолоджис Инк. Светодиодное осветительное устройство полного спектра
JP6009792B2 (ja) 2012-03-29 2016-10-19 オリンパス株式会社 光源装置
US20130314893A1 (en) 2012-05-24 2013-11-28 Lumen Dynamics Group Inc. High brightness illumination system and wavelength conversion module for microscopy and other applications
US9952442B2 (en) 2012-05-24 2018-04-24 Excelitas Canada, Inc. High brightness solid state illumination system for fluorescence imaging and analysis
US9239133B2 (en) 2012-05-24 2016-01-19 Excelitas Canada, Inc. High brightness solid state illumination system for fluorescence imaging and analysis
CN106292145A (zh) 2016-09-07 2017-01-04 广景视睿科技（深圳）有限公司 一种激光阵列装置及其投影机照明光路
JP2018040914A (ja) 2016-09-07 2018-03-15 ウシオ電機株式会社 蛍光顕微鏡用光源装置および蛍光顕微鏡
JP7042140B2 (ja) 2018-03-30 2022-03-25 株式会社Provigate センサチップ
CN111053523B (zh) * 2020-02-17 2022-04-22 青岛奥美克医疗科技有限公司 一种防雾内窥镜系统的装置

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001229722A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Ｕｖライン光源ユニット
US20090121154A1 (en) * 2005-11-14 2009-05-14 Peter Westphal Multispectral illuminaton Device
JP2008219405A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Ushio Inc 線状光源装置
CN101828139A (zh) * 2007-09-05 2010-09-08 致茂电子股份有限公司 具有波长转换磷光体的光源
CN102361956A (zh) * 2009-03-31 2012-02-22 三菱化学株式会社 荧光体、荧光体的制造方法、含荧光体组合物、发光装置、照明装置和图像显示装置
US20100283978A1 (en) * 2009-05-07 2010-11-11 Ultratech,Inc. LED-based UV illuminators and lithography systems using same
KR20120114777A (ko) * 2011-04-08 2012-10-17 한국전기연구원 최종당화산물의 자가형광 측정 장치
US20160336483A1 (en) * 2013-02-25 2016-11-17 Sensor Electronic Technology, Inc. Semiconductor Structure with Inhomogeneous Regions
US20190121146A1 (en) * 2013-05-17 2019-04-25 Excelitas Canada Inc. High Brightness Solid State Illumination System for Fluorescence Imaging and Analysis
DE102013021280A1 (de) * 2013-12-19 2015-06-25 Benedikt Schmalz Objekt Vergrösserungs-Gerät
JP2015153830A (ja) * 2014-02-12 2015-08-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 紫外線発光装置及びそれに用いるインタポーザ
US20160170218A1 (en) * 2014-11-07 2016-06-16 Uvlrx Therapeutics, Inc. High efficiency optical combiner for multiple non-coherent light sources
CN106054366A (zh) * 2016-07-21 2016-10-26 宁波永新光学股份有限公司 一种多波段荧光显微镜的照明系统
JP2018087929A (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 ウシオ電機株式会社 光源装置の光軸調整用器具、光源装置、及び光源装置の光軸調整方法
US10218151B1 (en) * 2018-05-25 2019-02-26 Arima Lasers Corp. Laser module package with dual colors and multi-dies

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021057179A (ja) 2021-04-08
EP3799228A1 (en) 2021-03-31
US11906430B2 (en) 2024-02-20
US20210096078A1 (en) 2021-04-01
CN112670816B (zh) 2024-06-04
JP7283335B2 (ja) 2023-05-30
EP3799228B1 (en) 2023-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10514151B2 (en) Light-emitting device, illumination device, and vehicle headlamp
US9435496B2 (en) Full spectrum LED illuminator
US9816677B2 (en) Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element
JP6067629B2 (ja) 発光装置、照明装置および車両用前照灯
JP2014017096A (ja) 発光装置、車両用前照灯および照明装置
JP2017107776A (ja) 発光装置および照明装置
US9477026B2 (en) Light source system having a plurality of light source modules each having an irradiation module with light guide
CN112670816B (zh) 光源装置
JP6479286B2 (ja) 照明装置及び画像読取装置
US20150138753A1 (en) Light-source apparatus
CN219105334U (zh) 一种光源装置以及照明系统
Hohn et al. Laser-based remote white light sources for automotive applications
CN221279423U (zh) 一种高功率多通道led光源
CN217792966U (zh) 支架、照明装置及内窥镜
CN210567600U (zh) 一种透射式的激光白光光源
JP7414967B2 (ja) 光変換装置および照明システム
US20220163714A1 (en) Laser-excited tapered crystal-phosphor rod
CN110657398B (zh) 一种反射式激光远程激发照明装置
JP6305967B2 (ja) 発光装置、照明装置および車両用前照灯
US20120099339A1 (en) Light engine module and system including same
JP2024072721A (ja) 発光装置
CN116540480A (zh) 光源系统
JP2021036264A (ja) 光源装置および表示装置
US20170321858A1 (en) Headlight for a motor vehicle
JP2016213668A (ja) 導光体および照明装置並びに画像読取装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant