CN211293329U - 照明装置 - Google Patents

照明装置 Download PDF

Info

Publication number
CN211293329U
CN211293329U CN201921880243.3U CN201921880243U CN211293329U CN 211293329 U CN211293329 U CN 211293329U CN 201921880243 U CN201921880243 U CN 201921880243U CN 211293329 U CN211293329 U CN 211293329U
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
light guide
laser
wavelength conversion
converted
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.)
Active
Application number
CN201921880243.3U
Other languages
English (en)
Inventor
芝田悠大
高平宜幸
林真太郎
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.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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 Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of CN211293329U publication Critical patent/CN211293329U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0653Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements with wavelength conversion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/063Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements for monochromatic or narrow-band illumination
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/07Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements using light-conductive means, e.g. optical fibres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0006Coupling light into the fibre
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0008Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted at the end of the fibre
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

照明装置具备:激光源,射出激光;波长变换部,将激光变换为不同波长的变换光;第1光导,将变换光一边混合一边导光;以及第2光导,将由第1光导混合后的光进行导光。

Description

照明装置
技术领域
本申请涉及照明装置。
背景技术
以往,在日本特开2009-39438号公报中,公开了一种适合使用于内窥镜的光纤照明装置。该光纤照明装置被记载为,具备射出激励光的半导体激光器、对从半导体激光器射出的激励光进行导波的单纤维、接收从单纤维射出的激励光并发出与激励光不同波长的荧光的荧光体单元、以及至少将从荧光体单元发出的荧光的一部分进行导波的纤维束。
实用新型内容
在日本特开2009-39438号公报所记载的照明装置中,将从荧光单元发出的荧光用纤维束进行导波。在此情况下,由构成纤维束的多个光纤分别导波的光的特性在入射侧和射出侧相同地显现,所以在荧光体单元上的发光中有颜色不匀及亮度不匀的情况下,从纤维束的射出端射出的光中也原样地显现颜色不匀及亮度不匀。
本申请的目的是提供一种能够抑制入射的光中包含的颜色不匀及亮度不匀而射出的照明装置。
有关本申请的照明装置具备:激光源,射出激光;波长变换部,将激光变换为不同波长的变换光;第1光导,将变换光一边混合一边导光;以及第2光导,将由第1光导混合后的光进行导光。
并且,也可以是,在上述波长变换部中射出上述变换光的射出面是上述激光所入射的面以外的面。
并且,也可以是,上述波长变换部包括透光性的基板和形成于上述基板的表面的荧光体,上述激光从上述基板的背面照射到上述荧光体,上述变换光从上述荧光体向上述基板的表面侧放射。
并且,也可以是,上述第1光导是玻璃棒或镜棒。
并且,也可以是,上述第1光导配置在上述波长变换部与上述第2光导之间。
并且,也可以是,上述第2光导是光纤束。
并且,也可以是,上述第1光导的导光部的截面形状是顶点数为10以下的多边形。
并且,也可以是,在上述第1光导中上述激光被导光的导光部的截面形状是四边形,上述导光部的截面积的平方根与上述第1光导的光轴方向长度的纵横比是2以上。
并且,也可以是,上述第1光导的射出端比上述第2光导的入射端大。
并且,也可以是,上述第1光导被固定为,从上述波长变换部入射变换光的入射端与上述波长变换部之间的间隔一定。
并且,也可以是,在上述激光源与上述波长变换部之间配置有将激光进行混合的第3光导。
并且,也可以是,在上述激光源与上述第3光导之间配置有扩散板。
实用新型效果
根据有关本申请的照明装置,能够射出抑制了所入射的光中包含的颜色不匀及亮度不匀的光。
附图说明
图1是表示作为本申请的一实施方式的照明装置的结构的概略图。
图2是表示图1的照明装置中的波长变换部、第1光导及第2光导的侧视图。
图3A是表示构成第1光导的玻璃棒的立体图。
图3B是表示构成第1光导的镜棒的立体图。
图4是表示不具备第1光导的照明装置的结构的概略图。
图5是表示第1光导是锥型的例子的图。
图6A是表示研究第1光导的导光部的形状与匀称度之间的关系的模拟结果的浓淡图。
图6B是表示研究第1光导的导光部的形状与匀称度之间的关系的模拟结果的曲线图。
图7A是表示在第1光导的导光部是四边形的情况下对于光的匀称度使纵横比变化而研究的模拟结果的浓淡图。
图7B是表示在第1光导的导光部是四边形的情况下对于光的匀称度使纵横比变化而研究的模拟结果的曲线图。
图8是表示在波长变换部与第1光导之间夹着椭圆镜的结构例的图。
图9是表示在第1光导与第2光导之间配置有透镜的结构例的图。
图10是表示在激光源与波长变换部之间配置有第3光导的结构例的图。
图11是表示使用透镜将来自多个激光源的激光向第3光导导入的结构例的图。
图12是表示使用镜及分束器将来自多个激光源的激光向第3光导导入的结构例的图。
图13是表示使用棱镜将来自多个激光源的激光向第3光导导入的结构例的图。
图14A是表示在图11中在第3光导之前配置了扩散板的结构例的图。
图14B是表示在图12中在第3光导之前配置了扩散板的结构例的图。
图14C是表示在图13中在第3光导之前配置了扩散板的结构例的图。
图15A是表示内窥镜的前端部的放大图。
图15B是表示内窥镜的前端部的放大图。
图16是表示用光纤束构成内窥镜前端部的照明部的例子的图。
图17是表示将本实施方式的照明装置应用到普通照明的灯具中的例子的图。
图18是表示在普通照明的各灯具上连接的光纤的数量不同的例子的图。
具体实施方式
以下,参照附图对有关本申请的实施方式详细地进行说明。在该说明中,具体的形状、材料、数值、方向等是用来使本申请的理解变得容易的例示,可以匹配于用途、目的、规格等而适当变更。此外,从最初起就设想了以下在包括多个实施方式及变形例等的情况下,将它们的特征部分适当地组合而使用。
图1是表示作为本申请的一实施方式的照明装置10的结构的概略图。如图1所示,照明装置10具备激光源12、波长变换部14、第1光导16及第2光导18。照明装置10例如作为内窥镜等的照明而被适当使用。
激光源12具有朝向波长变换部14射出激光L的功能。激光源12例如内置有半导体激光元件,通过向该半导体激光元件通电而释放作为激励光的激光。此外,在本实施方式中,作为激光源12而例如适当地使用射出峰值波长430~500nm(特别是440~465nm)的蓝色激光L的半导体激光器。
另外,也可以做成在激光源12与波长变换部14之间配置透镜、由该透镜将激光L聚光而向波长变换部14照射的结构,或者也可以在激光源12中内置聚光透镜。
波长变换部14具有将激光L变换为不同波长的变换光的功能。波长变换部14包括透光性的基板20和形成于基板20的表面的荧光体22。从激光源12射出的激光L从基板20的背面向荧光体22照射。荧光体22的被照射了激光L的区域发光,向基板20的表面侧放射与激光L不同波长的荧光。这样,在波长变换部14中,激光L被变换为不同波长的变换光。
对于基板20,例如可以适当地使用玻璃板、石英板、蓝宝石板等。基板20并不限定于如图1所示呈长方形的板材,例如也可以是圆板等其他形状的板材。
荧光体22以薄层状附着形成于基板20的表面(即与对置于激光源12的背面相反侧的面)。在图1中,表示了荧光体22被形成为四边形的例子,但并不限定于此,例如也可以是圆形等其他形状。此外,在本实施方式中,蓝色的激光L的一部分被荧光体22变换为例如峰值波长540~570nm的黄色光。并且,没有被荧光体22吸收的蓝色光和被荧光体22波长变换后的黄色光在荧光体22中被扩散及混合。由此,从波长变换部14射出白色的光。另外,也可以用由透明树脂材料构成的保护层覆盖荧光体22,防止荧光体22的损伤及从基板20的剥离。
在本实施方式的波长变换部14的荧光体22中,射出作为变换光的白色光的射出面是激光L所入射的面以外的面。更具体地讲,透射了透光性的基板20的激光L向荧光体22的背面(即基板20侧的面)入射,白色光从荧光体22的表面(即与基板20相反侧的面)射出。即,本实施方式的波长变换部14是透射型的波长变换器件。
如图1所示,在波长变换部14的荧光体22中,从呈比激光L大的直径的椭圆形的发光区域22a放射白色光。与该发光区域22a对置地配置有第1光导16的入射端16a。从发光区域22a射出的光的色调及亮度在整体上并不均匀,例如,在发光区域22a的中心部分射出蓝色光比较浓的光,在发光区域22a的周缘部分射出变换光比较浓且与中心部分相比低亮度的光。
图2是表示图1所示的照明装置10中的波长变换部14、第1光导16及第2光导18的侧视图。在图2中,荧光体22的发光区域22a由交叉阴影线表示。
如图1及图2所示,第1光导16具有入射端16a和射出端16b,在入射端16a与射出端16b之间具有均匀的截面形状。第1光导16具有将从波长变换部14的荧光体22放射的光一边混光一边导光的功能。
第1光导16由玻璃棒或镜棒适当地构成。图3A是表示构成第1光导16的玻璃棒的立体图。图3B是表示构成第1光导16的镜棒的立体图。如图3A所示,在第1光导16由玻璃棒构成的情况下,呈四边形的截面形状的实心的内部成为导光部。在此情况下,第1光导16呈实心的长方体状。在图3A中,表示了第1光导16的入射端16a与射出端16b之间的截面形状是四边形的例子。详细后述,但确认了通过使第1光导16的截面形状是四边形,表示入射光的混合状况的匀称度变得良好。
在第1光导16中,从入射端16a导入的光Lin沿第1光导16内部的实心的导光部前进,从射出端16b射出光Lout。在第1光导16的截面形状是四边形的情况下,一边在第1光导16的外表面向内方折射一边前进,由此光均匀地混合,从射出端16b射出光Lout。结果,由第1光导16抑制了入射光Lin中包含的颜色不匀及亮度不匀,能够射出色调及亮度均匀的光Lout。
在第1光导16由镜棒构成的情况下,如图3B所示,具有四边形的截面形状的内部空间构成导光部。在此情况下,第1光导16呈中空的长方体状。镜棒的内周面为镜面,从入射端16a导入的光Lin一边被导光部的内周面反射一边前进,从射出端16b射出光Lout。在此情况下也同样,入射光Lin中包含的颜色不匀及亮度不匀得到抑制,能够射出色调及亮度均匀的光Lout。
如图2所示,优选的是以发光区域22a的光轴O的位置对置于入射端16a的中心位置17、并且发光区域22a的光轴O相对于入射端16a垂直的方式,对于波长变换部14配置第1光导16。通过这样配置第1光导16,能够将从波长变换部14的荧光体22射出的白色光高效地取入到第1光导16内。
此外,关于第1光导16,当设导光部的截面积的平方根为A,沿着光轴O的长度为B时,纵横比B/A优选的是2以上。通过这样设定,确保对于入射光的混合而言充分的光轴方向长度,由此能够良好地抑制入射光中包含的颜色不匀及亮度不匀。另外,在图5所示的锥型的第1光导16中,能够将入射端16a的面积作为导光部的截面积而计算纵横比B/A。
进而,第1光导16优选的是被固定为,从波长变换部14入射光的入射端16a与波长变换部14之间的间隔d一定。由此,能够使从波长变换部14向第1光导16导入的光量稳定。该结构例如可以通过将波长变换部14固定配置到未图示的壳体内、用未图示的托架将第1光导16安装于该壳体等而实现。另外,间隔d优选的是入射端16a的直径的1/3以下的距离。一定,是指波长变换部14与入射端16a的距离被保持为入射端16a的直径的1/3以下的状态。此外,间隔d也可以是0(接触的状态),在此情况下,第1光导16如果使用玻璃棒,则入射端16a被弄伤,引起传送效率下降,所以从入射端16a的处置容易度来看,优选的是镜棒。
如图1及图2所示,第2光导18具有入射端18a和射出端18b,入射端18a相对于第1光导16的射出端16b接触或接近对置地配置。第2光导18的入射端18a通过未图示的连接器部件连接于第1光导16的射出端16b。第2光导18通过由多根光纤F构成的光纤束适当地构成。第2光导18具有挠性,在照明装置10被应用于内窥镜的情况下能够自如地向适合于向装入的形状的内脏内的进入或观察的方向自如地弯曲。第2光导18的外周面被挠性的保护管(未图示)覆盖。构成第2光导18的光纤F的根数例如可以根据内窥镜的粗细及规格等而适当地设定。
从第1光导16的射出端16b射出的光从第2光导18的入射端18a导入,由构成第2光导18的各光纤F导光而从射出端18b射出。第2光导18射出的光Lt以扇状扩展而向对象物照射。在图1中,表示了光Lt被照射在平面上时的圆形的照射区域30a。该照射区域30a的颜色不匀及亮度不匀得到抑制,并且通过由激光产生的高亮度的光而明亮地照明。因此,在将照明装置10用于内窥镜的情况下,能够更好地观察内脏,能够贡献于诊断精度的提高。
第2光导18根据内窥镜的种类,有在中途分支而具有多个射出端18b、或射出端18b形成为曲面状的情况。在照明装置10中,由于在构成第2光导18的各光纤F内部导光的光的色调、明亮度均匀,所以能够不依赖于射出端的数量、形状、配置而实现均匀的射出光。因此,在将照明装置10用于内窥镜的情况下,不论内窥镜的构造如何,都能够期待诊断精度的提高。
图4是表示不具备第1光导16的照明装置11的结构的概略图。在图4中,用梨皮阴影表示从第2光导18射出的光及在其照射区域中包含颜色不匀及亮度不匀的部分。
如图4所示,在照明装置11中没有设置上述第1光导16,第2光导18的入射端18a与波长变换部14的荧光体22的发光区域22a对置地配置。如上述那样,在发光区域22a中,在中心部分和周缘部分,光的色调、亮度不均匀,例如在发光区域22a的中心部分射出蓝色光浓的光,在发光区域22a的周缘部分射出变换光浓且与中心部分相比低亮度的光。如果这样的有颜色不匀及亮度不匀的光入射到由光纤束构成的第2光导18并被导光,则从射出端18b射出的光Lt中原样出现入射光中包含的颜色不匀及亮度不匀,在被照射该射出光Lt的照射区域30b中也在中央部分和周缘部分产生色调及亮度不匀。如上述那样,在射出端18b被形成为曲面状的情况下,色调、亮度的不匀与射出端18b是平面状的情况相比更强地产生。
此外,在照明装置11中,由于在构成第2光导18的各光纤F内部导光的光的色调及明亮度不均匀,所以在如上述那样具有多个射出端18b的情况下,从各个射出端射出的光的色调及亮度中发生偏差,所以在形成多个的照射区域30b彼此的色调及明亮度中也发生偏差。
如上述那样根据本实施方式的照明装置10,具备射出激光L的激光源12、将激光L变换为不同波长的变换光的波长变换部14、将变换光与激光一边混合一边导光的第1光导16、以及将由第1光导16混合后的光进行导光的第2光导18。通过这样具备第1光导16,能够有效地抑制入射光中包含的颜色不匀及亮度不匀。结果,在将照明装置10用于内窥镜的情况下,能够更好地观察内脏,能够贡献于诊断精度的提高。
在本实施方式的照明装置10中,在波长变换部14中射出变换光的射出面是激光L所入射的面以外的面。更详细地讲,波长变换部14包括透光性的基板20和形成于基板20的表面的荧光体22,激光L从基板20的背面向荧光体22照射,变换光从荧光体22向基板20的表面侧放射。即,波长变换部14是透射型的波长变换器件。
此外,在本实施方式的照明装置10中,第1光导16优选的是玻璃棒或镜棒。
此外,在本实施方式的照明装置10中,第1光导16如图5所示,也可以是射出端16b的截面积比入射端16a的截面积大的具有锥的形状。通过做成锥型,具有以下优点:与更粗的第2光导18的光耦合变得容易,能够使来自射出端16b的光射出角变窄,与低数值孔径(NA)纤维的耦合变得容易等。
此外,第1光导16配置在波长变换部14与第2光导18之间。根据该结构,能够在由第1光导16抑制或消除从波长变换部14入射的光中包含的颜色不匀及亮度不匀后,移交给第2光导18。
此外,第2光导18也可以是光纤束。
此外,在第1光导16中激光L被导光的导光部的截面形状是四边形,导光部的截面积的平方根A与第1光导16的光轴方向长度B的纵横比B/A优选的是2以上。通过这样设定,确保了对于入射光的混合而言充分的光轴方向长度,所以能够良好地抑制入射光中包含的颜色不匀及亮度不匀。
此外,第1光导16的射出端16b优选的是比第2光导18的入射端18a大。根据该结构,能够使由第1光导16抑制了颜色不匀及亮度不匀的光向第2光导18的入射端18a的整面入射。
进而,第1光导16优选的是被固定为,从波长变换部14入射变换光的入射端16a与波长变换部14之间的间隔d一定。由此,能够使从波长变换部14向第1光导16导入的光量稳定。
图6A是表示研究了第1光导16的导光部的形状与匀称度的关系的模拟结果的浓淡图。图6B是表示研究了第1光导16的导光部的形状与匀称度的关系的模拟结果的曲线图。如图6A所示,在该模拟中,分别解析了将第1光导16的导光部的截面形状设为三角形、四边形、六边形、八边形、十边形、十五边形及圆的情况下的匀称度(即光混合度)。在图6A所示的浓淡图中,在各截面形状的图形内越有浓淡,表示颜色不匀及亮度不匀越大。此外,关于具有各截面形状的导光部的第1光导16,纵横比B/A恒定为2。
此外,关于导光部的各截面形状,对光入射位置是“光轴”位置和“光轴外”位置的情况分别进行了解析。这里,“光轴”位置是指如图2所示,发光区域22a的光轴O的位置与第1光导16的入射端16a的中心位置一致的状态,“光轴外”位置是指发光区域22a的光轴O的位置从第1光导16的入射端16a的中心位置17偏离的状态。“光轴外”位置的情况与“光轴”位置的情况相比,有容易发生颜色不匀及亮度不匀的趋势。
进而,在图6B的曲线图中,横轴表示第1光导16的导光部的各截面形状,纵轴表示匀称度。匀称度“1”是最大值,值越小,意味着射出光Lout(参照图3)的颜色及亮度的不匀越大。
如图6A所示,判明了第1光导16的导光部的截面形状是顶点数为10以下的多边形时对颜色不匀及亮度不匀的抑制是有效的。其中,确认到尤其在四边形的情况下,如图6B所示“光轴外”位置的匀称度最大,所以是最优的。
图7A是表示在第1光导16的导光部是四边形的情况下对于光的匀称度使纵横比变化而研究的模拟结果的浓淡图。图7B是表示在第1光导16的导光部是四边形的情况下对于光的匀称度使纵横比变化而研究的模拟结果的曲线图。在该模拟中,如图7A所示,使纵横比B/A变化为0.5、1、1.5、2、2.5,对于“光轴”位置及“光轴外”位置分别解析了匀称度。图7B的曲线图其横轴表示纵横比B/A,纵轴表示匀称度。这里,图7A、图7B中的“光轴”位置、“光轴外”位置及匀称度与图6A,图6B的情况同样。此外,在图7A所示的浓淡图中,在各截面形状的图形内越有浓淡,表示颜色不匀及亮度不匀越大。
如图7A、图7B所示,确认到在纵横比为2以上时匀称度在“光轴”位置及“光轴外”位置双方中大致为1,在第1光导16中纵横比为2以上时能得到良好的匀称度。
在本实施方式中,关于蓝色激光和黄色光的波长变换部进行了记载,但并不限定于该结构。在作为荧光体22使用多个荧光体的情况下,在以往的结构中,根据各个荧光体的温度特性及亮度饱和特性,射出端18b处的颜色不匀及亮度不匀非常大,但根据本实施方式的结构,能够使颜色不匀及亮度不匀均匀化。此外,确认到如果以365~430nm的蓝紫激光器和多个RGB荧光体的组合使用,也能够得到适当的结果。
此外,也可以在波长变换部14与第1光导16之间夹着光学元件。例如,如图8所示,也可以在波长变换部14与第1光导16之间夹着椭圆镜15。在此情况下,优选的是在椭圆镜15的第1焦点近旁设置发光区域22a,在椭圆镜15的第2焦点近旁设置入射端16a,通过该配置,能够高效地将荧光与第1光导16耦合。
此外,如图9所示,也可以在第1光导16与第2光导18之间夹着光学元件。图9表示在第1光导16与第2光导18之间夹着透镜19的例子。通过本结构,能够以没有颜色不匀及亮度不匀的状态将来自第1光导16的光与更细的第2光导18耦合。但是,在此情况下,透镜19优选选择色像差少的透镜,从耦合效率这一点来看,优选的是选择具有比第1光导16的NA大的NA的第2光导18。
进而,如图10所示,也可以做成在激光源12与波长变换部14之间配置具有与上述第1光导16同样的功能的第3光导52的结构。通过使用本结构,通过将激光L以没有不匀的状态向荧光体22照射,发光区域22a中的亮度不匀变少,更容易得到本实施方式的效果。进而,通过在发效区域22a中亮度不匀变少,能够没有亮度饱和及热饱和地将激光L变换为荧光,所以荧光变换效率也提高。
通过使用本结构,能够从多个激光源12(在图11中表示2个的情况,但也可以是3个以上的结构)将激光L分别向第3光导52入射,使其导光,将来自波长变换部14的光的匀称度高地激励。第3光导52的光导光部的尺寸为,开口部例如是1×1mm,长度例如是8mm,但并不限定于本结构。
此外,在本实施方式中,激光源12的峰值波长是455nm,从光学效率的观点出发,作为第3光导52使用如下镜棒:在内表面涂敷有电介质多层膜,该电介质多层膜被设计为使得当将与激光源12的波长对应的波长445~465nm频带的光入射到第3光导52中时99%以上被射出,并且作为第1光导16使用如下镜棒:在内表面涂敷有电介质多层膜,该电介质多层膜被设计为使得当将与激光源12的波长及荧光波长对应的波长420nm~680nm频带的光入射到第1光导16中时95%被射出。但是,并不限定于本结构,作为本申请的课题的亮度不匀在使用光学效率低的镜棒或玻璃棒的情况下也没有问题地得到改善。此外,例如如果在蓝紫激光器与多个RGB荧光体的组合中也重视光学效率,则只要适当使用与波长对应的光导就可以。
通常,为了使用多个激光源12对发光区域22a的亮度分布进行控制,需要将激光L精密地校准,但在本结构中,只要使第3光导52进行导光就可以,所以校准也较容易,用于校准控制的机构零件也能够做成简单的构造(便宜)。
另外,在图11中,作为光学元件而使用透镜,但也可以使用镜。此外,作为向第3光导52的聚光方法,既可以如图13所示使用棱镜56,也可以如图12所示采用使用镜60和分束器62的极化合成或波长合成、或者将它们并用。
图14A、图14B、图14C表示在第3光导52之前配置有扩散板58的实施例。图14A、图14B、图14C分别对应相当于图11、图12、图13的结构。如本例那样,通过在第3光导52之前配置扩散板58,即使相对于没有配置扩散板58的情况使第3光导52的长度变短,也能够提高第3光导52的射出端处的光的匀称度。另外,通过将扩散板58与第3光导52的距离设定得比第3光导52的截面积的平方根小,能够提高光耦合的效率。
图15A、图15B是表示内窥镜40的前端部的放大图。内窥镜40既可以是适合检查胃、肺、大肠等的软性镜,或者也可以是适合观察肝脏、肘、膝等的硬性镜。
在图15A所示的内窥镜40的前端42,在中央位置配置有相机44,在直径方向上夹着相机44的两侧配置有2个照明部46。在将上述照明装置10应用于图15A所示的内窥镜40的情况下,可以将构成第2光导18的光纤F设为2根,使用各光纤F的射出端作为照明部46。
在图15B所示的内窥镜40的前端42,与图15A的情况同样设有相机44和2个照明部46,并且设有2个外科手术用工具48a、48b。在此情况下,对外科手术用工具48a、48b而言,能够使用设置在内窥镜40的基端部侧的操作部(未图示)进行外科手术用工具48a、48b的操作。
在图15A、图15B所示的内窥镜40中,照明部46的数量并不限定于2个,也可以是3个以上。
此外,照明部46不需要是单纤维,如图16所示,也可以分别是捆(即束)状。
此外,本实施方式的照明装置并不限于用于内窥镜的情况,也可以用于普通照明。图17是将第2光导18分支为6个灯具50而实施的例子。在设置了多个灯具50的情况下,灯具间的微小的色度差、灯具间的微小的光通量的差异醒目而成为不满的原因,但通过使用本实施方式的结构,能够消除灯具50间的色度差及光通量的差。
另外,灯具50的数量并不限定于6个,能够如图18所示适当选择,此外,不需要将通往各灯具50的纤维数设为一定,可以通过改变纤维的捆数来改变各灯具的明亮度。
另外,有关本申请的照明装置并不限定于上述的实施方式及其变形例,在本申请的权利要求书所记载的事项的范围内当然能够进行各种变更或改良。

Claims (9)

1.一种照明装置,其特征在于,具备:
激光源,射出激光;
波长变换部,将上述激光变换为不同波长的变换光;
第1光导,将上述变换光一边混合一边导光;以及
第2光导,将由上述第1光导混合后的光进行导光;
上述波长变换部包括透光性的基板和形成于上述基板的表面的荧光体,上述激光从上述基板的背面向上述荧光体照射,上述变换光从上述荧光体向上述基板的表面侧放射;
上述第2光导是光纤束;
上述第1光导的导光部的截面形状是顶点数为10以下的多边形,上述第一光导一边使光在内周面反射一边导光。
2.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于,
在上述波长变换部中射出上述变换光的射出面是上述激光所入射的面以外的面。
3.如权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于,
上述第1光导是玻璃棒或镜棒。
4.如权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于,
上述第1光导配置在上述波长变换部与上述第2光导之间。
5.如权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于,
在上述第1光导中上述激光被导光的导光部的截面形状是四边形,上述导光部的截面积的平方根与上述第1光导的光轴方向长度的纵横比是2以上。
6.如权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于,
上述第1光导的射出端比上述第2光导的入射端大。
7.如权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于,
上述第1光导被固定为,从上述波长变换部入射变换光的入射端与上述波长变换部之间的间隔一定。
8.如权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于,
在上述激光源与上述波长变换部之间配置有将激光进行混合的第3光导。
9.如权利要求8所述的照明装置,其特征在于,
在上述激光源与上述第3光导之间配置有扩散板。
CN201921880243.3U 2018-11-07 2019-11-04 照明装置 Active CN211293329U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-209579 2018-11-07
JP2018209579A JP7122531B2 (ja) 2018-11-07 2018-11-07 照明装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN211293329U true CN211293329U (zh) 2020-08-18

Family

ID=70459922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201921880243.3U Active CN211293329U (zh) 2018-11-07 2019-11-04 照明装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11179030B2 (zh)
JP (1) JP7122531B2 (zh)
CN (1) CN211293329U (zh)
DE (1) DE102019129451A1 (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7777955B2 (en) * 2005-07-29 2010-08-17 Optical Research Associates Rippled mixers for uniformity and color mixing
JP2009039438A (ja) 2007-08-10 2009-02-26 Olympus Corp 光ファイバ照明装置
JP2013225473A (ja) * 2012-03-21 2013-10-31 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光装置
JPWO2013179961A1 (ja) 2012-05-28 2016-01-18 富士フイルム株式会社 内視鏡システム
JP5612028B2 (ja) 2012-07-02 2014-10-22 富士フイルム株式会社 光源装置及び内視鏡システム
JP2014132918A (ja) 2013-01-08 2014-07-24 Fujifilm Corp 光源装置、およびこれを用いた内視鏡システム
DE102013217319A1 (de) * 2013-08-30 2015-03-05 Osram Gmbh Beleuchtungseinrichtung
JP6359998B2 (ja) 2015-04-22 2018-07-18 パナソニック株式会社 内視鏡

Also Published As

Publication number Publication date
JP7122531B2 (ja) 2022-08-22
US20200138281A1 (en) 2020-05-07
US11179030B2 (en) 2021-11-23
DE102019129451A1 (de) 2020-05-07
JP2020077511A (ja) 2020-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7672041B2 (en) Optical fiber lighting apparatus
US7740375B2 (en) High brightness illumination device with incoherent solid state light source
US7780326B2 (en) Optical fiber lighting apparatus
JP4317478B2 (ja) 蛍光体型発光装置及びそれを照明源とする内視鏡装置
JP4925618B2 (ja) 光源装置および該光源装置を備える内視鏡
JP4375270B2 (ja) 発光装置
US6318863B1 (en) Illumination device and image projection apparatus including the same
US7345312B2 (en) Solid-state light source
US20080310181A1 (en) Brightness with reduced optical losses
US7020378B2 (en) Device for producing a white light
US20080262316A1 (en) Light Source Apparatus and Endoscope Provided with Light Source Apparatus
US9835782B2 (en) Irradiation module having light guides
RU2011134897A (ru) Офтальмологическая эндоиллюминация с использованием света, генерируемого волокном
WO2013140484A1 (ja) 発光装置
US20140357948A1 (en) Illumination optical system for endscope and endoscope
WO2009040725A2 (en) Laser-pumped lamp using a light guide with a pinhole in its entrance mirror
JP2013094496A (ja) 照明装置および内視鏡システム
US9477026B2 (en) Light source system having a plurality of light source modules each having an irradiation module with light guide
CN211293329U (zh) 照明装置
JP2010017305A (ja) 光源装置およびこれを用いた内視鏡装置
JP2006122251A (ja) Ledファイバ光源装置及びそれを用いた内視鏡装置
JP2019020442A (ja) 同軸落射照明装置
US11280949B2 (en) Light-emitting device
JP2006034723A (ja) Led光源装置とそれを用いた観察装置および内視鏡
WO2014103448A1 (ja) 照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant