JP2003168309A - Light source device for light guide - Google Patents

Light source device for light guide

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JP2003168309A
JP2003168309A JP2001369507A JP2001369507A JP2003168309A JP 2003168309 A JP2003168309 A JP 2003168309A JP 2001369507 A JP2001369507 A JP 2001369507A JP 2001369507 A JP2001369507 A JP 2001369507A JP 2003168309 A JP2003168309 A JP 2003168309A
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JP
Japan
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light
optical fiber
incident end
light emitting
source device
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Pending
Application number
JP2001369507A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunio Kuroda
邦夫 黒田
Yutaka Okuda
裕 奥田
Yuzo Nakayama
雄三 中山
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.)
Kyoto Denkiki Co Ltd
Original Assignee
Kyoto Denkiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kyoto Denkiki Co Ltd filed Critical Kyoto Denkiki Co Ltd
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  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve miniaturization and a cost reduction by improving efficiency in light guiding, as for a light source device to bring light into an optical fiber. <P>SOLUTION: Light from a light source comprising a plurality of LEDs is condensed toward the incident end surface of an optical fiber by a Fresnel lens. A reflector to reflect light which does not enter into the incident end surface of the optical fiber is provided in a region around the incident end surface of the optical fiber. Reflected light reflected by the reflector is diffusedly reflected by a diffusible reflecting surface formed in the non-emissive region of the light emitting source. The light from the light emitting source can be efficiently taken into the optical fiber by making the diffusedly reflected light enter again into the incident end surface of the optical fiber. In addition, a collimating lens is provided adjacently to the front of each LED. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発光源から発した
光を光ファイバに導入するためのライトガイド用光源装
置に関し、更に詳しくは、発光源として発光ダイオード
(LED)を用いたライトガイド用光源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light guide light source device for introducing light emitted from a light emitting source into an optical fiber, and more specifically, for a light guide using a light emitting diode (LED) as a light emitting source. The present invention relates to a light source device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、各種の製造工場や農産物の選別工
場等に於いて不良品や規格非適合品などを見つけるため
に、CCDカメラ等による撮影画像を用いた検査装置が
利用されている。このような装置に於いてCCDカメラ
等により目的の画像を的確に得るためには、その目的に
見合った最適な照明が必要である。そのような照明の一
つとして、光ファイバを利用して光を案内し、所望の部
位を照射する照明装置が知られている。こうした照明装
置に於いて光ファイバに光を送り込むためのライトガイ
ド用光源装置としては、従来、ハロゲンランプを発光源
としたものが主流であったが、近年、保守の容易性や単
色波長の必要性,発光効率によるコストの安さなどの利
点からLEDを発光源としたものが開発されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in various manufacturing factories, agricultural product sorting factories, and the like, inspection devices using photographed images by CCD cameras or the like have been used to find defective products and noncompliant products. In such an apparatus, in order to accurately obtain a desired image with a CCD camera or the like, it is necessary to provide optimum illumination suitable for the purpose. As one of such illuminations, an illumination device that guides light using an optical fiber and irradiates a desired portion is known. As a light guide light source device for sending light to an optical fiber in such a lighting device, a light source using a halogen lamp has been the mainstream conventionally, but in recent years, ease of maintenance and the need for a monochromatic wavelength are required. LEDs are being developed as light emitting sources because of their advantages such as low cost due to their efficiency and luminous efficiency.

【0003】LEDを発光源としたこの種のライトガイ
ド用光源装置としては、例えば特開平11−21960
8号公報や特開2001−84819号公報に記載のも
のが知られている。
An example of this type of light guide light source device using an LED as a light source is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-21960.
Those described in Japanese Patent No. 8 and Japanese Patent Laid-Open No. 2001-84819 are known.

【0004】例えば、前者の文献に記載のライトガイド
用光源装置は、LEDからの光が逆ラッパ状の集光部材
によって集光され、光ファイバにLEDの光が到達す
る。しかしながらLEDから放射される光は理想的な平
行光ではなく、かなりの拡がりを有している。そのため
集光部材の内面にて反射されながら光ファイバの入射端
面に向かう光の、入射端面に到達する角度がかなりの広
範囲になる。光ファイバに入射できる光の角度は概ね±
35°以内であるので、せっかく集光部材で集めた光の
多くは光ファイバには入射できず、また仮に入射できて
も±35°以上の角度で入射した光は途中で外部に漏出
し、射出端面側に導光されない。
For example, in the light guide light source device described in the former document, the light from the LED is condensed by a concentrating member having a reverse trumpet shape, and the light of the LED reaches the optical fiber. However, the light emitted from the LED is not an ideal collimated light and has a considerable spread. Therefore, the angle at which the light traveling toward the incident end face of the optical fiber reaches the incident end face while being reflected by the inner surface of the light condensing member has a considerably wide range. The angle of light that can enter the optical fiber is approximately ±
Since it is within 35 °, most of the light collected by the condensing member cannot enter the optical fiber, and even if it can be incident, the light incident at an angle of ± 35 ° or more leaks to the outside on the way, The light is not guided to the exit end face side.

【0005】一方、後者の文献に記載のライトガイド用
光源装置では、複数のLEDを同一面側に指向して光導
出孔を取り囲むように環状に並べて配置し、それに対向
する位置には凹面鏡を設けている。光導出孔には光ファ
イバの一端部が挿入され、凹面鏡で反射された光がこの
光ファイバの入射端面に照射されるようにしている。更
にまた、環状にLEDを配置したことによって互いに重
なり合った照射面の中心部付近の照度が低下するのを補
うために、凹面鏡の中心付近に光導出孔に対面するLE
Dを配置して、このLEDから放射された光を直接的に
光ファイバの入射端面に取り入れるようにしている。
On the other hand, in the light source device for a light guide described in the latter document, a plurality of LEDs are arranged in a ring shape so as to be directed to the same surface side and surround the light lead-out hole, and a concave mirror is provided at a position facing the light guide hole. It is provided. One end of the optical fiber is inserted into the light guide hole so that the light reflected by the concave mirror is applied to the incident end surface of the optical fiber. Furthermore, in order to compensate for the decrease in the illuminance near the center of the overlapping illuminated surfaces due to the annular arrangement of the LEDs, the LE facing the light exit hole is located near the center of the concave mirror.
D is arranged so that the light emitted from this LED is directly introduced into the incident end face of the optical fiber.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】こうしたライトガイド
用光源装置を利用した照明装置に対する最も大きな要望
の一つは、被検査物等の所望の部位に於いて高い照度を
得ることである。そのためには、発光源自体の発光強度
を増加させるとともに、発光源から放射された光を効率
よく光ファイバに入射することが重要である。上記後者
のライトガイド用光源装置では、光ファイバへの光の入
射効率を向上させるべく凹面鏡を利用しているわけであ
るが、実際には、次のような問題のために必ずしも満足
いく照度を確保することができなかった。
One of the greatest demands for an illuminating device using such a light source device for a light guide is to obtain a high illuminance at a desired portion such as an object to be inspected. For that purpose, it is important to increase the light emission intensity of the light emitting source itself and to efficiently enter the light emitted from the light emitting source into the optical fiber. In the latter light source device for a light guide, a concave mirror is used in order to improve the incidence efficiency of light to the optical fiber, but in reality, the illuminance is not always satisfactory because of the following problems. I could not secure.

【0007】まず第1に、一般にLEDから発する光は
理想的な平行光ではなく、かなりの拡がりを有してい
る。そのため、このように拡がりのある光を全て凹面鏡
で反射しようとすると、非常に大きな凹面鏡を使用しな
ければならず、装置の小型化に支障をきたすとともにコ
ストも高いものにつく。また仮にコストを無視して発す
る光を全て凹面鏡で反射できたとしても、凹面鏡での反
射後の集光面積も大きく広がってしまい、結果的に反射
光の一部は光ファイバへ入射されない。
First of all, the light emitted from an LED is not ideally parallel light and has a considerable spread. Therefore, if it is attempted to reflect all such divergent light by the concave mirror, it is necessary to use a very large concave mirror, which hinders downsizing of the device and is costly. Further, even if the cost can be ignored and all the light emitted can be reflected by the concave mirror, the light-collecting area after reflection by the concave mirror also greatly expands, and as a result, part of the reflected light does not enter the optical fiber.

【0008】問題の第2は、凹面鏡で反射した光が適切
に集光されて光ファイバの入射端面に当たり該光ファイ
バの内部に取り入れられても、必ずしもその全てが光フ
ァイバの射出端まで導光されて有効光となるわけでない
という点にある。すなわち、光ファイバの入射端面に対
する入射角(入射光が光ファイバの中心軸と成す角)が
所定の角度以下でないと、光ファイバの内部に入り込ん
だ光は光ファイバの内周面で反射されず射出端の方向へ
は送られない。そのため、光が光ファイバの入射端面に
入射しても、そのうちの一部の光は射出端まで導光され
ない。
The second problem is that even if the light reflected by the concave mirror is properly collected and strikes the incident end face of the optical fiber and is taken into the inside of the optical fiber, all of the light is guided to the exit end of the optical fiber. The point is that it does not become effective light. That is, unless the angle of incidence (angle formed by the incident light with the central axis of the optical fiber) with respect to the incident end face of the optical fiber is less than or equal to a predetermined angle, the light entering the inside of the optical fiber is not reflected by the inner peripheral surface of the optical fiber. It is not sent in the direction of the ejection end. Therefore, even if light is incident on the incident end surface of the optical fiber, part of the light is not guided to the exit end.

【0009】上述したような光ファイバへの入射効率の
悪さは単に照射側に於いて高い照度を得るのを困難にす
るのみならず、同じ照度を得ようとすれば、LEDの数
を増やす必要が生じる。すると、コストが高くなるほ
か、小型化が困難になり、更に、LEDから発生する熱
が増加するためにファン等の冷却装置もそれだけ大きな
ものが必要になるという不利益がある。
The poor efficiency of incidence on the optical fiber as described above not only makes it difficult to obtain high illuminance on the irradiation side, but if the same illuminance is to be obtained, it is necessary to increase the number of LEDs. Occurs. Then, in addition to the high cost, downsizing becomes difficult, and further, since the heat generated from the LED increases, a cooling device such as a fan and the like need to be large, which is disadvantageous.

【0010】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その主たる目的とするところは、
光源からの放射光をより効率的に光ファイバに入射する
ことにより、比較的低いコストで対象物に高い照度の光
を集中的に照射することができるライトガイド用光源装
置を提供することにある。
The present invention has been made to solve such problems, and its main purpose is to:
An object of the present invention is to provide a light guide light source device capable of intensively irradiating an object with light of high illuminance at a relatively low cost by making light emitted from a light source enter an optical fiber more efficiently. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明ライトガイド用光
源装置の要旨とするところは、光ファイバの入射端面か
らその内部に光を送り込むためのライトガイド用光源装
置であって、発光源と、発光源からの光を光ファイバの
入射端面に向けて集光する集光レンズと、光ファイバの
入射端面の周囲の領域に設けると共に光ファイバの入射
端面に入射しない光を発光源方向に反射する反射鏡と、
発光源の非発光領域に形成し反射鏡からの反射光を拡散
反射する拡散反射面と、を備えたことを特徴とする。
The gist of the light source device for a light guide of the present invention is a light source device for a light guide for sending light from an incident end face of an optical fiber to the inside thereof, and a light emitting source, A condenser lens that collects the light from the light emitting source toward the incident end surface of the optical fiber, and a light collecting lens that is provided in a region around the incident end surface of the optical fiber and reflects light that does not enter the incident end surface of the optical fiber toward the light emitting source. With a reflector
And a diffuse reflection surface which is formed in a non-emission area of the light emitting source and diffuses and reflects the reflected light from the reflecting mirror.

【0012】かかる構成にすることにより、光ファイバ
の入射端面から外れた光は反射鏡にて発光源方向に反射
され、そして発光源の非発光領域に形成した拡散反射面
にて拡散反射される。拡散反射された光の一部分が光フ
ァイバの入射端面に入射されて光ファイバ内に導入され
る。すなわち、発光源の非発光領域からも発光している
という効果を生じ、光ファイバにより多くの光を取り入
れることになり効率の良い入射を得ることができるので
ある。
With this structure, the light that has deviated from the incident end face of the optical fiber is reflected by the reflecting mirror toward the light emitting source, and is diffusely reflected by the diffuse reflection surface formed in the non-light emitting region of the light emitting source. . A part of the diffusely reflected light is incident on the incident end face of the optical fiber and introduced into the optical fiber. That is, the effect that light is emitted from the non-light emitting region of the light emitting source is produced, and more light is taken into the optical fiber, so that efficient incidence can be obtained.

【0013】また、本発明に係るライトガイド用光源装
置の一態様として、発光源は光ファイバの入射端面に略
平行となる面に配置した複数の発光ダイオードと、該各
発光ダイオードの前方に近接して設けられたコリメート
レンズとを一対に備える構成とすることができる。した
がって発光ダイオードからの拡がりのある放射光をコリ
メートレンズにより平行光に変換し、その後集光レンズ
により光ファイバの入射開口角度内に入るように集光さ
れる。もちろん、発光源である発光ダイオードの発光体
(チップ)をモールドする透明樹脂体自体が上記レンズ
効果を有するように先端砲弾形状又はそのほかの形状に
加工されたものでもよい。
As one mode of the light source device for a light guide according to the present invention, the light emitting source is a plurality of light emitting diodes arranged on a surface substantially parallel to the incident end surface of the optical fiber, and the light emitting diodes are arranged in front of the respective light emitting diodes. The collimator lens provided as described above may be provided as a pair. Therefore, the divergent emitted light from the light emitting diode is converted into parallel light by the collimator lens, and then is converged by the condenser lens so as to be within the incident aperture angle of the optical fiber. Of course, the transparent resin body itself that molds the light-emitting body (chip) of the light-emitting diode that is the light-emitting source may be processed into a tip bullet shape or other shape so as to have the lens effect.

【0014】さらに、拡散反射面はコリメートレンズを
支持するレンズ保持体の表面(光ファイバの入射端面に
対向した表面)に設けることを特徴とする。拡散反射面
とするには種々の方法があるが、例えば酸化マグネシュ
ウムや硫酸バリュウム等の白色拡散塗料を塗布する方法
は好ましい。
Further, the diffuse reflection surface is characterized in that it is provided on the surface of the lens holder that supports the collimating lens (the surface facing the incident end surface of the optical fiber). There are various methods for forming a diffuse reflection surface, but for example, a method of applying a white diffusion paint such as magnesium oxide or barium sulfate is preferable.

【0015】集光レンズは一般的な凸レンズの他に、フ
レネルレンズが好ましい。フレネルレンズは、アクリル
樹脂をプレス成形またはインジェクション成形により形
成し、凸レンズを同心円状に分割してそれを平らに配置
したもので、中心点周りに円形の溝がいくつも形成され
た板状レンズで、薄くて軽くしかも成形が簡単であると
いう利点がある。
The condenser lens is preferably a Fresnel lens in addition to a general convex lens. A Fresnel lens is made by pressing or injection molding acrylic resin, dividing a convex lens into concentric circles, and arranging them flat.It is a plate-shaped lens with several circular grooves formed around its center point. It has the advantage of being thin, light and easy to mold.

【0016】このようにコリメートレンズによりほぼ平
行になった光は集光レンズにより集光され、光ファイバ
の入射端面を集光レンズの焦点位置(焦点近傍を含む)
に配置することにより発光源からの光を光ファイバーの
入射端面に入射することができる。
The light thus made substantially parallel by the collimator lens is condensed by the condenser lens and the incident end face of the optical fiber is focused on the focal point of the condenser lens (including the vicinity of the focal point).
The light from the light emitting source can be incident on the incident end face of the optical fiber by disposing the light source.

【0017】しかしながら、発光源からの光のすべてが
光ファイバの入射端面に入射するとは限らない。発光源
からの光の一部が入射端面の周囲の領域にも放射され
る。本発明はこの部分に放射された光を再利用するため
に、光ファイバの入射端面の周囲の領域部分に反射鏡を
設けるとともに発光源の非発光領域に反射鏡からの反射
光を拡散反射する拡散反射面を設けたものである。これ
により光ファイバの入射端面に入射しない光(光ファイ
バの入射端面を囲む領域の光)を反射鏡で反射させ、こ
の反射光を拡散反射面で拡散反射し、その拡散反射光の
一部を光ファイバに入射させる。
However, not all the light from the light emitting source is incident on the incident end face of the optical fiber. Part of the light from the light emitting source is also radiated to the region around the incident end face. According to the present invention, in order to reuse the light emitted to this portion, a reflecting mirror is provided in the area around the entrance end face of the optical fiber, and the light reflected from the reflecting mirror is diffused and reflected in the non-light emitting area of the light emitting source. A diffuse reflection surface is provided. As a result, the light that does not enter the incident end surface of the optical fiber (light in the area surrounding the incident end surface of the optical fiber) is reflected by the reflecting mirror, this reflected light is diffused and reflected by the diffuse reflection surface, and part of the diffuse reflected light is reflected. It is incident on the optical fiber.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明に係るライトガイド用光源
装置の原理構成の一実施形態を図1から図3を参照して
説明する。図1は本実施形態によるライトガイド用光源
装置を軸Cを含む平面で切断した断面図で、光源から発
した光が光ファイバの入射端面に入射されている様子を
示した図である。図2は光ファイバの入射端面の周囲の
領域に照射された光が反射と拡散反射によって光ファイ
バの入射端面に入射する様子を示した図である。軸C
は、光を導入する対象である光ファイバ5の中心軸であ
る。図3は本発明の発光源2を光ファイバの入射端面側
から見た平面図である。なお、図1及び図2では図面が
煩雑になるのを避けるため代表的な光路(光ファイバの
入射端面の光軸上に入射する光)のみを記載している
が、記載のもの以外に多数の光路を通る光が存在するこ
とは当然である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the principle configuration of a light guide light source device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the light guide light source device according to the present embodiment taken along a plane including an axis C, showing a state in which light emitted from a light source is incident on an incident end face of an optical fiber. FIG. 2 is a diagram showing how the light irradiated to the area around the incident end face of the optical fiber is incident on the incident end face of the optical fiber by reflection and diffuse reflection. Axis C
Is the central axis of the optical fiber 5 into which light is introduced. FIG. 3 is a plan view of the light emitting source 2 of the present invention viewed from the incident end face side of the optical fiber. 1 and 2, only a typical optical path (light incident on the optical axis of the incident end face of the optical fiber) is shown in order to avoid making the drawings complicated, but many other than the described ones. It is natural that there is light passing through the optical path of.

【0019】本発明ライトガイド用光源装置10は、ア
ルミニューム等の金属や、合成樹脂の一体成形品からな
る両端開口の円筒状の本体1と、この本体1内に収容し
た発光源2と、同じく本体内に収容した集光レンズとし
てのフレネルレンズ3と、本体1の一方の開口端を塞ぐ
蓋板4と、蓋板4に取付けた光ファイバー5の光コネク
タ6と、蓋板4の内面で且つ光ファイバ5の入射端面5
aの周囲の領域に設けた反射鏡7とから構成されてい
る。
The light source device 10 for a light guide according to the present invention comprises a cylindrical main body 1 having openings at both ends, which is made of an integrally molded product of metal such as aluminum or synthetic resin, and a light emitting source 2 housed in the main body 1. Similarly, a Fresnel lens 3 as a condenser lens housed in the main body, a cover plate 4 for closing one opening end of the main body 1, an optical connector 6 of an optical fiber 5 attached to the cover plate 4, and an inner surface of the cover plate 4 And the incident end face 5 of the optical fiber 5
The reflecting mirror 7 is provided in a region around a.

【0020】発光源2は、軸Cに垂直に設けられた基板
21と、この基板21に軸Cを含んで配置された複数の
発光ダイオード(以下LEDという)22と、各LED
22の前方近傍にそれぞれ設けたコリメートレンズ23
から構成されている。
The light emitting source 2 includes a substrate 21 provided perpendicularly to the axis C, a plurality of light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) 22 arranged on the substrate 21 including the axis C, and each LED.
Collimating lenses 23 provided near the front of 22 respectively
It consists of

【0021】各LED22は発光体であるチップが樹脂
やガラス等の透明体でモールドされたものであって、そ
のLEDから発せられる光の軸(光軸)が軸Cと平行に
なるように基板21に固定されている。LED22とし
ては発光強度ができるだけ大きなものが好ましく、また
光の拡がり角が狭いものが好ましい。しかし発光強度の
大きいものは光のビーム拡がり角が広いものが多い。そ
のため、LED22から様々な方向へ拡がりつつ放射さ
れる光を集光して、軸Cに沿ったほぼ平行な光となるよ
うにコリメートレンズ23を用いるのが効果的である。
Each LED 22 is formed by molding a chip, which is a light emitting body, with a transparent body such as resin or glass, and a substrate so that the axis (optical axis) of light emitted from the LED is parallel to the axis C. It is fixed at 21. It is preferable that the LED 22 has a light emission intensity as high as possible, and that the light spread angle is narrow. However, many of the ones with high emission intensity have a wide beam divergence angle. Therefore, it is effective to use the collimator lens 23 so that the light emitted from the LED 22 while being spread in various directions is condensed and becomes substantially parallel light along the axis C.

【0022】コリメートレンズ23はアルミニュームや
合成樹脂材から作成されたレンズ保持体24の多数の取
付け孔24aに嵌めこまれて固定されている。レンズ保
持体24の表面(光ファイバ5の入射端面5aに対向す
る面)の非発光領域(コリメートレンズ23の取付け孔
24a以外の部分)には白色塗料を塗布して拡散反射面
8(図3に多数の黒点で示す)を構成してある。
The collimator lens 23 is fitted and fixed in a number of mounting holes 24a of a lens holder 24 made of aluminum or synthetic resin material. A white paint is applied to the non-light emitting area (the portion other than the mounting hole 24a of the collimating lens 23) on the surface of the lens holder 24 (the surface facing the incident end surface 5a of the optical fiber 5), and the diffuse reflection surface 8 (FIG. 3). A large number of black dots).

【0023】レンズ保持体24は基板21と共にLED
22の発熱を放散するためのアルミの取付板25にネジ
止めされる。そしてこの発光源2は反射鏡7に対向する
本体1の他の開口端にその取付板25をネジ止め(図示
せず)して固定してある。
The lens holder 24, together with the substrate 21, is an LED.
It is screwed to an aluminum mounting plate 25 for dissipating the heat generated by 22. The light emitting source 2 is fixed to the other open end of the main body 1 facing the reflecting mirror 7 by fixing its mounting plate 25 with screws (not shown).

【0024】フレネルレンズ3は支持リング9を介して
レンズ保持体24にネジ止め(図示せず)されている。
発光源2から発せられた軸Cに平行な光はフレネルレン
ズ3を通過してその焦点位置に集光する。この焦点位置
(焦点近傍を含む)に光ファイバ5の入射端面5aを配
置することにより発光源2から発せられた光を光ファイ
バ5内に入射(導入)することができ、そして導入され
た光は光ファイバ内を導光され射出端面から所望な部位
を照明することができる。反射鏡7は、メッキや金属蒸
着により簡単に鏡面性を持たせることができる。
The Fresnel lens 3 is screwed (not shown) to the lens holder 24 via the support ring 9.
Light emitted from the light emitting source 2 and parallel to the axis C passes through the Fresnel lens 3 and is condensed at the focal position. By arranging the incident end surface 5a of the optical fiber 5 at this focus position (including the vicinity of the focus), the light emitted from the light emitting source 2 can be made incident (introduced) into the optical fiber 5, and the introduced light Is guided through the optical fiber and can illuminate a desired portion from the exit end face. The reflecting mirror 7 can easily be made to have specularity by plating or metal deposition.

【0025】本発明は光ファイバ5の入射端面5aの周
囲の領域に照射される光を再利用するために、光ファイ
バ5の入射端面5aの周囲の領域に反射鏡7を設けもの
である。すなわち図2に示すように反射鏡7で反射され
た反射光rはフレネルレンズ3を通過して拡散反射面8
に達する。そしてその拡散反射面8から多くの方向に拡
散反射される。その拡散反射光のうちの一部の光q(軸
Cに平行な拡散反射光)がフレネルレンズ3を通過して
光ファイバ5の入射端面5aに入射し、光ファイバ5内
に導入される。
In the present invention, in order to reuse the light applied to the area around the incident end surface 5a of the optical fiber 5, the reflecting mirror 7 is provided in the area around the incident end surface 5a of the optical fiber 5. That is, as shown in FIG. 2, the reflected light r reflected by the reflecting mirror 7 passes through the Fresnel lens 3 and the diffuse reflection surface 8
Reach Then, it is diffusely reflected from the diffuse reflection surface 8 in many directions. A part of the diffused reflected light q (diffuse reflected light parallel to the axis C) passes through the Fresnel lens 3 and enters the incident end surface 5a of the optical fiber 5, and is introduced into the optical fiber 5.

【0026】上記ライトガイド用光源装置10は光ファ
イバ5の射出端から光を取り出し、必要に応じてレンズ
などの他の光学部品を介して所望の部位に照射する照明
装置の光源として利用することができるが、そのほかに
も光ファイバを利用した様々な装置の光源として利用す
ることができる。例えば、光ファイバ自体を装飾用の照
明(いわゆる電飾)として用いた装置のために利用して
もよい。
The light guide light source device 10 is used as a light source of an illuminating device which takes out light from the exit end of the optical fiber 5 and irradiates a desired portion through other optical parts such as a lens as necessary. In addition, it can be used as a light source for various devices using an optical fiber. For example, the optical fiber itself may be used for a device that uses it as decorative illumination (so-called electric decoration).

【0027】なお、一般の照明用としてはLED22と
して白色光を発するものを用いればよいが、発光の種類
が多彩であるというLEDの特徴を活かし、赤色、緑
色、青色等の可視光、或いは赤外光、紫外光等の波長を
有する光を発するLEDを用いてもよい。また、複数の
色のLEDを組み合わせることによって、種々の色の照
明が可能である。
For general illumination, an LED 22 that emits white light may be used. However, by utilizing the characteristic of the LED that has various kinds of light emission, visible light such as red, green, blue, or red light, or red light is used. An LED that emits light having a wavelength such as external light or ultraviolet light may be used. Also, by combining LEDs of a plurality of colors, it is possible to illuminate various colors.

【0028】更にまた、上記実施例は本発明の単に一例
に過ぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正を加え
ても、本願の特許請求の範囲に包含されることは明らか
である。具体的に言えば、各光学部品やそのほかの部材
を形成する材料は上記記載のものに限定されない。ま
た、各光学部品の形状や配置は本発明の趣旨を満たす条
件の範囲で適宜に変更することが可能である。
Furthermore, the above-mentioned embodiments are merely examples of the present invention, and it is obvious that appropriate modifications and changes made within the scope of the present invention are also included in the scope of the claims of the present application. . Specifically, the materials forming each optical component and other members are not limited to those described above. Further, the shape and arrangement of each optical component can be appropriately changed within the range of conditions satisfying the gist of the present invention.

【0029】[0029]

【発明の効果】このように本発明に係るライトガイド用
光源装置によれば、発光源である発光ダイオードから発
した光を光ファイバの入射端面へと導くことができる。
また、光ファイバの入射端面に入らない光は反射鏡で発
光源方向に反射させ、発光源の非発光領域に設けた拡散
反射面にて、その反射光を拡散反射させると共に拡散反
射光を再びファイバ内に導入するようにしたので、発光
源からの光を効率良く光ファイバ内に取り込むことが可
能となる。そのため、光ファイバの入射端面への入射効
率が従来よりも大幅に向上する。
As described above, according to the light guide light source device of the present invention, the light emitted from the light emitting diode as the light emitting source can be guided to the incident end face of the optical fiber.
Light that does not enter the incident end face of the optical fiber is reflected by the reflecting mirror toward the light emitting source, and the diffused reflecting surface provided in the non-light emitting area of the light emitting source diffuses and reflects the reflected light and re-reflects the diffuse reflected light. Since the light is introduced into the fiber, the light from the light emitting source can be efficiently taken into the optical fiber. Therefore, the incident efficiency on the incident end surface of the optical fiber is significantly improved as compared with the conventional case.

【0030】したがって、例えば本発明ライトガイド用
光源装置を照明装置に適用すれば、光ファイバの射出端
面側に於いて高い照度を得ることができる。また、光フ
ァイバへ入射するまでの途中で光を効率よく利用してい
るので、同一の照度を得ようとした場合に、発光源に供
給する電力がより少なくて済む。また、発光源で発生す
る熱もその分だけ少なくなるので、冷却手段が不要にな
るか又はより簡単になる。更にまた、装置の小型化にも
有利である。
Therefore, if the light guide light source device of the present invention is applied to a lighting device, for example, a high illuminance can be obtained on the exit end face side of the optical fiber. Further, since the light is efficiently used on the way to the incidence on the optical fiber, less electric power is required to be supplied to the light emitting source in order to obtain the same illuminance. Further, since the heat generated by the light emitting source is also reduced by that amount, the cooling means is not required or becomes simpler. Furthermore, it is also advantageous for downsizing the device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施形態によるライトガイド用光源
装置の断面図で、光ファイバの入射端面の光軸上に入射
する光のみを記載している。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a light source device for a light guide according to an embodiment of the present invention, in which only light incident on an optical axis of an incident end face of an optical fiber is described.

【図2】 図1のライトガイド用光源装置において、光
ファイバの入射端面の周囲の領域に照射した光が反射と
拡散反射によって光ファイバの入射端面に入射する様子
を示した光路構成図である。
FIG. 2 is an optical path configuration diagram showing how the light irradiating the region around the incident end face of the optical fiber is incident on the incident end face of the optical fiber by reflection and diffuse reflection in the light guide light source device of FIG. .

【図3】 図1のライトガイド用光源装置に使用してい
る発光源を光ファイバ側の入射端面側から見た平面図で
ある。
FIG. 3 is a plan view of a light emitting source used in the light guide light source device of FIG. 1 as viewed from an incident end face side on an optical fiber side.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 本体 2 発光源 21 基板 22 発光ダイオード(LED) 23 コリメートレンズ 24 レンズ保持体 3 フレネルレンズ(集光レンズ) 4 蓋板 5 光ファイバ 5a 入射端面 7 反射鏡 8 拡散反射面 10 光源装置 r 反射光 q 拡散反射光 1 body 2 light source 21 board 22 Light emitting diode (LED) 23 Collimating lens 24 Lens holder 3 Fresnel lens (condensing lens) 4 lid plate 5 optical fiber 5a Incident end face 7 Reflector 8 Diffuse reflection surface 10 Light source device r reflected light q Diffuse reflected light

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバの入射端面からその内部に光
を送り込むための光源装置であって、発光源と、該発光
源からの光を前記光ファイバの入射端面に向けて集光す
る集光レンズと、前記光ファイバの入射端面の周囲の領
域に設けると共に該光ファイバの入射端面に入射しない
光を前記発光源方向に反射する反射鏡と、前記発光源の
非発光領域に形成し前記反射鏡からの反射光を拡散反射
する拡散反射面と、を備えたことを特徴とするライトガ
イド用光源装置。
1. A light source device for sending light from an incident end face of an optical fiber to the inside thereof, wherein a light emitting source and a condenser for condensing light from the light emitting source toward the incident end face of the optical fiber. A lens, a reflecting mirror provided in a region around the incident end face of the optical fiber and reflecting light not incident on the incident end face of the optical fiber toward the light emitting source, and the reflection mirror formed in the non-light emitting region of the light emitting source. A light guide light source device comprising: a diffuse reflection surface that diffusely reflects light reflected from a mirror.
【請求項2】 前記発光源は、複数の発光ダイオード
と、該各発光ダイオードの前方に近接して設けられたコ
リメートレンズとを一対に備えることを特徴とする請求
項1に記載のライトガイド用光源装置。
2. The light guide according to claim 1, wherein the light emitting source includes a pair of a plurality of light emitting diodes and a collimating lens provided in front of each of the light emitting diodes. Light source device.
【請求項3】 前記拡散反射面は、前記コリメートレン
ズを支持するレンズ保持板の前記光ファイバの入射端面
に対向した表面に形成されていることを特徴とする請求
項2に記載のライトガイド用光源装置。
3. The light guide according to claim 2, wherein the diffuse reflection surface is formed on a surface of the lens holding plate that supports the collimator lens, the surface facing the incident end surface of the optical fiber. Light source device.
【請求項4】 前記集光レンズは、フレネルレンズであ
ることを特徴とする請求項1に記載のライトガイド用光
源装置。
4. The light source device for a light guide according to claim 1, wherein the condenser lens is a Fresnel lens.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006031037A1 (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Myung-Koo Kang Illuminating device using light source device
EP1706771A1 (en) * 2003-12-23 2006-10-04 Pac Tech - Packaging Technologies GmbH Optical system with a cameras device for viewing several objects arranged remotely from each other
JP2015029550A (en) * 2013-07-31 2015-02-16 船井電機株式会社 Photoacoustic imaging apparatus
CN107701982A (en) * 2017-09-02 2018-02-16 广东省稀有金属研究所 A kind of aquatic plants growth lamp and its application based on optical fiber light-guiding

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