JP2010199027A - Light source device - Google Patents
Light source device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010199027A JP2010199027A JP2009045630A JP2009045630A JP2010199027A JP 2010199027 A JP2010199027 A JP 2010199027A JP 2009045630 A JP2009045630 A JP 2009045630A JP 2009045630 A JP2009045630 A JP 2009045630A JP 2010199027 A JP2010199027 A JP 2010199027A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength conversion
- light source
- source device
- light
- excitation 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments 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
- A61B1/06—Instruments 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
- A61B1/0653—Instruments 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
Abstract
Description
本発明は、出射光の色を切替え可能な光源装置に関するものである。 The present invention relates to a light source device capable of switching the color of emitted light.
従来より内視鏡装置の一部では、赤色光、緑色光、青色光を順次切り替えて出射する光源が用いられている。その例を、図18を参照しつつ説明する。図18は、従来の光源装置を用いた内視鏡装置の構成を示す概略構成図である。 Conventionally, some endoscope apparatuses use a light source that sequentially switches red light, green light, and blue light and emits them. An example will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus using a conventional light source device.
図18の内視鏡装置501は、3つの励起光源171から173を備え、それぞれ蛍光ファイバ174から176に接続して構成されている。蛍光ファイバ174から176は、蛍光体と、蛍光体で発生する蛍光を導光する光ファイバとを備えている。また、蛍光ファイバ174から176は、結合部191でひとつの光ファイバ502に接続されて照明光が出射端103に導かれるようになっている。従って、3つの励起光源171、172、173を順次オンオフすることで、対応する蛍光ファイバ174、175、176が発光し、結合部191と、ひとつの光ファイバ502を経由して出射端103から出射可能に構成されている。
The
しかしながら、従来の構成では、蛍光ファイバ174から176で発生した蛍光を、結合部191でひとつの光ファイバ502に結合させるようになっているが、これらの蛍光を光ファイバの結合部191で効率よくひとつの光ファイバ502に結合させることは難しい。この結果、従来技術による構成では、複数の光ファイバを導光してきた蛍光を一本の光ファイバ502に結合するためのロスが大きく、十分な明るさの照明光を得ることが出来ない。
However, in the conventional configuration, the fluorescence generated in the
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、複数の光ファイバを導光してきた蛍光を一本の光ファイバに導光させる構成において蛍光の利用効率を高くできる明るい光源装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to improve the use efficiency of fluorescence in a configuration in which fluorescence guided through a plurality of optical fibers is guided to one optical fiber. The object is to provide a bright light source device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、励起光を出射する複数の励起光源と、前記励起光を導光する複数の導光部材と、前記複数の導光部材によって導光された励起光を受光し、前記励起光とは異なる波長であって互いに異なる波長の波長変換光を射出する複数の波長変換部材と、を有する光源装置であって、前記複数の波長変換部材はそれぞれ、側面と、前記励起光が照射される底面と、を有し、前記複数の波長変換部材はその側面で、ひとつの保持部材に固定されて波長変換ユニットを形成しており、前記波長変換ユニットは、凹面鏡の焦点若しくはその近傍に配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a plurality of excitation light sources that emit excitation light, a plurality of light guide members that guide the excitation light, and the plurality of light guide members. A plurality of wavelength conversion members for receiving the guided excitation light and emitting wavelength-converted lights having wavelengths different from the excitation light and different from each other, wherein the plurality of wavelength conversions Each of the members has a side surface and a bottom surface irradiated with the excitation light, and the plurality of wavelength conversion members are fixed to one holding member on the side surface to form a wavelength conversion unit, The wavelength conversion unit is arranged at or near the focal point of the concave mirror.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記保持部材の、前記複数の波長変換部材を固定する面は、前記励起光および/または前記波長変換光を反射する反射面であることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the surface of the holding member that fixes the plurality of wavelength conversion members is a reflection surface that reflects the excitation light and / or the wavelength conversion light.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記保持部材は、複数の波長変換部材取り付け部を有する柱状体であることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the holding member is a columnar body having a plurality of wavelength conversion member attachment portions.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記複数の波長変換部材の、前記保持部材に固定される側面は平面であり、前記保持部材は、前記複数の波長変換部材の側面に対応する平面を有する多角柱であることが望ましい。 Moreover, according to the preferable aspect of this invention, the side surface fixed to the said holding member of the said some wavelength conversion member is a plane, The said holding member has the plane corresponding to the side surface of the said several wavelength conversion member. It is desirable to have a polygonal column.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記導光部材の出射端は、前記複数の波長変換部材の底面と、前記保持部材の接する領域若しくはその近傍に励起光を照射するように配置されていることが望ましい。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, the emission end of the light guide member is disposed so as to irradiate excitation light to the bottom surface of the plurality of wavelength conversion members and the region in contact with the holding member or the vicinity thereof. It is desirable.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記複数の波長変換部材は、円柱を、その中心軸を通る平面で切断した半円柱形状であり、前記切断面により前記保持部材に固定されていることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, the plurality of wavelength conversion members have a semi-cylindrical shape obtained by cutting a cylinder by a plane passing through the central axis thereof, and are fixed to the holding member by the cut surface. Is desirable.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記導光部材は、前記半円柱の底面の、円柱の中心軸若しくはその近傍に励起光を照射するように配置されていることが望ましい。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the light guide member is disposed so as to irradiate excitation light on the central axis of the cylinder or in the vicinity thereof on the bottom surface of the semi-cylinder.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記保持部材は、前記複数の波長変換部材に対応する数の凹面を有する柱状体であり、前記複数の波長変換部材は側面を有する柱状体であり、前記複数の波長変換部材の側面が、前記保持部材の凹面に固定されていることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, the holding member is a columnar body having a number of concave surfaces corresponding to the plurality of wavelength conversion members, and the plurality of wavelength conversion members are columnar bodies having side surfaces, It is desirable that side surfaces of the plurality of wavelength conversion members are fixed to a concave surface of the holding member.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記柱状体の凹面と、前記複数の波長変換部材の側面とは、互いに面で接するような相補的な形状であることが望ましい。 Moreover, according to a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the concave surface of the columnar body and the side surfaces of the plurality of wavelength conversion members have complementary shapes so as to be in contact with each other.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記複数の波長変換部材は、円柱形状であることが望ましい。 Moreover, according to a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the plurality of wavelength conversion members have a cylindrical shape.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記導光部材は、前記円柱の中心軸若しくはその近傍に励起光を照射するように配置されていることが望ましい。 Moreover, according to a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the light guide member is disposed so as to irradiate excitation light on a central axis of the cylinder or in the vicinity thereof.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記保持部材は、前記複数の波長変換部材の底面の一部も保持する形状であることが望ましい。 Moreover, according to a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the holding member has a shape that also holds part of the bottom surfaces of the plurality of wavelength conversion members.
本発明にかかる光源装置は、複数の蛍光体からの蛍光を一本の光ファイバに結合する構成であっても蛍光を効率良く利用できるという効果を奏する。 The light source device according to the present invention has an effect that the fluorescence can be efficiently used even when the fluorescence from the plurality of phosphors is coupled to one optical fiber.
以下に、本発明にかかる光源装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a light source device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(第1実施形態)
はじめに、本発明の第1の実施形態について、図1乃至図6を用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る光源装置1の外観構成を示す部分断面図であり、図2は、図1の波長変換ユニット300の拡大斜視構成を示す図であり、図3は、保持部材34の斜視構成を示す図であり、図4は、図2に示す波長変換ユニット300の側面構成を示す図であり、図5は、図4に示す波長変換ユニット300を蛍光体30の底面側から見た図であり、図6は、図2の蛍光体30の底面構成であって、蛍光の光路を模式的に示す図である。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an external configuration of the light source device 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged perspective view of the
図1に示すように、本発明の第1実施形態による光源装置1は、励起光源として3つの半導体レーザ光源101、102、103からなる光源10を有している。また、3つの半導体レーザ光源101、102、103から出射した励起光を導光する導光部材としての3つの光ファイバ201、202、203からなる光ファイバ20を有している。この光ファイバ201、202、203の、励起光の射出端20a側は、波長変換ユニット300に接続されており、波長変換ユニット300に搭載されている波長変換部材である3つの蛍光体30(赤色蛍光体である301、緑色蛍光体である302、青色蛍光体である303(図2参照。))に励起光がそれぞれ照射されるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the light source device 1 according to the first embodiment of the present invention has a
波長変換ユニット300の有する蛍光体301、302、303から出射された蛍光は、凹面鏡であるパラボラ鏡40に向かって照射される。波長変換ユニット300は、パラボラ鏡40の焦点もしくはその近傍の領域106に配置されているため、波長変換ユニット300から出射した蛍光は、パラボラ鏡40の反射面40aを介して略平行光とされ、パラボラ鏡40の開口41から外部に向かって照射されるように構成されている。
Fluorescence emitted from the
図2に示すように、本実施の形態では、蛍光体301、302、303は、いずれも半円柱形状、すなわち、円柱の中心軸O(図5、6参照。)を含む平面70(図6参照。)で円柱を切断した形状を有している。蛍光体301、302、303は、ひとつの保持部材34に搭載されている。図3に示すように、保持部材34は、正三角柱形状であり、蛍光体301、302、303は図2に示すように、正三角柱の各側面(後述する反射面34a)に、円柱切断面30aが固定されている。保持部材34の側面の表面は、励起光および蛍光体301乃至303から出射される蛍光を反射する反射面34aとなっている。本実施の形態では、3つの側面すべてが反射面34aとされている。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the
図4及び図5に示すように、光ファイバ201、202、203は、蛍光体301、302、303の、底面30bである半円形の、円の中心位置(すなわち半円柱の中心軸Oが底面30bを交差する位置)若しくはその近傍に励起光を照射するように取り付けられている。すなわち、半円柱の蛍光体30の円柱切断面30aと接する保持部材34の側面(反射面34a)と、蛍光体30の底面30bと、により形成される角部33であって、中心位置若しくはその近傍に励起光を照射するように構成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
次に、本発明の動作について説明する。図1、2に示すように、励起光源である半導体レーザ光源101、102、103を点灯すると、蛍光体301、302、303にそれぞれ対応した励起光が出射され、光ファイバ201、202、203を経由して、波長変換ユニット300に設けられた蛍光体301、302、303にそれぞれ照射される。
Next, the operation of the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, when the semiconductor
光ファイバ201、202、203は、図4、5に示すように取り付けられているため、この光ファイバ201、202、203の出射端20aから出射した励起光は、蛍光体301、302、303の底面30bである半円の中心位置近傍から蛍光体301、302、303の内部に向かって照射される。
Since the
このとき、光ファイバ201、202、203の出射面から出射される励起光は、光ファイバ201、202、203の開口数NAに応じて広がって放射され、蛍光体301、302、303それぞれの屈折率に応じて屈折されて、蛍光体301、302、303の内部を広がりながら進行する。本実施の形態では、励起光を出射する光ファイバ201、202、203の出射端20aが、半円柱の元となった円柱の中心軸Oと略一致するように構成されているため、蛍光体30の内部を進行する励起光も、この半円柱の中心軸Oを中心として、広がるように蛍光体301、302、303の内部を進行する。
At this time, the excitation light emitted from the emission surfaces of the
ここで、蛍光体301、302、303は、半円柱形状であるため、励起光のおおよそ半分は、蛍光体301、302、303の円柱切断面30aから、保持部材34の反射面34aに向かって照射され、反射面34aで反射されて再び蛍光体301、302、303の内部に向かって進行する。このときの様子は、図6に示すように、保持部材34の反射面34aで反射された励起光の光路251が、その励起光の進行方向の、反射面34aに対するミラー対称の方向に進行した励起光の光路252と略等しい距離だけ蛍光体30の内部を進行することとなる。
Here, since the
つまり、励起光は、光ファイバ201、202、203の出射端20aから円柱形状の蛍光体の中心軸O方向に励起光を照射したときと略同じ距離だけ蛍光体30の内部を通過するため、半円柱形状の蛍光体30により波長変換される割合は、出射端20aから切断のない円柱の中心軸Oに沿って励起光を照射した場合と略等しいと言える。
That is, since the excitation light passes through the inside of the
また、蛍光体301、302、303の内部で発生した蛍光のうち、保持部材34の反射面34aの方向に発光した蛍光も、同様に保持部材34の反射面34aで反射され蛍光体301、302、303の内部を経由して、蛍光体外部に照射される。このときに、蛍光が蛍光体301、302、303を通過する距離も、出射端20aから切断のない円柱の中心軸O方向に励起光を照射した場合と略等しい。
In addition, among the fluorescence generated inside the
従って、半円柱形状の蛍光体30における発生した蛍光の取り出し効率も、切断のない(円柱形状の蛍光体の)場合と略等しいと言える。以上より、励起光の利用効率は、出射端20aから切断のない円柱の中心軸O若しくはその近傍に励起光を照射した場合とほぼ等しくなる。従って、反射面34aの反射率が十分に高い場合、蛍光体30が、切断のない円柱であった場合に発光する蛍光量を、切断された円柱(半円柱)の円弧状の側面30c側のみから出射させることが可能となる。
Therefore, it can be said that the extraction efficiency of the generated fluorescence in the
以上より、本実施の形態による波長変換ユニット300に搭載した、半円柱形状の蛍光体30から、切断のない円柱形状の蛍光体の場合と略等しい光量を、円柱の中心軸Oを通る平面70により分割された、一方の空間S(図6参照。)方向のみに射出することができる構成となっている。
As described above, the
波長変換ユニット300では、このような半円柱形状の蛍光体301、302、303が、正三角柱の保持部材34の各側面(反射面34a)にそれぞれ固定されているため、3つの蛍光体301乃至303から3つの方向に向かって3色の蛍光が照射される。この3色の蛍光は、いずれもパラボラ鏡40の反射面40a(図1参照。)に向かって照射され、パラボラ鏡40の反射面40aで略平行光とされてパラボラ鏡40の開口41から外部に向かって出射される。このように、3色の蛍光が互いに平行に出射されるので、本実施形態の光源装置の後段に配置される光伝送路(例えば1本の光ファイバ)への結合は、色補正されたレンズ系を用いれば容易であり、即ち高効率の光結合が容易となる。
In the
上記のように光源装置1を構成することで、半円柱の蛍光体30から、円柱形状の蛍光体と略等しい光量を出射可能となる。さらに、出射される蛍光は、半円柱の中心軸Oを通る平面70に対し、一方の空間S(図6参照。)に向けて出射されるため、所望の方向の光強度を高めることが可能となる。さらに、多角柱形状の保持部材を用いることにより、複数の蛍光体30を小さな領域(すなわち、パラボラ鏡40の焦点もしくはその近傍の領域106)に配置することが可能となるため、パラボラ鏡40により同一方向に出射することが可能となる。
また、蛍光体301、302、303で発生した蛍光は、他の蛍光体等に照射されることなく、その大部分がパラボラ鏡40の反射面40aや、保持部材34の反射面34aに照射されて反射されるため、効率的にパラボラ鏡40から外部に取り出すことができる。この結果、蛍光体301、302、303で発生した蛍光を効率よく利用することが可能となり、効率的で明るい光源装置を実現することが可能となる。
以上のように、励起光及び蛍光の利用効率が高く、明るい多色の蛍光を出射可能な光源装置1を実現することが可能となる。
By configuring the light source device 1 as described above, it is possible to emit a light amount substantially equal to that of the cylindrical phosphor from the
Further, most of the fluorescence generated in the
As described above, it is possible to realize the light source device 1 that has high utilization efficiency of excitation light and fluorescence and can emit bright multicolor fluorescence.
なお、本実施の形態では、互いに色の異なる3つの蛍光体を用い、3色の蛍光を出射する例を示したが、これ以外に、2つの蛍光体を、板状部材の二つの面に取り付けたものも可能である。また、n(但し、nは4以上の整数)個の蛍光体を、n角柱の各側面に取り付ける構成も可能であり、同様の効果を得ることができる(後述する他の実施形態も同様である。)。
また、本実施の形態では、凹面鏡としてパラボラ鏡40を用いる例を示したが、これ以外に、後述する第4実施形態の第1変形例に示す、楕円鏡42を用いることも可能である。楕円鏡42を用いることで、レンズ等を用いることなく、蛍光体30から出射される蛍光を所望の領域に集光照射することが可能となる。また、後段に配置される光伝送路への結合も容易であり、レンズ等を用いることなく光効率の光結合を実現することが出来る。
In this embodiment, an example in which three phosphors having different colors are used and three colors of fluorescence are emitted has been shown. However, in addition to this, two phosphors are disposed on two surfaces of the plate-like member. An attached one is also possible. In addition, a configuration in which n (where n is an integer of 4 or more) phosphors can be attached to each side surface of the n-prism and the same effect can be obtained (the same applies to other embodiments described later). is there.).
In the present embodiment, an example in which the
本実施の形態では、光ファイバ201、202、203の出射端20aを、半円柱形状の蛍光体301、302、303の中心位置近傍に配置したが、本発明はこれに限定されるものではない。蛍光体301、302、303の底面30bのいずれの場所に光ファイバ201乃至203の出射端20aを配置しても、励起光を効率的に波長変換することが可能となる。すなわち、本実施形態における、蛍光体30から出射する蛍光が、切断前の円柱形状の蛍光体から出射する蛍光と同様の分布を得られるという効果以外のすべての効果を得ることが可能となる。
In the present embodiment, the emission ends 20a of the
(第1実施形態の変形例)
第1実施形態の変形例に係る波長変換ユニット301について説明する。図7は、第1実施形態の変形例に係る波長変換ユニット301を3つの蛍光体311、312、313からなる蛍光体31の底面31b側から見た図である。
(Modification of the first embodiment)
A
第1実施形態の半円柱形状の蛍光体30と異なり、第1実施形態の変形例は、図7に示すように、正方形の底面を有する角柱を、底面31bの辺の長さが2:1となるような長方形となるように切断した角柱型の蛍光体311から313である。このような角柱形状の蛍光体31を用いても、半円形状の蛍光体30と同様の効果を得ることが出来る。
Unlike the
さらに、光ファイバ20(201、202、203)の先端部20a(図1参照。)を接続する一面に平面を有する立体形状の蛍光体であれば、入射した励起光が出射する射出面までの光路長は異なるものの、効率的に励起光を蛍光に変換することが可能となる。従って、どのような形状の立体であっても、第1実施形態と同様に励起光を蛍光に効率的に変換できる、という効果を得ることが可能である。
Furthermore, in the case of a three-dimensional phosphor having a flat surface on one surface to which the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図8乃至図10を参照しつつ説明する。図8は、第2実施形態に係る光源装置の波長変換ユニット310の斜視構成を示す図であり、図9は、図8の保持部材134の斜視構成を示す図であり、図10は、図8の蛍光体130の底面構成であって、蛍光の光路を模式的に示す図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 is a diagram illustrating a perspective configuration of the
本実施形態に係る光源装置の波長変換ユニット310は、図8乃至図10に示すように、円柱形状の3つの蛍光体130(蛍光体1301から1303)と、円柱側面130aと適合した(相補的な)凹面134bを有している保持部材134と、を備える点で図1に示した第1実施形態の光源装置1の波長変換ユニット300とは異なっている。
As shown in FIGS. 8 to 10, the
図8乃至図10に示すように、蛍光体1301から1303は円柱形状であり、円柱側面130aの一部が保持部材134に取り付けられている。また、蛍光体1301から1303の底面130bの円の中心位置(中心軸Oと底面130bが交差する点)若しくはその近傍に励起光を照射するように光ファイバ201、202、203の出射端20a(図10参照。)が接続されている。
As shown in FIGS. 8 to 10, the
保持部材134は、図9に示すように、三角柱の3つの側面(後述する反射面134a)に、蛍光体1301から1303の円柱側面130aと合致した(相補的な形状の)凹部134bが形成されており、この凹部134bを含む保持部材134の表面は、蛍光体1301乃至1303から出射される蛍光を反射する反射面134aとなっている。
As shown in FIG. 9, the holding
次に、本実施形態の動作について説明する。第2実施形態に係る光源装置の基本動作は、第1実施形態に係る光源装置1と同様であり、蛍光体130への励起光の照射と、蛍光体130の発光中心から出射された蛍光の挙動とが異なっている。この挙動について、図10を参照しつつ説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described. The basic operation of the light source device according to the second embodiment is the same as that of the light source device 1 according to the first embodiment, in which the
本実施形態では、蛍光体130は円柱形状であり、励起光を照射する光ファイバ20は、円柱の中心軸Oに、光ファイバ201、202、203の励起光出射端20aが整合するように配置されている。従って、励起光は、蛍光体130の底面130bの中心位置(底面130bと中心軸Oが交差する位置)に向けて光ファイバ201、202、203の開口数NAに従う広がり角で広がりながら出射され、この出射された励起光は、蛍光体130の屈折率に応じた角度で蛍光体130の内部に向かって進行する。
In the present embodiment, the
蛍光体130の内部を進行する励起光は、蛍光体130の有する発光中心に吸収されて、波長変換光である蛍光を出射する。従って、蛍光は、蛍光体130内部の、励起光が照射されうる場所のあらゆるところで発光する。また、蛍光の出射方向は一般に、励起光の入射方向とは関連せず、あらゆる方向に発光しうる。
The excitation light traveling inside the
本実施の形態では、蛍光体130から出射する蛍光には、蛍光体130から出射し、直接パラボラ鏡40(図1参照。)に照射される蛍光と、蛍光体130の外部に出射することなく、保持部材134の、蛍光体130を取り付ける凹部134bに出射した蛍光1351と、蛍光体130から一旦外部に出射し、その後保持部材134の表面すなわち反射面134aで反射される蛍光1352と、の3つの場合が考えられる。
In the present embodiment, the fluorescence emitted from the
このうち、外部に出ずに保持部材134の凹部134bに照射された蛍光1351は、図10に示すような光路で蛍光体130の外部に出射する。また、一度外部に出射した後、保持部材134に照射された蛍光1352は、反射面134aで反射される。これらの光はいずれもパラボラ鏡40(図1参照。)に向かって照射される。
Among these, the fluorescent light 1351 irradiated to the
本実施の形態の円柱形状の蛍光体130は、第1実施形態の半円柱状の蛍光体30と比較して、蛍光体の材料が単結晶蛍光体のように加工の難しいものから形成する場合であっても、比較的容易に成形可能であるため、第1実施形態と比較して、蛍光体そのものを小型化することが可能である。また、円柱形状といった加工に都合のよい形状を採用することで、蛍光体の選択肢が広がるというメリットがある。
The
なお、本実施の形態においても、蛍光体は3種類の場合の例を示したが、第1実施形態と同様に、2個若しくはn個の蛍光体を利用することが可能である。 In this embodiment, an example in which there are three types of phosphors has been shown. However, as in the first embodiment, two or n phosphors can be used.
また、本実施形態では、円柱の例を示したが、これに限定されるものではなく、角柱等種々の多角柱でもその効果を得ることが可能である。 Moreover, although the example of the cylinder was shown in this embodiment, it is not limited to this, The effect can be acquired also with various polygonal pillars, such as a prism.
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図11、12を用いて説明する。図11は、第3実施形態の第1の例に係る保持部材34の斜視構成を示す図であり、図12は、第3実施形態の第2の例に係る保持部材134の斜視構成を示す図である。本発明の第3実施形態の光源装置の基本的な構成は、図1に示した第1実施形態と同様の構成であり、また、動作については、第1実施形態、第2実施形態と同様である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a diagram showing a perspective configuration of the holding
本発明の第3実施形態の第1及び第2の例は、図11、12に示すように、半円柱状の蛍光体30と円柱状の蛍光体130をそれぞれ保持する保持部材34、134が、蛍光体30、130の底面30b、130bも保持するような、底面保持部35、135を有している点で第1、第2実施形態とは異なっている。
In the first and second examples of the third embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 11 and 12, holding
第1の例の底面保持部35は、直方体状で同一寸法の2つの保持構成部材35a、35bから構成される。保持構成部材35a、35bは、保持部材34の短手方向に所定の間隔で離間し、かつ長手方向に関し平行になるように固定されている。蛍光体30の底面30bは、両保持構成部材35a、35bの上面37により少なくとも一部が支持され、蛍光体30が保持部材34の(図11中における)下方へ移動することを規制される。また、両保持構成部材35a、35bを光ファイバ201、202、203の外径と同寸法だけ離間させることで、底面保持部35は光ファイバ201、202、203の位置決め手段としても機能する。
なお、第1の例では、保持部材34と底面保持部35とを別体としたが、両者を一体成形しても良いことは言うまでもない。
The bottom
In the first example, the holding
第2の例の底面保持部135は、凹部134bと側面134aとにほぼ直角に連結される円弧状の面である。この底面保持部135が、蛍光体130の底面130bの少なくとも一部を支持し、蛍光体130が保持部材134の(図12中における)下方へ移動することを規制する。
このような保持部材34、134を用いる事で、第1、第2実施形態の特徴はそのままに、より強固に、安定して、蛍光体30、130を保持することが可能となる。また、蛍光体30、130の取り付け位置のずれ等のない取り付けを実現することが可能となる。
The bottom
By using
(第3実施形態の変形例)
次に、本発明の第3実施形態の変形例について、図13、14を用いて説明する。図13は、第3実施形態の第1の例の変形例に係る保持部材34の斜視構成を示す図であり、図14は、第3実施形態の第2の例の変形例に係る保持部材134の斜視構成を示す図である。
(Modification of the third embodiment)
Next, a modification of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a diagram illustrating a perspective configuration of a holding
本発明の第3実施形態の第1及び第2の例の変形例の光源装置の基本的な構成は、図1に示した第1実施形態と同様の構成であり、また、動作については、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態と同様である。 The basic configuration of the light source device of the modified example of the first and second examples of the third embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment shown in FIG. This is the same as the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment.
本発明の第3実施形態の第1及び第2の例の変形例では、それぞれ図13、14に示すように、蛍光体30、130を保持する保持部材34、134が、蛍光体30、130の底面30b、130bと光ファイバ201、202、203とを保持する底面保持部35、135と、光ファイバ保持部36、136とを有している点で第1、第2、第3実施形態の保持部材とは異なっている。
In modifications of the first and second examples of the third embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 13 and 14, holding
第3実施形態の第1の例の変形例に係る保持部材34は、略直方体形状の部材の一の側面に凹部である光ファイバ保持部36が形成された底面保持部35を備えている。底面保持部35は、光ファイバ保持部36が設けられた一の側面に対向する他の側面において保持部材34の側面に固定されている。
A holding
光ファイバ保持部36の曲率半径は、光ファイバ20の径とほぼ等しく寸法付けられている。従って、光ファイバ20は光ファイバ保持部36に確実に保持される。また、蛍光体30の底面30bは、底面保持部35の上面37に支持されることにより、蛍光体30が、保持部材34の長手方向下方へ移動することを規制される。
The radius of curvature of the optical
第3実施形態の第2の例の変形例に係る保持部材134は、その凹部134bに相補的な円柱形状の底面保持部135を備える。底面保持部135は、その中心軸Pに沿って延在する貫通口すなわちファイバ保持部136を有し、そのファイバ保持部136に光ファイバ20を収容する構成である。また、底面保持部135は、保持部材134の凹部134bに固定されている。
A holding
底面保持部135の上面137が、蛍光体30の底面30bを支持することにより、保持部材34の長手方向下方への蛍光体130の移動が規制される。
なお、第1及び第2の例の変形例では、保持部材34(134)と底面保持部35(135)とを別体としたが、両者を一体成形しても良いことは言うまでもない。
The
In the modified examples of the first and second examples, the holding member 34 (134) and the bottom surface holding part 35 (135) are separated from each other, but it goes without saying that both may be integrally formed.
このような保持部材34、134を用いる事で、第1、第2、第3実施形態の特徴はそのままに、より強固に、安定して、蛍光体30、130と光ファイバ20とを保持することが可能となる。また、蛍光体30、130に対する光ファイバ20の取り付け位置を正確にすることが可能となるため、発光する蛍光の光量等をより安定化することが可能となる。
By using the holding
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について、図15を用いて説明する。図15は、第4実施形態に係る光源装置101の外観構成を示す部分断面図である。
本実施の形態は、凹面鏡であるパラボラ鏡40から出射した蛍光が、第2の光ファイバであるバンドルファイバ60に入射するように構成している点で第1から第3の実施形態とは異なっている。なお、前述した実施形態及びその変形例のいずれの波長変換ユニットや蛍光体を適用できるが、図2及び図6の波長変換ユニット300を用いた構成について以下に説明する。
なお、図面の明瞭化のため、図15は、図1に示した光源装置から励起光源である半導体レーザ10を省略し、本実施形態の光源装置101に用いるコンデンサーレンズ50と、バンドルファイバ60を記載した図である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing an external configuration of the
This embodiment is different from the first to third embodiments in that the fluorescence emitted from the
For the sake of clarity, FIG. 15 omits the
半導体レーザ101、102、103(図1参照。)を点灯すると、出射した励起光は、光ファイバ20を経由して波長変換ユニット300の蛍光体30(130)に照射される。波長変換ユニット300から出射した蛍光は、パラボラ鏡40の反射面40aに照射され、略平行光となり、パラボラ鏡40の開口41から外部に向かって出射する。パラボラ鏡40から出射された蛍光は、コンデンサーレンズ50で集光され、バンドルファイバ60の入射端60aに入射する。すなわち、コンデンサーレンズ60の焦点にバンドルファイバ60の入射端60aが配置されており、パラボラ鏡40から出射した蛍光を効率的にバンドルファイバ60に入射することが可能となる。
When the
このように構成することで、蛍光体ユニット300から出射した蛍光を、効率的にバンドルファイバ60に入射させることが可能となり、バンドルファイバ60の出射端から明るい照明光を出射させることが可能となる。結果、狭い場所、液中、体内等、さまざまな場所へ明るい照明光を照射することが可能となる。
With this configuration, the fluorescence emitted from the
(第4実施形態の第1の変形例)
次に、第4実施形態の第1の変形例を、図16を用いて説明する。図16は、第4実施形態の第1の変形例に係る光源装置101の外観構成を示す部分断面図である。
本変形例の基本的な構成、動作は第4実施形態とほぼ同様である。図16に示すように、第4実施形態の、パラボラ鏡40とコンデンサーレンズ50の組み合わせの代わりに、本変形例では楕円鏡42を用いている点が異なっている。
(First Modification of Fourth Embodiment)
Next, a first modification of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a partial cross-sectional view showing an external configuration of a
The basic configuration and operation of this modification are almost the same as those of the fourth embodiment. As shown in FIG. 16, in this modification, an
すなわち、凹面鏡である楕円鏡42の第1の焦点110に波長変換ユニット300を配置し、楕円鏡の第2の焦点120にバンドルファイバ60の入射端60aが配置されている。このように構成することで、第4実施形態で必要であったコンデンサーレンズ50が不要となり、よりシンプルでコンパクトな光源装置101を実現することが可能となる。
That is, the
(第4実施形態の第2の変形例)
次に、第4実施形態の第2の変形例を、図17を用いて説明する。図17は、第4実施形態の第2の変形例に係る光源装置101の外観構成を示す部分断面図である。
本変形例では、基本的な構成、動作は第4実施形態の第1変形例と同様である。第4実施形態の第2変形例は、図17に示すように、球面鏡44が追加されている点で第4実施形態の第1変形例と異なっている。
(Second Modification of Fourth Embodiment)
Next, a second modification of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a partial cross-sectional view showing an external configuration of a
In this modification, the basic configuration and operation are the same as those in the first modification of the fourth embodiment. As shown in FIG. 17, the second modification of the fourth embodiment differs from the first modification of the fourth embodiment in that a
球面鏡44は、その焦点が、蛍光体ユニット300が配置されている楕円鏡42の第1の焦点110に一致するように配置されている。楕円鏡42の反射面42aは、蛍光体ユニット300から出射し、楕円鏡42に照射されず、直接外部に出射した蛍光を、再び球面鏡44の焦点、すなわち、楕円鏡42の第1の焦点110方向に反射する。このような蛍光は、波長変換ユニット300若しくはその近傍を経由して、楕円鏡42に照射され、反射面42aで反射されてバンドルファイバ60に入射する。
The
このように構成することで、第4実施形態の第1変形例と比較して、さらに蛍光の利用効率の高い、明るい光源装置101を実現することが可能となる。
By configuring in this way, it is possible to realize a bright
なお、これまで述べてきた、すべての実施形態において、3組の励起光源、光ファイバ、蛍光体を用いる例を示したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、2組の励起光源、光ファイバ、蛍光体を用いた2色光源や、4組以上の組み合わせによる多色光源も可能である。 In all of the embodiments described so far, examples of using three sets of excitation light sources, optical fibers, and phosphors are shown, but the present invention is not limited to this. For example, a two-color light source using two sets of excitation light sources, optical fibers, and phosphors, and a multi-color light source using a combination of four or more sets are also possible.
また、励起光源にレーザ光源を用いる例を示したが、蛍光体等波長変換部材を励起可能なものであれば、どのような光源も利用可能である。例えば、LED(Light Emitting Diode)や、ランプ光源等からの励起光を光ファイバに導光して用いることが可能である。 Moreover, although the example which uses a laser light source as an excitation light source was shown, as long as it can excite wavelength conversion members, such as fluorescent substance, what kind of light source can be utilized. For example, excitation light from an LED (Light Emitting Diode), a lamp light source, or the like can be guided to an optical fiber and used.
さらに、波長変換部材として、蛍光体を用いた例を示したが、励起光の光を波長変換するものであれば、どのようなものも利用可能である。例えば、SHG(Second harmonic generation)等を用いることが可能である。 Furthermore, although the example which used fluorescent substance as a wavelength conversion member was shown, as long as it converts the wavelength of the light of excitation light, what kind of thing can be utilized. For example, SHG (Second harmonic generation) can be used.
なお、本発明の、これまで述べてきた実施形態は、一例に過ぎず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、さまざまな変形が可能である。 The embodiment of the present invention described so far is merely an example, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明にかかる光源装置は、種々の光学機器に有用であり、特に内視鏡に適している。 The light source device according to the present invention is useful for various optical instruments, and is particularly suitable for an endoscope.
1、101 光源装置
10、101、102、103 半導体レーザ
20、201、202、203 光ファイバ
20a 出射端
30、301、302、303
130、1301、1302、1303 蛍光体
30a 円柱切断面
30b、130b 底面
30c 側面
34、134 保持部材
34a、134a 反射面
35、135 底面保持部
36、136 光ファイバ保持部
40 パラボラ鏡
40a 反射面
41 開口
42 楕円鏡
42a (楕円鏡の)反射面
50 コンデンサーレンズ
60 バンドルファイバ
60a 入射端
70 平面
110、120 焦点
130a 円柱側面
134b 凹部
300、301 波長変換ユニット
DESCRIPTION OF
130, 1301, 1302, 1303
Claims (12)
前記複数の波長変換部材はそれぞれ、側面と、前記励起光が照射される底面と、を有し、前記複数の波長変換部材はその側面で、ひとつの保持部材に固定されて波長変換ユニットを形成しており、前記波長変換ユニットは、凹面鏡の焦点若しくはその近傍に配置されていることを特徴とする光源装置。 A plurality of excitation light sources that emit excitation light, a plurality of light guide members that guide the excitation light, and excitation light guided by the plurality of light guide members are received at a wavelength different from that of the excitation light. A plurality of wavelength conversion members that emit wavelength-converted lights having different wavelengths, and a light source device comprising:
Each of the plurality of wavelength conversion members has a side surface and a bottom surface to which the excitation light is irradiated. The plurality of wavelength conversion members are fixed to one holding member on the side surface to form a wavelength conversion unit. And the wavelength conversion unit is disposed at or near the focal point of the concave mirror.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009045630A JP2010199027A (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Light source device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009045630A JP2010199027A (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Light source device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010199027A true JP2010199027A (en) | 2010-09-09 |
Family
ID=42823536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009045630A Withdrawn JP2010199027A (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Light source device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010199027A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013146479A (en) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Olympus Corp | Light source device |
WO2013179732A1 (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-05 | オリンパス株式会社 | Light source device |
JP2014154313A (en) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Olympus Corp | Illumination device |
JP2017076492A (en) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | 株式会社ユーテクノロジー | LED lighting device |
WO2017195437A1 (en) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | Necライティング株式会社 | Organic el device |
JP6867533B1 (en) * | 2020-05-20 | 2021-04-28 | 株式会社アルス | Light source device |
-
2009
- 2009-02-27 JP JP2009045630A patent/JP2010199027A/en not_active Withdrawn
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013146479A (en) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Olympus Corp | Light source device |
WO2013179732A1 (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-05 | オリンパス株式会社 | Light source device |
JP2013244297A (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Olympus Corp | Light source device |
US9841546B2 (en) | 2012-05-28 | 2017-12-12 | Olympus Corporation | Light source apparatus |
JP2014154313A (en) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Olympus Corp | Illumination device |
JP2017076492A (en) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | 株式会社ユーテクノロジー | LED lighting device |
WO2017195437A1 (en) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | Necライティング株式会社 | Organic el device |
JPWO2017195437A1 (en) * | 2016-05-12 | 2019-03-07 | Necライティング株式会社 | Organic EL device |
US10458606B2 (en) | 2016-05-12 | 2019-10-29 | Nec Lighting, Ltd. | Organic EL device |
JP6867533B1 (en) * | 2020-05-20 | 2021-04-28 | 株式会社アルス | Light source device |
WO2021145019A1 (en) * | 2020-05-20 | 2021-07-22 | 株式会社アルス | Light source device |
US11849922B2 (en) | 2020-05-20 | 2023-12-26 | Ars Co., Ltd. | Light source device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5019289B2 (en) | Fiber optic lighting equipment | |
US6318863B1 (en) | Illumination device and image projection apparatus including the same | |
EP2988170B1 (en) | Light-emitting device and projection system | |
JP6890287B2 (en) | lighting equipment | |
JP2010199027A (en) | Light source device | |
KR20060131887A (en) | High brightness illumination device with incoherent solid state light source | |
RU2013115918A (en) | LIGHTING DEVICE | |
EP3320396B1 (en) | Light emitting apparatus | |
WO2013140484A1 (en) | Light-emitting device | |
JP2016100286A (en) | Vehicular lighting fixture, luminaire, and light-emitting device | |
JP6495437B2 (en) | Illumination device and observation system | |
JP2013125608A (en) | Light source system equipped with a plurality of light guide routes | |
JP2013123477A (en) | Radiation module having plurality of light guide members | |
JP2013094496A (en) | Illumination device and endoscope system | |
US20120212971A1 (en) | Lighting device | |
JP4345127B2 (en) | Lighting device and lighting method | |
JP2014170758A (en) | Lighting device and vehicle headlight | |
US11493185B2 (en) | Illuminating device | |
JP2013111372A (en) | Illumination device and endoscope system | |
JP2005300823A (en) | Optical unit, illumination apparatus and projection type display apparatus | |
JP2005029030A (en) | Lighting fixture for vehicle | |
JP7122531B2 (en) | lighting equipment | |
JP2017188328A (en) | Fluorescence device | |
JP6567256B2 (en) | Optical device | |
JP2018120749A (en) | Lighting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120501 |