JP2012208445A - Light source device and light source system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置及びそれを用いた光源システムに関する。 The present invention relates to a light source device and a light source system using the same.
特許文献1には、青色レーザ光源から射出されたレーザ光をライトガイドで先端まで導光し、先端に設けられた波長変換部材で波長変換する第1ユニットと、青色よりも短い波長のレーザ光源とライトガイドと波長変換部材とを用いた第2ユニットと、を組み合わせた発光装置が提案されている。特許文献1は、このような第1ユニットと第2ユニットの組み合わせにより、第1ユニット単体の場合と比較して演色性が向上すると述べている。 In Patent Document 1, a first unit that guides laser light emitted from a blue laser light source to the tip by a light guide and converts the wavelength by a wavelength conversion member provided at the tip, and a laser light source having a wavelength shorter than blue And a second unit using a light guide and a wavelength conversion member have been proposed. Patent Document 1 states that the color rendering properties are improved by the combination of the first unit and the second unit as compared with the case of the first unit alone.
近年、内視鏡等の観察用の光源装置では、観察の目的に応じて、明るさやピーク波長、発光色すなわちスペクトル形状、放射角などを適切に選択することで、観察しようとするものの視認性を向上するなどの取組みが進められている。 In recent years, in an observation light source device such as an endoscope, visibility of an object to be observed is appropriately selected according to the purpose of observation by appropriately selecting brightness, peak wavelength, emission color, that is, spectrum shape, radiation angle, and the like. Efforts such as improving are promoted.
このような取組みに対し、上記特許文献1による光源装置では、目的に応じた光を得るためには、レーザ光源とライトガイドと波長変換部材とを用いたユニットを、その目的の光の数だけ用意する必要がある。しかし、多数のユニットを用意するのは、コストや保管場所などの観点から、実務上困難である。 In order to obtain light according to the purpose, the light source device according to Patent Document 1 described above has a unit using a laser light source, a light guide, and a wavelength conversion member as many as the number of the target light. It is necessary to prepare. However, it is practically difficult to prepare a large number of units from the viewpoint of cost and storage location.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、目的に応じた様々な光を放射可能な一つの光源システム、及びそれに用いられる光源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a single light source system capable of emitting various types of light according to the purpose, and a light source device used therefor.
本発明の光源装置及の一態様は、
1次光を射出する1次光源を有する光源ユニットと、
前記1次光の光学的性質を変換して2次光を生成する光変換素子を有する光変換ユニットと、
を具備する光源装置において、
前記光変換ユニットを複数有し、
前記1次光源と前記複数の光変換ユニットとはそれぞれ導光路によって光学的に接続されており、
前記それぞれの導光路上に、前記1次光源と前記複数の光変換ユニットとを着脱可能な接続部を有していることを特徴とする。
An aspect of the light source device of the present invention is as follows.
A light source unit having a primary light source that emits primary light;
A light conversion unit having a light conversion element that converts the optical properties of the primary light to generate secondary light;
In the light source device comprising:
A plurality of the light conversion units;
The primary light source and the plurality of light conversion units are optically connected by light guide paths,
It has a connection part which can attach or detach the primary light source and the plurality of light conversion units on each light guide way.
また、本発明の光源システムの一態様は、
1次光を射出する1次光源を有する光源ユニットと、前記1次光の光学的性質を変換して2次光を生成する光変換素子を有する光変換ユニットと、を具備する光源装置であって、
前記光変換ユニットを複数有し、
前記1次光源と前記複数の光変換ユニットとはそれぞれ導光路によって光学的に接続されており、
前記それぞれの導光路上に、前記1次光源と前記複数の光変換ユニットとを着脱可能な接続部を有し、
前記複数の光変換ユニットは、共通の光変換ユニット保持部材に取り付けられて集積型光変換ユニットを形成し、
前記接続部のうち、光源ユニット側に取り付けられた前記接続部の一方を第1の接続部とし、光変換ユニット側に取り付けられた前記接続部の他方を第2の接続部としたときに、
前記第1の接続部は、一つにまとめられて第1の集積型接続部を構成しており、
前記第2の接続部は、一つの接続部保持部材に取り付けられて第2の集積型接続部を構成しており、
前記第1の集積型接続部と前記第2の集積型接続部は、着脱可能な集積型接続部を構成している光源装置を具備し、
前記集積型光変換ユニットは、複数の集積型光変換ユニットにより集積型光変換ユニット群を構成しており、
前記集積型光変換ユニット群のメンバーである集積型光変換ユニットは全て、前記集積型接続部において前記光源ユニットと着脱可能であることを特徴とする。
Also, one aspect of the light source system of the present invention is:
A light source device comprising: a light source unit including a primary light source that emits primary light; and a light conversion unit including a light conversion element that converts the optical properties of the primary light to generate secondary light. And
A plurality of the light conversion units;
The primary light source and the plurality of light conversion units are optically connected by light guide paths,
On each of the light guide paths, the primary light source and the plurality of light conversion units can be attached and detached,
The plurality of light conversion units are attached to a common light conversion unit holding member to form an integrated light conversion unit,
Among the connection parts, when one of the connection parts attached to the light source unit side is a first connection part and the other of the connection parts attached to the light conversion unit side is a second connection part,
The first connection parts are grouped together to form a first integrated connection part,
The second connection portion is attached to one connection portion holding member to constitute a second integrated connection portion,
The first integrated connection part and the second integrated connection part comprise a light source device constituting a detachable integrated connection part,
The integrated light conversion unit constitutes an integrated light conversion unit group by a plurality of integrated light conversion units,
All of the integrated light conversion units which are members of the integrated light conversion unit group can be attached to and detached from the light source unit at the integrated connection portion.
本発明によれば、一つの光源ユニットに対し集積型光変換ユニットが交換可能であるので、集積型光変換ユニットを目的に応じて交換することで、目的に応じた様々な光を放射可能な一つの光源システム、及びそれに用いられる光源装置を提供することができる。 According to the present invention, the integrated light conversion unit can be replaced with respect to one light source unit. Therefore, by replacing the integrated light conversion unit according to the purpose, various kinds of light can be emitted according to the purpose. One light source system and a light source device used therefor can be provided.
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態に係る光源システムの構成を説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, the configuration of the light source system according to the first embodiment of the present invention will be described.
図1に示すように、本実施形態に係る光源システムは、光源ユニット100−1と、複数の集積型光変換ユニット200−1,200−2,200−3でなる集積型光変換ユニット群のうちの一つと、を組み合わせて構成される光源装置である。 As shown in FIG. 1, the light source system according to the present embodiment includes an integrated light conversion unit group including a light source unit 100-1 and a plurality of integrated light conversion units 200-1, 200-2, 200-3. It is a light source device comprised combining one of them.
ここで、光源ユニット100−1は、1次光源である二つの半導体レーザ10−1と、第1の導光路としての光ファイバ20と、集積型接続部500のうち、光源ユニット側のコネクタである、第1の集積型接続部としての多芯コネクタ520と、を有している。多芯コネクタ520は、集積型光変換ユニット200−1,200−2,200−3側の第2の集積型接続部としてのもう一方の多芯コネクタ540と着脱可能である。
Here, the light source unit 100-1 is a connector on the light source unit side among the two semiconductor lasers 10-1 that are primary light sources, the
半導体レーザ10−1は、波長約450nmの青色光を射出する青色半導体レーザである。青色半導体レーザ10−1と光ファイバ20とは、図示しないレンズ等により光学的に接続されており、半導体レーザ10−1から射出された1次光である青色レーザ光は、光ファイバ20のコアに効率的に入射するように構成されている。光ファイバ20に入射した青色レーザ光は、集積型接続部500を経由して、接続された集積型光変換ユニット200−1,200−2または200−3の光変換ユニットまで導光される。
The semiconductor laser 10-1 is a blue semiconductor laser that emits blue light having a wavelength of about 450 nm. The blue semiconductor laser 10-1 and the
本実施形態における集積型光変換ユニット200−1,200−2,200−3は、光変換ユニットをそれぞれ二つずつ有しており、光変換ユニットは、フェルール42と、保持部材40−1,40−2及び40−3のうちの同じ又は異なる二つと、それら保持部材40−1,40−2,40−3の内部に搭載された光変換素子と、により構成される。二つの光変換ユニットは、一つの光変換ユニット保持部材60−1,60−2,60−3に固定されて、集積型光変換ユニット200−1,200−2,200−3を構成している。また、光変換ユニットに接続された導光路としての第2の光ファイバ22の他端に設けられた接続部も、後述するように複数が一つにまとめられて第2の集積型接続部(多芯コネクタ540)となっている。図1に示した集積型光変換ユニット200−1,200−2及び200−3の断面図を、図2(A),図2(B)及び図2(C)に示す。
The integrated light conversion units 200-1, 200-2, and 200-3 in the present embodiment each have two light conversion units. The light conversion unit includes a
第1の集積型光変換ユニット200−1は、図2(A)に示すように、二つの光変換ユニットを、光変換ユニット保持部材60−1に搭載して構成されている。二つの光変換ユニットのそれぞれは、保持部材40−1、蛍光体30−1及びフェルール42をそれぞれ有している。保持部材40−1は、底のある円筒形状を有しており、その円筒の内部には、1次光を吸収し、1次光のピーク波長をそれより長波長に、スペクトル形状を広くブロードに、放射角を広げるように光変換する波長変換部材である蛍光体30−1が挿入されている。この蛍光体30−1は、粉末状の蛍光物質を、1次光を透過する性質を有する樹脂、ガラス等と混合し、固めて構成されている。また、保持部材40−1の円筒の底面には、1次光を透過する開口が設けられており、フェルール42と該フェルール42内に配置された第2の導光路としての光ファイバ22とが挿入されている。本実施形態では、蛍光体30−1内の蛍光物質は、CeドープのYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)を、透明なシリコーン樹脂に混合して構成されている。蛍光体30−1は、円板形状であり、その厚さと濃度は、射出される2次光の光特性が観察対象物を照明する照明光として最適となるように調整されている。
As shown in FIG. 2A, the first integrated light conversion unit 200-1 is configured by mounting two light conversion units on a light conversion unit holding member 60-1. Each of the two light conversion units includes a holding member 40-1, a phosphor 30-1, and a
また、第2の集積型光変換ユニット200−2は、図2(B)に示すように、基本的には上記第1の集積型光変換ユニット200−1と同様に構成されており、二つの光変換ユニットの有する保持部材40−2とその内部に挿入された光変換素子とが異なっている。集積型光変換ユニット200−2の有する光変換素子は、放射角変換素子として、1次光を拡散する拡散部材32−1が保持部材40−2の内部に挿入されている。拡散部材32−1は、1次光のピーク波長、スペクトル形状は変換せず、放射角を広げる機能を有している。拡散部材32−1は、1次光を透過する性質を有する部材の内部に、それとは屈折率の異なる部材を混合して固められている。例えば、屈折率1.4の樹脂と屈折率1.5のガラスフィラーとを混合して構成されている。拡散部材32−1の厚さと濃度は、射出される2次光の放射角が観察対象物を照明する照明光として最適となるように調整されている。 The second integrated light conversion unit 200-2 is basically configured in the same manner as the first integrated light conversion unit 200-1 as shown in FIG. The holding member 40-2 of the two light conversion units is different from the light conversion element inserted therein. In the light conversion element of the integrated light conversion unit 200-2, a diffusion member 32-1 that diffuses primary light is inserted into the holding member 40-2 as a radiation angle conversion element. The diffusing member 32-1 has a function of expanding the radiation angle without converting the peak wavelength and spectrum shape of the primary light. The diffusing member 32-1 is hardened by mixing a member having a refractive index different from that inside a member having a property of transmitting primary light. For example, a resin having a refractive index of 1.4 and a glass filler having a refractive index of 1.5 are mixed. The thickness and concentration of the diffusing member 32-1 are adjusted so that the emission angle of the emitted secondary light is optimal as illumination light for illuminating the observation object.
そして、第3の集積型光変換ユニット200−3は、図2(C)に示すように、上記第1の集積型光変換ユニット200−1に搭載された蛍光体30−1を有する光変換ユニットと、上記第2の集積型光変換ユニット200−2に搭載された拡散部材32−1を有する光変換ユニットと、をそれぞれ一つずつ有している。 Then, as shown in FIG. 2C, the third integrated light conversion unit 200-3 has a light conversion having a phosphor 30-1 mounted on the first integrated light conversion unit 200-1. One unit and one light conversion unit having the diffusing member 32-1 mounted on the second integrated light conversion unit 200-2 are provided.
また、光ファイバ20及び22はいずれも、コアの屈折率がクラッドの屈折率より高く構成された、一般的な単線の光ファイバである。光ファイバの種類は、組み合わせて用いる1次光源の特性に合わせて選択される。本実施形態では、1次光源にマルチモードの半導体レーザ10−1を用いているため、マルチモードファイバが適している。また、光ファイバ20,22は、同じ光学特性を有する光ファイバが適している。これにより、接続部のロスを軽減することができる。例えば、コア径50μm、開口数NAが0.22程度のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。
Each of the
集積型接続部500は、図3に示すように、第1の集積型接続部としての多芯コネクタ520と、第2の集積型接続部としての多芯コネクタ540と、により構成されている。光源ユニット100−1側に搭載される多芯コネクタ520は、それぞれ青色半導体レーザ10−1に接続された光ファイバ20と、各光ファイバ20の先端に取り付けられた第1の接続部52と、を有している。そして、二つの第1の接続部52は、共通の接続部保持部材56に取り付けられて、第1の集積型接続部としての多芯コネクタ520を構成している。
As shown in FIG. 3, the
同様に、集積型光変換ユニット側の多芯コネクタ540は、光ファイバ22と、各光ファイバ22の先端に取り付けられた第2の接続部54と、を有している。そして、二つの第2の接続部54は、共通の接続部保持部材58に取り付けられて、第2の集積型接続部としての多芯コネクタ540を構成している。
Similarly, the
これら多芯コネクタ520と540とは、図示しない勘合部により、光ファイバ20と22とがそれぞれ高効率に光接続される位置で固定されるように構成されている。この勘合部は、一般的に利用される光コネクタ技術を用いることができる。また、複数の接続部を一体化したような、多芯のフェルール等を用いることができる。
The
次に、本実施形態に係る光源システムの動作について説明する。
前述の通り、本光源システムでは、光源ユニット100−1に対し、複数の集積型光変換ユニット200−1,200−2または200−3を交換可能に構成されている。
Next, the operation of the light source system according to this embodiment will be described.
As described above, in the light source system, a plurality of integrated light conversion units 200-1, 200-2, or 200-3 are configured to be replaceable with respect to the light source unit 100-1.
はじめに、光源ユニット100−1と第1の集積型光変換ユニット200−1との組み合わせによる光源装置の動作について説明する。 First, the operation of the light source device by the combination of the light source unit 100-1 and the first integrated light conversion unit 200-1 will be described.
光源ユニット100−1と第1の集積型光変換ユニット200−1とを、集積型接続部500により接続し、光源ユニット100−1に搭載された半導体レーザ10−1を発光させると、半導体レーザ10−1から射出された青色レーザ光は、第1の光ファイバ20、集積型接続部500、第2の光ファイバ22を通って、光変換ユニットの有する蛍光体30−1に照射される。蛍光体30−1は、青色レーザ光の一部を吸収して黄色光に変換し、また残りの一部を透過し、これら変換した黄色光と透過した青色光とにより白色光を構成するように、厚さ、蛍光物質の含有量が調整されている。従って、半導体レーザ10−1から射出された青色レーザ光が蛍光体30−1に照射されると、照明光としての白色光が射出される。
When the light source unit 100-1 and the first integrated light conversion unit 200-1 are connected by the
本実施形態では、光源ユニット100−1が有する二つの半導体レーザ10−1と、第1の集積型光変換ユニット200−1が有する二つの光変換ユニットは、それぞれ同じ特性を有するように構成されている。このため、二つの半導体レーザ10−1を点灯させた場合でも、どちらか一方を点灯させた場合でも、射出される白色光の性質は等しくなる。しかし、二つの半導体レーザ10−1の点灯のさせ方により、照射される白色光の照射パターンや強度分布を調整することができる。また、光変換ユニット保持部材60−1上の、光変換ユニットを搭載するための搭載部を調整することで、照明対象物に応じて適した照射パターンや強度分布となるように設計することができる。また、それぞれを限界となる明るさまで明るく光らせた場合、一つの場合と比較して、2倍の明るさまで実現することができる。 In the present embodiment, the two semiconductor lasers 10-1 included in the light source unit 100-1 and the two light conversion units included in the first integrated light conversion unit 200-1 are configured to have the same characteristics. ing. For this reason, even when the two semiconductor lasers 10-1 are turned on or when one of them is turned on, the properties of the emitted white light are equal. However, the irradiation pattern and intensity distribution of the emitted white light can be adjusted by turning on the two semiconductor lasers 10-1. Moreover, it can design so that it may become an irradiation pattern and intensity distribution suitable for an illumination target object by adjusting the mounting part for mounting the light conversion unit on the light conversion unit holding member 60-1. it can. In addition, when each of them is brightly lit up to the limit brightness, it is possible to realize twice as much brightness as in the case of one.
次に、光源ユニット100−1と第2の集積型光変換ユニット200−2との組み合わせによる光源装置の動作について説明する。基本的な動作については、上述の第1の集積型光変換ユニット200−1を用いた光源装置の場合と同様である。 Next, the operation of the light source device by the combination of the light source unit 100-1 and the second integrated light conversion unit 200-2 will be described. The basic operation is the same as that of the light source device using the first integrated light conversion unit 200-1.
第2の集積型光変換ユニット200−2に搭載された光変換ユニットの有する光変換素子は、拡散部材32−1である。拡散部材32−1は、半導体レーザ10−1から射出された青色レーザ光の放射角を広げる特性を有している。また、レーザ光は、拡散部材32−1を通過することで可干渉距離が短くなり、照明対象物上にスペックル等が形成されにくくなる。従って、この組み合わせでは、半導体レーザ10−1が点灯させると、対象物を照明するのに適した広がり角であり、また、スペックル等が形成されにくい青色の照明光を射出することができる。 The light conversion element included in the light conversion unit mounted on the second integrated light conversion unit 200-2 is a diffusion member 32-1. The diffusing member 32-1 has a characteristic of widening the emission angle of the blue laser light emitted from the semiconductor laser 10-1. Further, the laser light passes through the diffusing member 32-1, so that the coherence distance is shortened, and speckle or the like is hardly formed on the illumination target. Therefore, in this combination, when the semiconductor laser 10-1 is turned on, it is possible to emit blue illumination light having a divergence angle suitable for illuminating an object and in which speckles or the like are hardly formed.
次に、光源ユニット100−1と第3の集積型光変換ユニット200−3との組み合わせによる光源装置の動作について説明する。基本的な動作については、上述の第1、第2の集積型光変換ユニット200−1,200−2を用いた光源装置の場合と同様である。 Next, the operation of the light source device by the combination of the light source unit 100-1 and the third integrated light conversion unit 200-3 will be described. The basic operation is the same as that of the light source device using the first and second integrated light conversion units 200-1 and 200-2.
第3の集積型光変換ユニット200−3に搭載された光変換ユニットの有する光変換素子は、蛍光体30−1が一つと拡散部材32−1が一つである。蛍光体30−1と光学的に接続された半導体レーザ10−1を点灯させると、白色光が射出される。また、拡散部材32−1と光学的に接続された半導体レーザ10−1を点灯させると、拡散された青色の照明光が射出される。 The light conversion element included in the light conversion unit mounted on the third integrated light conversion unit 200-3 has one phosphor 30-1 and one diffusion member 32-1. When the semiconductor laser 10-1 optically connected to the phosphor 30-1 is turned on, white light is emitted. Further, when the semiconductor laser 10-1 optically connected to the diffusing member 32-1 is turned on, diffused blue illumination light is emitted.
以上のように、本第1実施形態に係る光源システムにおいては、光源ユニット100−1に対し、集積型光変換ユニット200−1,200−2,200−3のみを交換することで、目的とする様々な照明対象物の照明に適した照明光を得ることが可能になる。また、光変換ユニットを複数束ねて集積型光変換ユニット200−1,200−2,200−3とすることで、照射パターンを設計したり、より明るい光源装置を実現することが可能となる。また、二つの異なる光変換ユニットを有する集積型光変換ユニット200−3を用いることで、半導体レーザのオンオフの切替により照明光を瞬時に切り変えることが可能となる。このとき、接続部を複数束ねて集積型接続部500とすることで、複数の接続部を一度に着脱することが可能となる。
As described above, in the light source system according to the first embodiment, only the integrated light conversion units 200-1, 200-2, and 200-3 are replaced with the light source unit 100-1. It is possible to obtain illumination light suitable for illumination of various illumination objects. Further, by bundling a plurality of light conversion units into integrated light conversion units 200-1, 200-2, and 200-3, it is possible to design an irradiation pattern and realize a brighter light source device. Further, by using the integrated light conversion unit 200-3 having two different light conversion units, the illumination light can be instantaneously switched by switching on and off the semiconductor laser. At this time, it is possible to attach and detach a plurality of connection portions at once by bundling a plurality of connection portions into the
すなわち、本第1実施形態に係る光源システムでは、一つの光源ユニット100−1に対し、複数の集積型光変換ユニット200−1,200−2,200−3を交換可能となるため、少ない部材からより多くの照明光を作り出すことが可能となる。 That is, in the light source system according to the first embodiment, a plurality of integrated light conversion units 200-1, 200-2, and 200-3 can be replaced with respect to one light source unit 100-1, so that there are few members. Therefore, it becomes possible to produce more illumination light.
また、複数の光変換ユニットを束ね、集積型光変換ユニット200−1,200−2,200−3を構成することで、照明対象物に応じた照射パターンを設計したり、より明るい光源装置を実現したり、異なる色の照明光を、光源のオンオフの切替により瞬時に切替可能な光源装置を実現できる。このとき、複数の接続部を束ねて集積型接続部500とすることで、誤接続なく、容易に、複数の接続部を一度に着脱することが可能となる。
In addition, by bundling a plurality of light conversion units and configuring the integrated light conversion units 200-1, 200-2, 200-3, an irradiation pattern according to the illumination object can be designed, or a brighter light source device It is possible to realize a light source device that can be realized or that can switch illumination light of different colors instantaneously by switching on and off the light source. At this time, by bundling a plurality of connection portions to form the
なお、本第1実施形態では、簡単のため、光源ユニットが1種、集積型光変換ユニットが3種のシステムについて説明したが、実際の利用に際しては、要求される照明光の機能に応じて、もっと多くの光源ユニット、集積型光変換ユニットを適切に用意することができる。光源ユニットに搭載する1次光源も、半導体レーザ10−1に限らず、様々なレーザ光源やLED、ランプなど、様々な光源を利用できる。光ファイバと高効率に接続可能な光源であれば、より望ましい。 In the first embodiment, for the sake of simplicity, a system with one type of light source unit and three types of integrated light conversion units has been described. However, in actual use, depending on the function of illumination light required. More light source units and integrated light conversion units can be appropriately prepared. The primary light source mounted on the light source unit is not limited to the semiconductor laser 10-1, and various light sources such as various laser light sources, LEDs, and lamps can be used. A light source that can be connected to an optical fiber with high efficiency is more desirable.
また、光変換ユニットに搭載した光変換素子についても同様であり、上述した蛍光体、拡散部材に限らず、様々な光変換素子が利用可能である。例えば、種々の粉末蛍光体やセラミック蛍光体、単結晶蛍光体などはもちろん、量子ドットや半導体発光素子、有機発光素子などを用いることができる。また、蛍光体の射出面に、蛍光の一部の波長をカットするフィルタを配置することで、所望の波長域の蛍光のみを取り出すことが可能となる。あるいは、1次光をカットするフィルタを搭載することで、蛍光のみを取り出すように構成することが可能となる。また、拡散部材も、透明な部材の表面に凹凸加工を施したタイプなども用いることができる。さらに、放射角を調整するためのレンズ群、回折格子や偏光素子、フォトニック結晶など、さまざまな光変換素子を用いることで、射出される2次光の放射角や強度分布を最適化したり、指向性を持たせることも可能である。また、様々な波長フィルタを用いることで、所望の波長域の光のみを取り出したり、カットしたりするように構成することも可能である。 The same applies to the light conversion element mounted on the light conversion unit, and various light conversion elements can be used, not limited to the phosphor and the diffusion member described above. For example, various powder phosphors, ceramic phosphors, single crystal phosphors, and the like, as well as quantum dots, semiconductor light emitting elements, organic light emitting elements, and the like can be used. In addition, by arranging a filter that cuts a part of the fluorescence wavelength on the emission surface of the phosphor, it is possible to extract only fluorescence in a desired wavelength region. Or it becomes possible to comprise so that only fluorescence may be taken out by mounting the filter which cuts primary light. Further, the diffusion member may be a type in which the surface of a transparent member is subjected to uneven processing. Furthermore, by using various light conversion elements such as a lens group for adjusting the radiation angle, a diffraction grating, a polarizing element, and a photonic crystal, the radiation angle and intensity distribution of the emitted secondary light can be optimized, It is possible to have directivity. Further, by using various wavelength filters, it is possible to take out or cut only light in a desired wavelength range.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
基本的な構成については第1実施形態と共通であるため、ここでは第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, only the parts different from the first embodiment will be described here.
本実施形態に係る光源システムは、図4に示すように構成されており、基本的には、図1に示した第1実施形態と共通に構成されている。上記第1実施形態と比べ、光源ユニットが有する1次光源の数と、集積型光変換ユニットの有する光変換ユニットの数、及び集積型接続部の有する接続部の数が互いに異なっている。 The light source system according to the present embodiment is configured as shown in FIG. 4, and is basically configured in common with the first embodiment shown in FIG. Compared to the first embodiment, the number of primary light sources included in the light source unit, the number of light conversion units included in the integrated light conversion unit, and the number of connection portions included in the integrated connection portion are different from each other.
すなわち、本実施形態においては、光源ユニットの有する第1の集積型接続部の有する接続部のうち、1次光源と光学的に接続されている接続部を有効な光源ユニット側接続部とし、集積型光変換ユニットの有する第2の集積型接続部の有する接続部のうち、光変換ユニットと光学的に接続されている接続部を有効な光変換ユニット側接続部としたとき、有効な光源側接続部と有効な光変換ユニット側接続部の数が互いに異なっている集積型光変換ユニットを有する集積型光変換ユニット群の例を示している。本実施形態では、有効な光源側接続部の数と比べ、有効な光変換ユニット側接続部の数が少ない集積型光変換ユニットを有する集積型光変換ユニット群の例を説明する。 That is, in the present embodiment, the connection unit optically connected to the primary light source among the connection units included in the first integrated connection unit included in the light source unit is used as an effective light source unit side connection unit. Of the connection parts of the second integrated connection part of the type light conversion unit, when the connection part optically connected to the light conversion unit is an effective light conversion unit side connection part, the effective light source side The example of the integrated light conversion unit group which has the integrated light conversion unit from which the number of a connection part and the effective light conversion unit side connection part differs mutually is shown. In the present embodiment, an example of an integrated light conversion unit group having an integrated light conversion unit in which the number of effective light conversion unit side connection portions is smaller than the number of effective light source side connection portions will be described.
本実施形態における光源ユニットは、図4に示すように、2種類の半導体レーザ10−1,10−2をそれぞれ二つずつ有する光源ユニット100−2である。この光源ユニット100−2は、上記第1実施形態と同じ450nmの青色レーザ光を射出する半導体レーザ10−1と、それとは異なる405nmの青紫色レーザ光を射出する半導体レーザ10−2と、を有している。計4つの半導体レーザ10−1,10−2にはそれぞれ第1の光ファイバ20が接続され、第1の集積型接続部としての多芯コネクタ522に接続されている。すなわち、多芯コネクタ522は、4つの接続部を有している。言い換えると、光源ユニット100−2の有する接続部保持部材56は、4箇所の接続部取付位置を有しており、その全てに接続部が取り付けられている。
それ以外の構成については、上記第1実施形態と同様に構成されている。
The light source unit in the present embodiment is a light source unit 100-2 having two each of two types of semiconductor lasers 10-1 and 10-2 as shown in FIG. The light source unit 100-2 includes a semiconductor laser 10-1 that emits the same 450 nm blue laser light as in the first embodiment, and a semiconductor laser 10-2 that emits a 405 nm blue-violet laser light different from the semiconductor laser 10-1. Have. A total of four semiconductor lasers 10-1 and 10-2 are connected to a first
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
一方、本実施形態における集積型光変換ユニットは、3つの集積型光変換ユニット200−4,200−5,200−6をメンバーとして有している。ここで、第4の集積型光変換ユニット200−4は、上記第1実施形態と同じ蛍光体30−1が挿入された保持部材40−1を二つと、405nmの青紫光を赤色光に光変換する蛍光体30−2が搭載された保持部材40−3を二つと、の計4つの光変換ユニットを有している。また、該第4の集積型光変換ユニット200−4は、4つの接続部を有する第2の集積型接続部としての多芯コネクタ542を有しており、4つの接続部から延びた4本の光ファイバ22はそれぞれ4つの保持部材40−1,40−2に接続されている。
On the other hand, the integrated light conversion unit in this embodiment has three integrated light conversion units 200-4, 200-5, and 200-6 as members. Here, the fourth integrated light conversion unit 200-4 uses two holding members 40-1 in which the same phosphor 30-1 as that in the first embodiment is inserted, and 405 nm blue-violet light to red light. There are a total of four light conversion units, two holding members 40-3 on which the phosphor 30-2 to be converted is mounted. The fourth integrated optical conversion unit 200-4 has a
また、第5の集積型光変換ユニット200−5は、上記第4の集積型光変換ユニット200−4に搭載された光変換ユニット4つのうち、蛍光体30−1を有する光変換ユニット二つのみを有している。また、該第5の集積型光変換ユニット200−5は、4つの接続部を有する第2の集積型接続部としての多芯コネクタ542を有している。この多芯コネクタ542の有する4つの接続部のうち、光源ユニット100−2の有する半導体レーザ10−1に接続される二つの接続部と光学的に接続されるポートに、第2の光ファイバ22が接続され、蛍光体30−1を搭載した光変換ユニットまで延びている。また、残りの二つのポートには、レーザ光が外部に漏れ出すのを防ぐ遮光手段としてのシャッタ599が設けられている。すなわち、有効な接続部の数は二つとなっている。ここで、有効な接続部の数とは、接続部の先が光変換ユニットに接続されているものを言い、見かけ上接続部は有ってもどこにも接続されていないものは有効な接続部ではない。言い換えると、接続部保持部材58は、4つの接続部搭載可能位置を有しており、このうち、二つに接続部が、残り二つにシャッタ599が取り付けられている。
The fifth integrated light conversion unit 200-5 includes two light conversion units having phosphor 30-1 among the four light conversion units mounted on the fourth integrated light conversion unit 200-4. Have only. Further, the fifth integrated optical conversion unit 200-5 has a
また、第6の集積型光変換ユニット200−6は、第4の集積型光変換ユニット200−4に搭載された光変換ユニット4つのうち、蛍光体30−1を有する光変換ユニット一つと、蛍光体30−2を有する光変換ユニット一つの、計二つの光変換ユニットを有している。また、該第6の集積型光変換ユニット200−6は、4つの接続部を有する第2の集積型接続部としての多芯コネクタ542を有している。この多芯コネクタ542の有する4つの接続部のうち、光源ユニット100−2の有する半導体レーザ10−1に接続される二つの接続部のうちの一つと、半導体レーザ10−2に接続される二つの接続部のうちの一つの、計二つの接続ポートに、第2の光ファイバ22が接続され、蛍光体30−1,30−2を有する光変換ユニット一つずつまで延びている。また、残りの二つのポートには、レーザ光が外部に漏れ出すのを防ぐ遮光手段としてのシャッタ599が設けられている。すなわち、有効な接続部の数は二つである。言い換えると、接続部保持部材58は、4つの接続部搭載可能位置を有しており、このうち、二つに接続部が、残り二つにシャッタ599が、それぞれ取り付けられている。
The sixth integrated light conversion unit 200-6 includes one light conversion unit including the phosphor 30-1 among the four light conversion units mounted on the fourth integrated light conversion unit 200-4. There are two light conversion units, one light conversion unit having the phosphor 30-2. The sixth integrated optical conversion unit 200-6 has a
なお、集積型光変換ユニット200−4,200−5,200−6における、光変換ユニット保持部材60−4,60−5,60−6上の個々の光変換ユニットの配置は、目的に応じて適宜設計できる。例えば、円筒状の光変換ユニット保持部材60−4−Aを用いた場合の構成例を図5(A)に、板状の光変換ユニット保持部材60−4−Bを用いた場合の構成例を図5(B)に、それぞれ示す。図5(A)に示す第4の集積型光変換ユニット200−4−Aの例では、細い孔などの内部を照明する構成に適しており、図5(B)に示す第4の集積型光変換ユニット200−4−Bの例では、薄いクラック状の隙間の内部などを照明する場合に適している。このように、同じ光変換ユニットを搭載した集積型光変換ユニット200−4,200−5,200−6であっても、光変換ユニット保持部材60−4,60−5,60−6上の取り付け位置を変更することで、先端ユニットのサイズや形状を目的に適した形にすることができる。また、照明対象に照射される照射パターン形状を目的に適した形にすることができる。 The arrangement of the individual light conversion units on the light conversion unit holding members 60-4, 60-5, and 60-6 in the integrated light conversion units 200-4, 200-5, and 200-6 depends on the purpose. Can be designed as appropriate. For example, a configuration example using a cylindrical light conversion unit holding member 60-4-A is shown in FIG. 5A, and a configuration example using a plate-like light conversion unit holding member 60-4-B. Are shown in FIG. The example of the fourth integrated light conversion unit 200-4-A shown in FIG. 5A is suitable for a configuration for illuminating the inside of a thin hole or the like, and the fourth integrated light conversion unit 200-4-A shown in FIG. The example of the light conversion unit 200-4-B is suitable for illuminating the inside of a thin crack-shaped gap. As described above, even in the integrated light conversion units 200-4, 200-5, and 200-6 on which the same light conversion unit is mounted, the light conversion unit holding members 60-4, 60-5, and 60-6 are provided. By changing the attachment position, the size and shape of the tip unit can be made suitable for the purpose. Moreover, the irradiation pattern shape irradiated to the illumination target can be made into a shape suitable for the purpose.
次に、本第2実施形態に係る光源システムの動作について説明する。動作についても、基本的には、上記第1実施形態に係る光源システムの動作と変わらない。ここでは、上記第1実施形態との違いのみについて説明する。 Next, the operation of the light source system according to the second embodiment will be described. The operation is basically the same as that of the light source system according to the first embodiment. Here, only differences from the first embodiment will be described.
はじめに、光源ユニット100−2と第4の集積型光変換ユニット200−4を組み合わせた光源装置の動作について説明する。 First, the operation of the light source device in which the light source unit 100-2 and the fourth integrated light conversion unit 200-4 are combined will be described.
半導体レーザ10−1から射出される青色レーザ光は、光ファイバ20,22により蛍光体30−1に導光され、青色レーザ光の一部を黄色の蛍光に変換し、残りの一部を透過することで、白色光を射出する。このとき射出される白色光のスペクトルを図6に示す。図6のうち、青色半導体レーザ10−1を点灯させたときのスペクトルが、青色レーザ光81と黄色蛍光91である。このときの照明光は、見た目では白色光であるが、波長600nm以上となる赤色成分の光が弱い。
The blue laser light emitted from the semiconductor laser 10-1 is guided to the phosphor 30-1 by the
次に、半導体レーザ10−2から射出される青紫色レーザ光は、光ファイバ20,22により蛍光体30−2に導光され、青紫色レーザ光の一部を赤色の蛍光に変換する。図6のうち、青紫色半導体レーザ10−2を点灯させたときのスペクトルが、青紫色レーザ光82と赤色蛍光92である。なお、本実施形態では、蛍光体30−2は青紫色レーザ光82の一部を吸収して赤色蛍光92に変換する一方、別の一部を透過する例を示したが、青紫色レーザ光82の全てを赤色蛍光92に変換するように構成してもかまわない。
Next, the blue-violet laser light emitted from the semiconductor laser 10-2 is guided to the phosphor 30-2 by the
すなわち、半導体レーザ10−1,10−2の両方を点灯させた場合、第4の集積型光変換ユニット200−4から射出される照明光のスペクトルは、図6に示すような、青紫色レーザ光82、青色レーザ光81、黄色蛍光91と赤色蛍光92を重ね合わせた蛍光99となる。
That is, when both the semiconductor lasers 10-1 and 10-2 are turned on, the spectrum of the illumination light emitted from the fourth integrated light conversion unit 200-4 is a blue-violet laser as shown in FIG. The light 82, the
次に、光源ユニット100−2と第5の集積型光変換ユニット200−5を組み合わせた光源装置の動作について説明する。
半導体レーザ10−1を点灯させたときの動作については、上記第1実施形態における光源ユニット100−1と第1の集積型光変換ユニット200−1とを組み合わせた場合と同様である。
Next, the operation of the light source device in which the light source unit 100-2 and the fifth integrated light conversion unit 200-5 are combined will be described.
The operation when the semiconductor laser 10-1 is turned on is the same as when the light source unit 100-1 and the first integrated light conversion unit 200-1 in the first embodiment are combined.
一方、半導体レーザ10−2を点灯させると、光源ユニット100−2の有する多芯コネクタ522の、半導体レーザ10−2と接続されている接続部から、第5の集積型光変換ユニット200−5の有する多芯コネクタ542の、どこにも接続されていない接続部に青紫色レーザ光が照射される。しかし、このどこにも接続されていない接続部には、レーザ光が外部に漏れ出すのを防ぐ遮光手段としてのシャッタ599が設けられているため、レーザ光はシャッタ599に遮光され、外部に漏れ出すことはない。
On the other hand, when the semiconductor laser 10-2 is turned on, the fifth integrated optical conversion unit 200-5 is connected to the
次に、光源ユニット100−2と第6の集積型光変換ユニット200−6を組み合わせた光源装置の動作について説明する。
光源ユニット100−2のうち、多芯コネクタ522,542を経由して蛍光体30−1,30−2と光学的に接続されている半導体レーザ10−1,10−2を点灯させたときの動作は、基本的に上述した、光源ユニット100−2と第4の集積型光変換ユニット200−4を接続したときの動作と同様である。上述した例では、半導体レーザ10−1,10−2と、蛍光体30−1,30−2を有する光変換ユニットがそれぞれ二つずつ組み合わされていたが、型第6の集積型光変換ユニット200−6を組み合わせた場合は、それぞれ一つずつである点を除いて、同様に動作する。
Next, the operation of the light source device in which the light source unit 100-2 and the sixth integrated light conversion unit 200-6 are combined will be described.
In the light source unit 100-2, when the semiconductor lasers 10-1 and 10-2 optically connected to the phosphors 30-1 and 30-2 via the
また、光源ユニット100−2の有する多芯コネクタ522の、どこにも接続されていない接続部の動作についても、上述した第5の集積型光変換ユニット200−5の場合の動作と同様である。シャッタ599に照射されたレーザ光は、これに吸収されて、外部に漏れ出すことはない。
In addition, the operation of the connection portion of the
以上のように、本第2実施形態に係る光源システムでは、一つの光源ユニット100−2に異なる1次光源を搭載し、集積型光変換ユニット200−4,200−5,200−6にも、異なる機能、数の光変換ユニットを搭載し、これらを適切に組み合わせることで、必要とされる様々な照明光を実現することが可能となる。 As described above, in the light source system according to the second embodiment, different primary light sources are mounted on one light source unit 100-2, and integrated light conversion units 200-4, 200-5, and 200-6 are also included. By mounting different functions and numbers of light conversion units and combining them appropriately, it is possible to realize various illumination lights that are required.
つまり、本実施形態によれば、必要とする照明光の特性に応じて集積型光変換ユニット200−4,200−5,200−6を選択することができる。すなわち、上記第1実施形態の構成では、赤色成分の光が他の色に比べてやや弱く、この赤色成分の光が弱いことは、照明しようとする対象物によっては問題となる場合がある。例えば、赤色の物体を照明する場合、赤色成分が少ない照明光では暗く見えてしまう。本実施形態の構成によると、明るく且つ赤色成分が必要な用途では、光源ユニット100−2と第4の集積型光変換ユニット200−4を組み合わせれば良く、赤色成分が重要でない用途では、第5の集積型光変換ユニット200−5を用いれば良い。第5の集積型光変換ユニット200−5は、搭載されている光変換ユニット数が二つと少ないため、集積型光変換ユニットを小型で安価にすることができる。また、明るさは必要ないが、赤色成分が必要な場合には、第6の集積型光変換ユニット200−6を用いることで、必要な光を得ることができる。この第6の集積型光変換ユニット200−6も、小型で低コストの集積型光変換ユニットである。 That is, according to the present embodiment, the integrated light conversion units 200-4, 200-5, and 200-6 can be selected according to the characteristics of the illumination light that is required. That is, in the configuration of the first embodiment, the red component light is slightly weaker than other colors, and the fact that the red component light is weak may cause a problem depending on the object to be illuminated. For example, when illuminating a red object, illumination light with a small red component will appear dark. According to the configuration of the present embodiment, the light source unit 100-2 and the fourth integrated light conversion unit 200-4 may be combined in an application that is bright and requires a red component. 5 integrated optical conversion units 200-5 may be used. The fifth integrated light conversion unit 200-5 has a small number of mounted light conversion units, so that the integrated light conversion unit can be made small and inexpensive. In addition, when the brightness is not required but the red component is required, the necessary light can be obtained by using the sixth integrated light conversion unit 200-6. The sixth integrated light conversion unit 200-6 is also a small and low cost integrated light conversion unit.
このように、用途に応じた照明装置を、共通の光源ユニット100−2により実現することができる。 Thus, the illumination device according to the application can be realized by the common light source unit 100-2.
なお、本実施形態では、光源ユニットは、2種類の光を射出する1次光源が二つずつ搭載された例を示したが、これに限らない。用途に応じて3種類以上の1次光源を搭載しても良いし、また、同じ光源を3個以上搭載してもかまわない。このように構成することで、より明るい光源装置を実現したり、より多くの色やスペクトルの異なる照明光を実現することができる。 In the present embodiment, the light source unit is shown as an example in which two primary light sources that emit two types of light are mounted. However, the present invention is not limited to this. Three or more types of primary light sources may be mounted according to the application, or three or more of the same light sources may be mounted. By configuring in this way, it is possible to realize a brighter light source device or to realize illumination light having more colors and different spectra.
また、本実施形態では、接続部は、4芯の多芯コネクタを用いる例を示したが、これに限らない。2芯以上であれば、接続により異なる照明光を実現することが可能になる。また、5芯以上であれば、さらに多くの異なる照明光を実現することが可能となる。 Moreover, although the connection part showed the example using a 4-core multi-core connector in this embodiment, it is not restricted to this. If there are two or more cores, different illumination light can be realized by connection. Moreover, if it is 5 cores or more, it becomes possible to realize many different illumination lights.
さらに、本実施形態では、黄色蛍光に赤色蛍光を加えて赤色の演色性を向上する例を示したが、これに限らない。例えば、405nmの青紫色レーザ光を青色に変換する蛍光体を用いることで、青色成分の強度を向上することができる。これにより、青色の物体を明るく照明するようにすることができる。 Furthermore, in this embodiment, although the example which adds red fluorescence to yellow fluorescence and improves red color rendering property was shown, it does not restrict to this. For example, the intensity of the blue component can be improved by using a phosphor that converts 405 nm blue-violet laser light into blue. Thereby, a blue object can be illuminated brightly.
なお、このような光源システムにおいて、特に明るさは必要なく、白色光と、赤色成分を付加した白色光とを利用したいユーザに対しては、1次光源の数を減らした光源ユニットを提供することで、小型で安価な照明装置を実現することができる。 In such a light source system, brightness is not particularly required, and a light source unit with a reduced number of primary light sources is provided to a user who wants to use white light and white light with a red component added. Thus, a small and inexpensive lighting device can be realized.
図7に示す光源ユニット100−3は、青色光を射出する半導体レーザ10−1と青紫色光を射出する半導体レーザ10−2を一つずつ有している。第1の集積型接続部としての多芯コネクタ522は、本第2実施形態に示した全ての集積型光変換ユニット200−4,200−5,200−6と接続可能であるが、第6の集積型光変換ユニット200−6との組み合わせにおいて、半導体レーザ10−1のみを点灯させれば白色光を得ることが可能であり、これに加えて半導体レーザ10−2も点灯させれば赤色成分を付加することが可能となる。なお、この場合の有効な接続部の数は2である。また、有効でない二つの接続部には蓋としてのシャッタ599が設けられている。言い換えると、接続部保持部材56は、4つの接続部搭載可能位置を有しており、このうち、二つに接続部が、残り二つにシャッタ599が、それぞれ取り付けられている。
The light source unit 100-3 illustrated in FIG. 7 includes one semiconductor laser 10-1 that emits blue light and one semiconductor laser 10-2 that emits blue-violet light. The
また、将来的に明るい照明光が必要になった場合には、光源ユニット100−2と第4の集積型光変換ユニット200−4を購入することで、明るい光源にステップアップできる。このときも、すでに所有している第6の集積型光変換ユニット200−6も継続して利用することができる。 If bright illumination light is required in the future, it is possible to step up to a bright light source by purchasing the light source unit 100-2 and the fourth integrated light conversion unit 200-4. At this time, the sixth integrated optical conversion unit 200-6 already owned can also be used continuously.
さらに、すでに光源ユニット100−2と、複数の集積型光変換ユニットを所有しているユーザに対しては、小型でこのような光源ユニット100−3は、予備やハンディ光源ユニットとして利用することができる。 Furthermore, for a user who already owns the light source unit 100-2 and a plurality of integrated light conversion units, the light source unit 100-3 is small and can be used as a spare or handy light source unit. it can.
すなわち、本実施形態の光源システムにおいて、光源ユニット100−2と光源ユニット100−3は、光源ユニット群を構成しており、ユーザは、この光源ユニット群から、その目的に応じた光源ユニットを調達したり、所有している光源システムに追加したりすることが可能である。 That is, in the light source system of this embodiment, the light source unit 100-2 and the light source unit 100-3 constitute a light source unit group, and the user procures a light source unit according to the purpose from the light source unit group. Or add to your own light source system.
[第2実施形態の変形例]
次に、本発明の第2実施形態に係る光源システムの変形例について説明する。
[Modification of Second Embodiment]
Next, a modification of the light source system according to the second embodiment of the present invention will be described.
本変形例では、上記第2実施形態に説明した集積型光変換ユニット200−4,200−5,200−6と組み合わせて用いることができる、別の構成による光源ユニットの構成を説明する。 In this modification, a configuration of a light source unit having another configuration that can be used in combination with the integrated light conversion units 200-4, 200-5, and 200-6 described in the second embodiment will be described.
上記第2実施形態で説明した光源ユニット100−2では、青色光を射出する半導体レーザ10−1二つと、青紫色光を射出する半導体レーザ10−2二つの4つの半導体レーザを用いていた。本変形例における光源ユニット100−4では、図8に示すように、半導体レーザ10−1と10−2をそれぞれ一つずつとし、これと、入射端1、射出端2の1×2の光カプラ27を組み合わせることで、青色光、青紫色光を、第1の集積型接続部としての多芯コネクタ522の接続ポートから射出するように構成されている。すなわち、導光路の一部を光ファイバ20から光カプラ27に置き換えて構成されている。光カプラは、光ファイバのコア部分を光学的に結合させる手法で作成する、一般的な光ファイバ技術によるものを利用することができる。
In the light source unit 100-2 described in the second embodiment, four semiconductor lasers, ie, two semiconductor lasers 10-12 that emit blue light and two semiconductor lasers 10-2 that emit blue-violet light are used. In the light source unit 100-4 in the present modification, as shown in FIG. 8, one each of the semiconductor lasers 10-1 and 10-2 is used, and 1 × 2 light from the incident end 1 and the exit end 2 By combining the
このような構成においては、半導体レーザ10−1,10−2から射出されたレーザ光は、光カプラ27の入射端に入射し、これによりそれぞれが二つの光路に分岐され、多芯コネクタ522の4つの接続部のうち、それぞれが二つから射出される。その後の動作については、上記第2実施形態と同様である。
In such a configuration, the laser beams emitted from the semiconductor lasers 10-1 and 10-2 are incident on the incident end of the
このように構成することで、より少ない数の半導体レーザにより、集積型光変換ユニット200−4,200−5,200−6の有する、より多くの光変換ユニットから照明光を射出することが可能となる。 With this configuration, it is possible to emit illumination light from a larger number of light conversion units included in the integrated light conversion units 200-4, 200-5, and 200-6 with a smaller number of semiconductor lasers. It becomes.
これにより、集積型光変換ユニットの発光点を半導体レーザの数より多くすることができる。その結果、近接した照明対象を照明する場合などに、影ができにくいように照明光の射出部を配置することが可能となる。また、半導体レーザの数を減らすことで、光源ユニットをコンパクトで安価に提供することが可能となる。 As a result, the number of light emitting points of the integrated light conversion unit can be made larger than the number of semiconductor lasers. As a result, when illuminating a nearby illumination target, it is possible to arrange the illumination light emitting portion so that it is difficult to produce a shadow. Also, by reducing the number of semiconductor lasers, the light source unit can be provided in a compact and inexpensive manner.
なお、本変形例では、光カプラに、1×2の光カプラ27を用いる例を示したが、これに限らない。例えば、1×3以上の多分岐タイプを用いることで、光変換ユニット数をより多くすることが可能となり、影ができにくいなど、より自由に照明パターンを設計することが可能となる。
In this modification, an example in which the 1 × 2
また、入射側が複数の光カプラを用い、一方に戻り光のモニタを設けることもできる。これにより、光変換ユニットから戻ってきたレーザ光や、光変換された光変換光の状況をモニタすることが可能となる。 Further, a plurality of optical couplers can be used on the incident side, and a return light monitor can be provided on one side. This makes it possible to monitor the status of the laser light returned from the light conversion unit and the light converted light converted light.
例えば、図9に示すように、光源ユニット100−5は、入射端2、射出端2の2×2の光カプラ28を用いた例を示している。二つの光カプラ28それぞれの有する二つの入射端のうち、半導体レーザ10−1,10−2と接続されていないほうの入射端に、光検出器12が配置されている。これにより、半導体レーザ10から射出されたレーザ光が、光学的に接続された光変換ユニットに照射された後、手元側に戻ってきた戻り光や、光変換された光変換光を、光検出器12で検出することが可能となる。
For example, as shown in FIG. 9, the light source unit 100-5 shows an example in which a 2 × 2
さらに、上記第2実施形態の変形例では、光カプラは、光源ユニット100−4,100−5側に設けられる例を示したが、これを集積型光変換ユニット側に用いることも可能である。これにより、接続部の数を増やすことなく、集積型光変換ユニットの有する光変換ユニットの数を増やすことができる。 Furthermore, in the modified example of the second embodiment, the example in which the optical coupler is provided on the light source units 100-4 and 100-5 side is shown, but this can also be used on the integrated light conversion unit side. . As a result, the number of light conversion units included in the integrated light conversion unit can be increased without increasing the number of connection portions.
なお、集積型光変換ユニットに搭載される光変換ユニットの種類は、上述した実施形態で示した例の他、様々な変形が可能である。例えば、耐熱性を向上し、より強い1次光を変換可能としたものや、波長変換フィルタ、複数の蛍光体を混合または積層したもの、及び、それらの複数を組み合わせたもの、などが可能である。 Note that the type of the light conversion unit mounted on the integrated light conversion unit can be variously modified in addition to the example shown in the above-described embodiment. For example, it is possible to improve heat resistance and convert stronger primary light, wavelength conversion filters, mixed or laminated multiple phosphors, and combinations of these. is there.
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are naturally possible within the scope of the gist of the present invention.
例えば、上記全ての実施形態において、導光路として光ファイバ20,22を用いる例のみを示したが、これに限らない。一般に使用される様々な導光路を使用することができる。例えば、フィルム基板上に屈折率の異なる領域を互いに接するように構成されるフィルム導光路や、半導体基板上に屈折率の異なる領域を互いに接することで構成される半導体導光路や、樹脂等により構成されるスラブ型導光路など、様々な導光路を利用することが可能である。この場合、複数の導光路を一つの基板上に形成したものを利用することも可能である。
For example, in all the embodiments described above, only the example using the
また、同様に、導光路としての光カプラ27,28も光ファイバを光学的に結合させたものに限らず、一般意使用される様々な導光路による光カプラを使用することができる。例えば、上述のフィルム導光路や、半導体基板導光路、樹脂によるスラブ型導光路など様々な導光路を用いることができる。
Similarly, the
図10は、フィルム導光路90の一例を示している。同図に示すように、透明なフィルム基板900上に、該フィルム基板900より屈折率の高い透明な部材により導光部910が形成され、さらにその上に、フィルム基板900と略等しい屈折率を有する透明なカバー部材920が配置されて、フィルム導光路90が構成されている。このように構成することで、導光部910に入射した光は、フィルム基板900やカバー部材920に伝播しにくくなり、効率良く光を導光することが可能に構成されている。
FIG. 10 shows an example of the
図11は、フィルム導光路技術による光カプラの一例を、上面から見た透視図として示している。入射端931から入射した1次光は、光カプラ部950で二つの経路に分岐し、射出端933から射出される。
FIG. 11 shows an example of an optical coupler based on the film light guide technology as a perspective view seen from above. The primary light incident from the incident end 931 branches into two paths by the
なお、集積型接続部500は、フィルム導光路を着脱可能とするコネクタ等、通常の技術を用いることができる。
In addition, the
さらに、フィルム導光路以外の半導体導光路やスラブ型導光路などを用いる場合、接続部は適宜、適切な技術を選択すれば良い。 Furthermore, when a semiconductor light guide other than the film light guide, a slab light guide, or the like is used, an appropriate technique may be selected as appropriate for the connection portion.
その他、発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な修整が可能である。 In addition, various modifications are possible without departing from the spirit of the invention.
10−1,10−2…半導体レーザ、 12…光検出器、 20…光ファイバ、 20,22…光ファイバ、 27,28…光カプラ、 30−1,30−2…蛍光体、 32−1…拡散部材、 40−1〜40−3…保持部材、 42…フェルール、 52…第1の接続部、 54…第2の接続部、 56,58…接続部保持部材、 60−1〜60−6,60−4−A,60−4−B…光変換ユニット保持部材、 81…青色レーザ光、 82…青紫色レーザ光、 90…フィルム導光路、 91…黄色蛍光、 92…赤色蛍光、 99…蛍光、 100−1〜100−5…光源ユニット、 200−1〜200−6,200−4−A,200−4−B…集積型光変換ユニット、 500…集積型接続部、 520,522,540,542…多芯コネクタ、 599…シャッタ、 900…フィルム基板、 910…導光部、 920…カバー部材、 931…入射端、 933…射出端、 950…光カプラ部。 10-1, 10-2 ... semiconductor laser, 12 ... photodetector, 20 ... optical fiber, 20, 22 ... optical fiber, 27, 28 ... optical coupler, 30-1, 30-2 ... phosphor, 32-1 ... diffusion member, 40-1 to 40-3 ... holding member, 42 ... ferrule, 52 ... first connection part, 54 ... second connection part, 56, 58 ... connection part holding member, 60-1 to 60- 6, 60-4-A, 60-4-B ... light conversion unit holding member, 81 ... blue laser light, 82 ... blue-violet laser light, 90 ... film light guide, 91 ... yellow fluorescence, 92 ... red fluorescence, 99 Fluorescence, 100-1 to 100-5, light source unit, 200-1 to 200-6, 200-4-A, 200-4-B, integrated light conversion unit, 500, integrated connection portion, 520, 522 , 540,542 ... multi-core connector Motor, 599 ... shutter, 900 ... the film substrate, 910 ... guide portion, 920 ... cover member, 931 ... entrance end, 933 ... exit end, 950 ... optical coupler portion.
Claims (16)
前記1次光の光学的性質を変換して2次光を生成する光変換素子を有する光変換ユニットと、
を具備する光源装置において、
前記光変換ユニットを複数有し、
前記1次光源と前記複数の光変換ユニットとはそれぞれ導光路によって光学的に接続されており、
前記それぞれの導光路上に、前記1次光源と前記複数の光変換ユニットとを着脱可能な接続部を有していることを特徴とする光源装置。 A light source unit having a primary light source that emits primary light;
A light conversion unit having a light conversion element that converts the optical properties of the primary light to generate secondary light;
In the light source device comprising:
A plurality of the light conversion units;
The primary light source and the plurality of light conversion units are optically connected by light guide paths,
A light source device comprising: a connecting portion that allows the primary light source and the plurality of light conversion units to be attached to and detached from each of the light guide paths.
前記第1の接続部は、一つにまとめられて第1の集積型接続部を構成しており、
前記第2の接続部は、一つの接続部保持部材に取り付けられて第2の集積型接続部を構成しており、
前記第1の集積型接続部と前記第2の集積型接続部は、着脱可能な集積型接続部を構成していることを特徴とする請求項2に記載の光源装置。 Among the connection parts, when one of the connection parts attached to the light source unit side is a first connection part and the other of the connection parts attached to the light conversion unit side is a second connection part,
The first connection parts are grouped together to form a first integrated connection part,
The second connection portion is attached to one connection portion holding member to constitute a second integrated connection portion,
The light source device according to claim 2, wherein the first integrated connection portion and the second integrated connection portion constitute a detachable integrated connection portion.
前記第1の集積型接続部の有効な接続部の数は、前記第2の集積型接続部の有効な接続部の数と等しいか、またはそれより多いことを特徴とする請求項3に記載の光源装置。 The number of the first connection parts optically connected to the primary light source in the first integrated connection part is the number of effective connection parts of the first integrated connection part, and the second When the number of the second connection portions attached to the connection portion holding member of the integrated connection portion is the number of effective connection portions of the second integrated connection portion,
The number of effective connections of the first integrated connection is equal to or greater than the number of effective connections of the second integrated connection. Light source device.
前記集積型光変換ユニットは、前記波長変換機能が互いに異なる光変換ユニットを含むことを特徴とする請求項3に記載の光源装置。 Each of the light conversion units has a light conversion function for at least one of a peak wavelength, a spectrum shape, and a radiation angle among the optical properties of the primary light,
The light source device according to claim 3, wherein the integrated light conversion unit includes light conversion units having different wavelength conversion functions.
前記集積型光変換ユニットは、複数の集積型光変換ユニットにより集積型光変換ユニット群を構成しており、
前記集積型光変換ユニット群のメンバーである集積型光変換ユニットは全て、前記集積型接続部において前記光源ユニットと着脱可能であることを特徴とする光源システム。 Comprising the light source device according to claim 3;
The integrated light conversion unit constitutes an integrated light conversion unit group by a plurality of integrated light conversion units,
All of the integrated light conversion units that are members of the integrated light conversion unit group can be attached to and detached from the light source unit at the integrated connection portion.
前記光源ユニット群のメンバーは全て、前記集積型接続部において前記集積型光変換ユニット群のメンバーと着脱可能であることを特徴とする請求項3に記載の光源装置を用いた光源システム The light source unit constitutes a light source unit group by a plurality of light source units,
The light source system using the light source device according to claim 3, wherein all members of the light source unit group are detachable from members of the integrated light conversion unit group at the integrated connection portion.
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