JP2021126629A - Light source device, and particle movement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置、および粒子の移動方法に関する。 The present invention relates to a light source device and a method of moving particles.
例えばプロジェクター等の電子機器において、筐体に設けられた通気口等の開口部を通して筐体の内部に異物の粒子が進入する場合がある。この種の粒子が筐体の内部に進入すると、電子機器の性能低下、信頼性低下などの不具合が生じる場合がある。 For example, in an electronic device such as a projector, particles of foreign matter may enter the inside of the housing through an opening such as a vent provided in the housing. If this type of particles enters the inside of the housing, problems such as deterioration of performance and reliability of electronic devices may occur.
下記の特許文献1に、2本の放射圧発生ビームを同期走査して照射し、2本の放射圧発生ビームの間に放射圧が作用しない空間を形成し、2本の放射圧発生ビームの間に存在する複数の微粒子を放射圧により放射圧が作用しない空間に捕捉し、所定の位置に配列させる微粒子の配列方法が開示されている。
In
特許文献1に記載される方法においては、粒子を配列させることができる反面、粒子を捕捉して、任意の場所に移動させることは困難である。
In the method described in
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の光源装置は、第1光線束を射出し、前記第1光線束によって第1空洞を形成させる第1発光素子と、第2光線束を射出し、前記第2光線束によって前記第1空洞に捕捉された粒子を移動させる第2発光素子と、を備え、前記第1発光素子と前記第2発光素子とは、前記第1光線束と前記第2光線束とによって前記粒子を移動させる。 In order to solve the above problems, the light source device according to one aspect of the present invention has a first light emitting element that emits a first ray bundle and forms a first cavity by the first ray bundle, and a second ray bundle. The first light emitting element and the second light emitting element are provided with a second light emitting element for moving particles captured in the first cavity by the second light bundle. And the second ray bundle move the particles.
本発明の一つの態様の粒子の移動方法は、第1光線束によって第1空洞を形成し、第2光線束によって前記第1空洞に捕捉された粒子を移動させる。 In the method of moving particles in one embodiment of the present invention, the first cavity is formed by the first ray bundle, and the particles captured in the first cavity are moved by the second ray bundle.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図3を用いて説明する。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
In each of the following drawings, in order to make each component easy to see, the scale of dimensions may be different depending on the component.
図1は、第1実施形態の光源装置の概略構成を示す斜視図である。
図1に示すように、本実施形態の光源装置10は、第1発光素子11と、第2発光素子12と、光合成素子13と、を備える。本実施形態の光源装置10は、例えばプロジェクター等の電子機器に搭載され、電子機器の筐体の内部の粒子を除去するために用いられる。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the light source device of the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the
第1発光素子11は、第1光線束L11を射出するレーザー光源から構成されている。第1光線束L11は、第1光線束L11の中心軸に沿う領域が中空となった円筒状の形状を有する。すなわち、第1光線束L11の中心軸C1に垂直な断面形状は、円環状である。第1光線束L11の波長帯は、特に限定されない。
The first
円筒状の光線束を生成するための構成の図示は省略するが、例えばレーザー光源からの光線束を棒状の反射性部材に、反射性部材の中心軸に交差する方向から照射した際の反射光は、円錐状の形状を有する。この反射光をレンズ等で平行化することによって円筒状の光線束を形成できる。または、複数の発光素子を用いて円筒状の光線束を形成してもよいし、ガルバノミラー等の光学素子を用いて光線束を円筒状に走査してもよい。本明細書では、光線束の中心軸に沿う中空の領域を空洞と称する。第1発光素子11は、第1光線束L11を射出し、第1光線束L11によって第1空洞S1を形成させる。
Although the configuration for generating a cylindrical light bundle is not shown, for example, the reflected light when a light bundle from a laser light source is applied to a rod-shaped reflective member from a direction intersecting the central axis of the reflective member. Has a conical shape. By parallelizing this reflected light with a lens or the like, a cylindrical light bundle can be formed. Alternatively, a plurality of light emitting elements may be used to form a cylindrical light beam bundle, or an optical element such as a galvanometer mirror may be used to scan the light ray bundle in a cylindrical shape. In the present specification, the hollow region along the central axis of the ray bundle is referred to as a cavity. The first
第2発光素子12は、第2光線束L12を射出するレーザー光源から構成されている。第2光線束L12は、第2光線束L12の中心軸C2を中心とする円柱状の形状を有する。第2発光素子12は、第2光線束L12の射出方向が第1光線束L11の射出方向と交差する向きに配置されている。本実施形態では、第2光線束L12の射出方向と第1光線束L11の射出方向とは直交する。詳細は後述するが、第2発光素子12は、第2光線束L12を射出し、第1空洞S1に捕捉された粒子Mを第2光線束L12によって移動させる。
The second
光合成素子13は、第1発光素子11からの第1光線束L11を透過させ、第2発光素子12からの第2光線束L12を反射させる特性を有する。光合成素子13は、第1光線束L11の射出方向と第2光線束L12の射出方向とのそれぞれに対して45°の角度をなすように配置されている。
The
具体的には、例えば第1発光素子11が光合成素子13に対するP偏光の第1光線束L11を射出し、第2発光素子12が光合成素子13に対するS偏光の第2光線束L12を射出する場合、光合成素子13は、P偏光を透過させ、S偏光を反射させる偏光合成素子で構成されていればよい。または、第1発光素子11が第1波長帯の第1光線束L11を射出し、第2発光素子12が第1波長帯とは異なる第2波長帯の第2光線束L12を射出する場合、光合成素子13は、第1波長帯の光を透過させ、第2波長帯の光を反射させるダイクロイックミラーで構成されていればよい。または、光合成素子13は、偏光状態および波長帯にかかわらず、一部の光を透過させ、他の一部の光を反射させるハーフミラーで構成されていてもよい。なお、発光素子同士が互いに干渉することなく、第1光線束L11と第2光線束L12とが合成できる構成であれば、光源装置10は光合成素子を備えていなくてもよい。
Specifically, for example, when the first
第1光線束L11と第2光線束L12とは光合成素子13によって合成され、合成光L1は、第1光線束L11の射出方向に沿って進む。合成光L1は、第1光線束L11が形成する第1空洞S1の内部に第2光線束L12が位置する構成を有する。第1光線束L11の形状をなす円筒の内径と、第2光線束L12の形状をなす円柱の外径と、の大小関係は、特に限定されない。ただし、後述するように、第1空洞S1に捕捉された粒子Mを第2光線束L12によって確実に移動させるためには、円柱の外径は、円筒の内径と同じ、または円筒の内径よりも大きいことが望ましい。
The first ray bundle L11 and the second ray bundle L12 are combined by the
図示を省略するが、光源装置10は、合成光L1の光路上に粒子Mが存在することを検出するセンサーを備えていてもよい。また、光源装置10は、合成光L1の光路を曲げるミラーを備えていてもよい。また、光源装置10は、電子機器の筐体の内部に設置されていてもよいし、筐体の外部に設置されていてもよい。
Although not shown, the
本発明者は、所定の強度を有する光線束の内部には異物等の粒子が進入できないことを実験により確認した。この結果から、本発明者は、電子機器等の筐体の内部に存在する粒子を移動させて外部に排出する方法について検討した結果、空洞を有する光線束を形成すれば、空洞の内部に粒子を捕捉できることに想到した。すなわち、空気中に粒子が浮遊している場合、粒子を囲むように円筒状、円錐状等の形状を有する光線束を形成すると、粒子は、光線束から光圧と呼ばれる力を受け、光線束の外側に抜け出すことができないことに想到した。光線束の内部に粒子が進入できないという現象は、放電ランプ、発光ダイオード等の発光素子からの光ではあまり見られず、レーザー光において顕著に見られた。粒子は、例えば空気中に存在する塵埃または粉塵、塩分、有機物等である。 The present inventor has experimentally confirmed that particles such as foreign substances cannot enter the inside of a light beam bundle having a predetermined intensity. From this result, the present inventor investigated a method of moving particles existing inside the housing of an electronic device or the like and discharging them to the outside. As a result, if a light beam bundle having a cavity is formed, the particles are inside the cavity. I came up with the idea of being able to capture. That is, when particles are suspended in the air, when a light bundle having a cylindrical or conical shape is formed so as to surround the particles, the particles receive a force called light pressure from the light bundle and the light bundle receives a force called light pressure. I came up with the idea that I couldn't get out of. The phenomenon that particles cannot enter the inside of the light bundle is not often seen in the light from a light emitting element such as a discharge lamp or a light emitting diode, but is remarkably seen in the laser light. The particles are, for example, dust or dust, salt, organic matter, etc. existing in the air.
光圧について、図2および図3を用いてさらに詳しく説明する。
図2は、光透過率が相対的に低い粒子Mに作用する光圧を説明するための模式図である。
粒子Mの大きさが数十μm以下になると、図2に示すように、光圧の影響が現れる。光圧は、放射電磁波の一種である光を受ける物体の表面に働く圧力である。光透過率が相対的に低い物体、すなわち、光を透過しにくい粒子Mに対して光が照射されると、光圧Poが粒子Mに作用する。例えば面積Sを有する粒子Mの表面に光子Cが当たる場合、光圧をPo、表面の反射率をk(0≦k≦1)、光子Cの入射角をθとすると、粒子Mの表面に及ぶ力F1は、以下の(1)式で表される。
The light pressure will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the light pressure acting on the particles M having a relatively low light transmittance.
When the size of the particles M is several tens of μm or less, the influence of light pressure appears as shown in FIG. Light pressure is the pressure acting on the surface of an object that receives light, which is a type of radiated electromagnetic wave. When light is applied to an object having a relatively low light transmittance, that is, a particle M that does not easily transmit light, the light pressure Po acts on the particle M. For example, when the photon C hits the surface of the particle M having an area S, the light pressure is Po, the reflectance of the surface is k (0 ≦ k ≦ 1), and the incident angle of the photon C is θ. The exerted force F1 is expressed by the following equation (1).
また、光子Cの入射点を通り、粒子Mの表面に垂直な直線を法線Vとすると、力F1が作用する方向と法線Vとのなす角度αは、以下の(2)式で表される。 Further, assuming that the straight line passing through the incident point of the photon C and perpendicular to the surface of the particle M is the normal line V, the angle α formed by the direction in which the force F1 acts and the normal line V is expressed by the following equation (2). Will be done.
次に、光透過率が相対的に高い物体、すなわち、光を透過しやすい粒子Mについて考える。
図3は、光透過率が相対的に高い粒子Mに作用する光圧を説明するための模式図である。
図3に示すように、粒子Mの屈折率n1と粒子Mの周囲の媒質、例えば空気の屈折率n2との差が十分に小さい場合には、光の反射は極めて小さいため、屈折のみを考慮すればよい。なお、屈折率n1は、屈折率n2よりも小さいものとする。
Next, consider an object having a relatively high light transmittance, that is, a particle M that easily transmits light.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the light pressure acting on the particles M having a relatively high light transmittance.
As shown in FIG. 3, when the difference between the refractive index n1 of the particle M and the refractive index n2 of the medium around the particle M, for example, air is sufficiently small, the reflection of light is extremely small, so only the refraction is considered. do it. The refractive index n1 is smaller than the refractive index n2.
図3に示すように,光線Aと光線Bとが互いに異なる方向から粒子Mに入射すると仮定する。このとき、粒子Mに入射した光線Aは、屈折率n1の粒子Mと屈折率n2の空気との界面で屈折する。光線Aが屈折し、光線Aの運動量が変化することにより、粒子Mに対して、運動量を保存する力FA1が、光線Aの入射点Ainにおいて界面に対する法線方向に作用する。また、光線Aは、粒子Mの内部を通過し、粒子Mの外部に射出されるときにも、粒子Mと空気との界面で屈折する。光線Aが屈折し、光線Aの運動量が変化することにより、粒子Mに対して、運動量を保存する力FA2が、光線Aの射出点Aoutにおいて界面に対して法線方向に作用する。これにより、粒子Mに対して、光線Aによる力FA1と力FA2との合力FAが所定の方向に作用する。 As shown in FIG. 3, it is assumed that the light rays A and the light rays B are incident on the particles M from different directions. At this time, the light ray A incident on the particle M is refracted at the interface between the particle M having a refractive index n1 and the air having a refractive index n2. As the light ray A is refracted and the momentum of the light ray A changes, the force FA1 that preserves the momentum acts on the particle M in the normal direction with respect to the interface at the incident point Ain of the light ray A. Further, the light ray A passes through the inside of the particle M and is refracted at the interface between the particle M and air even when it is emitted to the outside of the particle M. As the light ray A is refracted and the momentum of the light ray A changes, the force FA2 that preserves the momentum acts on the particle M in the normal direction with respect to the interface at the emission point Aout of the light ray A. As a result, the resultant force FA of the force FA1 and the force FA2 due to the light ray A acts on the particles M in a predetermined direction.
光線Bについても、光線Aと同様である。すなわち、粒子Mに光線Bが入射することにより、粒子Mに対して、運動量を保存する力FB1が、光線Bの入射点Binにおいて界面に対する法線方向に作用する。また、光線Bが粒子Mを通過し、粒子Mから射出されることにより、粒子Mに対して、運動量を保存する力FB2が、光線Bの射出点Boutにおいて界面に対する法線方向に作用する。これにより、粒子Mに対して、光線Bによる力FB1と力FB2との合力FBが所定の方向に作用する。 The same applies to the light ray B as well as the light ray A. That is, when the light ray B is incident on the particle M, the force FB1 for preserving the momentum acts on the particle M in the normal direction with respect to the interface at the incident point Bin of the light ray B. Further, when the light ray B passes through the particle M and is emitted from the particle M, the force FB2 for preserving the momentum acts on the particle M in the normal direction with respect to the interface at the emission point Bout of the light ray B. As a result, the resultant force FB of the force FB1 and the force FB2 due to the light ray B acts on the particles M in a predetermined direction.
したがって、光線Aと光線Bとが入射することにより、粒子Mに対して、力FAと力FBとの合力F2が所定の方向に作用する。このように、粒子Mには、光線Aおよび光線Bを含むレーザー光によって、光圧に基づく力F2が作用する。なお、図3の例では、模式的に2つの光線A,Bのみに着目して説明したが、実際には、粒子Mにはより多くの複数の光線が入射するため、複数の光線による光圧を合わせた力F2が粒子Mに作用する。 Therefore, when the light rays A and the light rays B are incident on each other, the resultant force F2 of the force FA and the force FB acts on the particles M in a predetermined direction. As described above, the force F2 based on the light pressure acts on the particles M by the laser light including the light rays A and the light rays B. In the example of FIG. 3, the description schematically focuses on only two light rays A and B, but in reality, since a larger number of light rays are incident on the particle M, the light from the plurality of light rays is emitted. The combined force F2 acts on the particles M.
また、粒子Mには、光圧に基づく力F2の他、重力および浮力も作用する。したがって、粒子Mは、粒子Mに作用する重力と浮力との差と、光圧に基づく力F2と、が釣り合う領域で捕捉される。図3においては、焦点位置FUが粒子Mの中心Gよりも上方側に位置するため、粒子Mには、焦点位置FUに向かう方向に力F2が作用する。粒子は、力F2と重力と浮力とが釣り合う領域に捕捉される。 In addition to the force F2 based on light pressure, gravity and buoyancy also act on the particles M. Therefore, the particle M is captured in a region where the difference between the gravity acting on the particle M and the buoyancy and the force F2 based on the light pressure are balanced. In FIG. 3, since the focal position FU is located above the center G of the particle M, the force F2 acts on the particle M in the direction toward the focal position FU. The particles are captured in the region where the force F2, gravity and buoyancy are balanced.
なお、図3においては、焦点位置FUが粒子Mの中心Gよりも上方にある場合を例に説明したが、粒子Mに作用する光圧に基づく力F2は、焦点位置FUに対する粒子Mの位置によって異なる。焦点位置FUが粒子Mの中心Gよりも下方にある場合、または焦点位置FUと粒子Mの中心GとがXY方向にずれている場合であっても、粒子Mには、焦点位置FUに向かう力F2が作用する。 In FIG. 3, the case where the focal position FU is above the center G of the particle M has been described as an example, but the force F2 based on the light pressure acting on the particle M is the position of the particle M with respect to the focal position FU. Depends on. Even if the focal position FU is below the center G of the particle M, or even if the focal position FU and the center G of the particle M are deviated in the XY direction, the particle M is directed toward the focal position FU. The force F2 acts.
本明細書においては、上記の力F1と力F2とを総称して光圧と呼ぶ。粒子Mに対して光がいずれの方向から照射される場合であっても、光圧は、光が光の進行方向に沿って粒子Mを押す方向に作用する。また、光圧の大きさは光密度および光密度分布と相関があり、光密度が大きく、かつ光密度分布のエッジが急峻な光による光圧は、光密度が小さく、かつ光密度分布のエッジがなだらかな光による光圧よりも大きい。そのため、レーザー光による光圧は、ランプからの光またはLEDからの光による光圧よりも大きい。 In the present specification, the above-mentioned force F1 and force F2 are collectively referred to as light pressure. Regardless of the direction in which the light is applied to the particle M, the light pressure acts in the direction in which the light pushes the particle M along the traveling direction of the light. In addition, the magnitude of light pressure correlates with light density and light density distribution, and light pressure due to light with high light density and steep edge of light density distribution has low light density and edge of light density distribution. It is larger than the light pressure of gentle light. Therefore, the light pressure due to the laser light is larger than the light pressure due to the light from the lamp or the light from the LED.
本実施形態においては、光源装置10が上記のセンサーを備える場合、センサーが合成光L1の光路上に粒子Mが存在することを検出すると、第1発光素子11は、第1光線束L11によって粒子Mを取り囲むように、円筒状の形状を有する第1光線束L11を射出する。これにより、粒子Mは、第1光線束L11からの光圧を受け、第1光線束L11の外側に抜け出すことができなくなる。すなわち、第1空洞S1に存在する粒子Mは、第1光線束L11によって捕捉される。第1発光素子11は、第1光線束L11を円筒状に形成して粒子Mを第1空洞S1に捕捉する。なお、光源装置10がセンサーを備えていない場合であっても、第1発光素子11は、任意の時点で第1光線束L11を射出すればよい。
In the present embodiment, when the
一方、第2発光素子12は、円柱状の形状を有する第2光線束L12を射出する。このとき、粒子Mは、第2光線束L12からの光圧を受け、第1空洞S1の内部を第2光線束L12の進行方向に沿って移動する。第2発光素子12は、第2光線束L12を円柱状に形成して第1空洞S1に捕捉された粒子Mを移動させる。このように、第1光線束L11は、粒子Mの移動経路および移動範囲を規定する作用を奏する。すなわち、第1発光素子11と第2発光素子12とは、第1光線束L11と第2光線束L12とによって粒子Mを移動させる。
On the other hand, the second
本実施形態の粒子Mの移動方法は、第1光線束L11によって第1空洞S1を形成し、第2光線束L12によって第1空洞S1に捕捉された粒子Mを移動させる。具体的には、第1光線束L11を円筒状に形成して粒子Mを第1空洞S1に捕捉し、第2光線束L12を円柱状に形成して第1空洞S1に捕捉された粒子Mを移動させる。 In the method of moving the particles M of the present embodiment, the first cavity S1 is formed by the first ray bundle L11, and the particles M captured in the first cavity S1 by the second ray bundle L12 are moved. Specifically, the first ray bundle L11 is formed in a cylindrical shape to capture the particles M in the first cavity S1, and the second ray bundle L12 is formed in a cylindrical shape and captured in the first cavity S1. To move.
[第1実施形態の効果]
このように、本実施形態の光源装置10によれば、第1発光素子11と第2発光素子12とを用いて複数の粒子Mをまとめて捕捉し、任意の場所に移動させることができる。この光源装置10を用いることにより、電子機器の筐体内から粒子Mを除去することができ、電子機器の性能低下、信頼性低下等の不具合を抑えることができる。
[Effect of the first embodiment]
As described above, according to the
本実施形態の光源装置10をプロジェクターに適用した場合には、以下の効果が得られる。筐体内の粉塵等の粒子Mを除去できるため、各種光学素子の透過率を維持できるとともに、光学素子の長寿命化、製品品質の維持を実現できる。また、光学素子に各種の薄膜が用いられる場合、粒子Mの発熱による薄膜の劣化が抑えられ、光学素子の長寿命化、製品品質の維持を実現できる。また、光学素子の温度上昇が抑制できるため、偏光の乱れによる色バランスのずれ、光学素子の破損等を回避できる。また、粉塵等の粒子Mを除去できるため、ファンの騒音を低減することができる。また、プロジェクターの大きさによらずに、粉塵等の移動が可能となる。
When the
また、本実施形態の粒子Mの移動方法によれば、第1光線束L11と第2光線束L12とを用いて複数の粒子Mをまとめて捕捉し、任意の場所に移動させることができる。この方法を用いることにより、電子機器の筐体内から粒子Mを除去することができ、電子機器の性能低下、信頼性低下等の不具合を抑えることができる。 Further, according to the method of moving the particles M of the present embodiment, a plurality of particles M can be collectively captured by using the first ray bundle L11 and the second ray bundle L12 and can be moved to an arbitrary place. By using this method, the particles M can be removed from the inside of the housing of the electronic device, and problems such as deterioration of the performance and reliability of the electronic device can be suppressed.
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態について、図4を用いて説明する。
図4は、第2実施形態の光源装置の概略構成を示す斜視図である。
図4において、第1実施形態で用いた図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of the light source device of the second embodiment.
In FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 used in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図4に示すように、本実施形態の光源装置20は、第1発光素子21と、第2発光素子12と、を備える。
As shown in FIG. 4, the
第1発光素子21は、第1光線束L21を射出するレーザー光源から構成されている。第1光線束L21は、第1光線束L21の中心軸C1に沿う領域が中空となった円錐状の形状を有する。すなわち、第1光線束L21の中心軸C1に垂直な断面形状は円環状であり、第1光線束L21の進行に伴って円環の径が大きくなる形状を有する。第1発光素子21は、第1光線束L21の広がり角αを変更可能に構成されていてもよい。このように、第1発光素子21は、第1光線束L21を射出し、第1光線束L21によって第1空洞S1を形成させる。
The first
円錐状の光線束を生成するための構成の図示は省略するが、第1実施形態で述べたように、例えばレーザー光源からの光線束を棒状の反射性部材に、反射性部材の中心軸に交差する方向から照射した際の反射光を用いればよい。第1発光素子21は、第1光線束L21を射出し、第1光線束L21によって第1空洞S1を形成させる。
Although the configuration for generating the conical light bundle is omitted, as described in the first embodiment, for example, the light bundle from the laser light source is used as a rod-shaped reflective member and as the central axis of the reflective member. The reflected light when irradiated from the intersecting directions may be used. The first
第2発光素子12は、第2光線束L12を射出するレーザー光源から構成されている。第2光線束L12は、第2光線束L12の中心軸C2を中心とする円柱状の形状を有する。第2発光素子12は、第2光線束L12の射出方向が第1光線束L21の射出方向と対向する向きに配置されている。また、第1光線束L21の中心軸C1と第2光線束L12の中心軸C2とは、略一つの直線上に位置する。このように、第2発光素子12は、第2光線束L12を射出し、第1空洞S1に捕捉された粒子Mを第2光線束L12によって移動させる。
The second
本実施形態においても、第1実施形態と同様、光源装置20は、粒子Mを検出するセンサーを備えていてもよいし、第1光線束L21と第2光線束L12とを合成する光合成素子を備えていてもよい。
In the present embodiment as well, as in the first embodiment, the
本実施形態においては、光源装置20が上記のセンサーを備える場合、センサーが合成光L2の光路上に粒子Mが存在することを検出すると、第1発光素子21は、第1光線束L21によって粒子Mを取り囲むように、中空円錐状の形状を有する第1光線束L21を射出する。これにより、粒子Mは、第1光線束L21からの光圧を受け、第1光線束L21の外側に抜け出すことができなくなる。すなわち、第1空洞S1に存在する粒子Mは、第1光線束L21によって捕捉される。第1発光素子21が第1光線束L21の広がり角αを変更可能に構成される場合、第1発光素子21は、第1光線束L21を射出した後、広がり角αを狭めることにより、粒子Mが存在できる第1空洞S1の範囲を小さくすることができる。
In the present embodiment, when the
一方、第2発光素子12は、円柱状の形状を有する第2光線束L12を射出する。このとき、粒子Mは、第2光線束L12からの光圧を受け、第1空洞S1の内部を第2光線束L12の進行方向に沿って移動する。本実施形態の場合、第1空洞S1の形状が円錐形であり、第1光線束L21の進行方向と第2光線束L12の進行方向とが対向するため、粒子Mは、第1発光素子21に近付く方向、すなわち、第1空洞S1が狭くなる方向に移動する。なお、第1発光素子21は、第1光線束L21を鉛直方向下方から上方に向けて射出する向きに配置されていてもよい。その場合、第2光線束L12の有無にかかわらず、空気中に浮遊する粒子Mは、自重によって第1空洞S1が狭くなる方向に移動する。
On the other hand, the second
本実施形態において、光源装置20が電子機器の筐体の外部に設置されている場合、粒子Mは、第1空洞S1が狭くなる領域に移動した時点で筐体の外部に排出される。また、第1空洞S1が狭い側の一部の領域に粒子Mが集められた後、例えば図示しない第3発光素子から円筒状の第3光線束を射出して、さらに他の場所に移動させる構成としてもよい。あるいは、粒子Mが第1空洞S1が狭い側の一部の領域に集められた後、粘着材等を用いた任意の回収部材を用いて粒子Mを回収してもよい。
In the present embodiment, when the
本実施形態の粒子Mの移動方法は、第1光線束L21によって第1空洞S1を形成し、第2光線束L12によって第1空洞S1に捕捉された粒子Mを移動させる。具体的には、第1光線束L21を中空円錐状に形成して粒子Mを第1空洞S1に捕捉し、第2光線束L12を円柱状に形成して第1空洞S1に捕捉された粒子Mを移動させる。 In the method of moving the particles M of the present embodiment, the first cavity S1 is formed by the first ray bundle L21, and the particles M captured in the first cavity S1 by the second ray bundle L12 are moved. Specifically, the first ray bundle L21 is formed in a hollow conical shape to capture the particles M in the first cavity S1, and the second ray bundle L12 is formed in a columnar shape and captured in the first cavity S1. Move M.
[第2実施形態の効果]
本実施形態の光源装置20においても、第1発光素子21と第2発光素子12とを用いて複数の粒子Mをまとめて捕捉し、任意の場所に移動させることができる、その結果、電子機器の性能低下、信頼性低下等の不具合を抑えることができる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
[Effect of the second embodiment]
Also in the
また、本実施形態の粒子Mの移動方法においても、第1光線束L21と第2光線束L12とを用いて複数の粒子Mをまとめて捕捉し、任意の場所に移動させることができる、その結果、電子機器の性能低下、信頼性低下等の不具合を抑えることができる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。 Further, also in the method of moving the particles M of the present embodiment, a plurality of particles M can be collectively captured by using the first ray bundle L21 and the second ray bundle L12 and moved to an arbitrary place. As a result, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment, such as suppressing defects such as deterioration of performance and reliability of the electronic device.
[第3実施形態]
以下、本発明の第3実施形態について、図5および図6を用いて説明する。
図5は、第3実施形態の光源装置の概略構成を示す斜視図である。図6は、第3実施形態の光源装置において、各光線束の広がり角が図5の状態から変化した状態を示す図である。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of the light source device of the third embodiment. FIG. 6 is a diagram showing a state in which the spread angle of each light beam bundle is changed from the state of FIG. 5 in the light source device of the third embodiment.
図5および図6に示すように、本実施形態の光源装置30は、第1発光素子31と、第2発光素子32と、を備える。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
第1発光素子31は、第1光線束L31を射出するレーザー光源から構成されている。第1光線束L31は、第1光線束L31の中心軸C1に沿う領域が中空となった円錐状の形状を有する。すなわち、第1光線束L31の中心軸C1に垂直な断面形状が円環状であり、第1光線束L31の進行に伴って円環の径が大きくなる形状を有する。このように、第1発光素子31は、第1光線束L31を射出し、第1光線束L31によって第1空洞S1を形成させる。また、第1発光素子31は、第1光線束L31の広がり角α1を変更可能に構成されている。
The first
第2発光素子32は、第2光線束L32を射出するレーザー光源から構成されている。第2光線束L32は、第1光線束L31と同様、第2光線束L32の中心軸C2に沿う領域が中空となった円錐状の形状を有する。このように、第2発光素子32は、第2光線束L32を射出し、第2光線束L32によって第2空洞S2を形成させる。また、第2発光素子32は、第2光線束L32の広がり角α2を変更可能に構成されている。
The second
第1発光素子31と第2発光素子32とは、中心軸C1と中心軸C2とが互いに交差し、第1光線束L31と第2光線束L32とが互いに交差するように配置されている。そのため、第1光線束L31と第2光線束L32とが互いに交差する領域には、第1光線束L31と第2光線束L32とによって周囲を囲まれた第3空洞S3が形成される。すなわち、第3空洞S3は、第1空洞S1と第2空洞S2とによって形成される。本実施形態の場合、第1空洞S1と第2空洞S2とによって形成される第3空洞S3により、粒子Mを捕捉する。
The first
図5に示すように、第1光線束L31の広がり角α1および第2光線束L32の広がり角α2が相対的に大きい場合、第3空洞S3の容積は相対的に大きい。これに対して、図6に示すように、第1光線束L31の広がり角α1および第2光線束L32の広がり角α2が相対的に小さい場合、第3空洞S3の容積は相対的に小さい。 As shown in FIG. 5, when the spread angle α1 of the first ray bundle L31 and the spread angle α2 of the second ray bundle L32 are relatively large, the volume of the third cavity S3 is relatively large. On the other hand, as shown in FIG. 6, when the spread angle α1 of the first ray bundle L31 and the spread angle α2 of the second ray bundle L32 are relatively small, the volume of the third cavity S3 is relatively small.
本実施形態においては、光源装置30が上記のセンサーを備える場合、センサーが第1光線束L31の光路上に粒子Mが存在することを検出すると、図5に示すように、第1発光素子31は、第1光線束L31によって粒子Mを取り囲むように、第1空洞S1を有する中空円錐状の第1光線束L31を射出する。一方、第2発光素子32は、第2光線束L32によって粒子Mを取り囲むように、第2空洞S2を有する中空円錐状の第2光線束L32を射出する。これにより、粒子Mは、第1光線束L31および第2光線束L32からの光圧を受け、第3空洞S3の外側に抜け出すことができなくなる。すなわち、粒子Mは、第1光線束L31と第2光線束L32とによって第3空洞S3に捕捉される。
In the present embodiment, when the
次に、図6に示すように、第1光線束L31の広がり角α1および第2光線束L32の広がり角α2を小さくすることによって第3空洞S3の容積が小さくなり、粒子Mは、狭くなった第3空洞S3に捕捉される。 Next, as shown in FIG. 6, the volume of the third cavity S3 is reduced by reducing the spread angle α1 of the first ray bundle L31 and the spread angle α2 of the second ray bundle L32, and the particles M are narrowed. It is captured in the third cavity S3.
本実施形態の場合、第1光線束L31の射出方向に対する第2光線束L32の射出方向を変えることにより、第3空洞S3の位置を移動させることができる。第3空洞S3を電子機器の筐体の外部に移動させることにより、粒子Mを筐体の外部に排出することができる。また、粒子Mを第3空洞S3に集めた後、例えば図示しない第3発光素子から射出される第3光線束を用いて、さらに他の場所に移動させる構成としてもよい。あるいは、粒子Mが第3空洞S3に集められた後、粘着材等を用いた任意の回収部材を用いて粒子Mを回収してもよい。 In the case of the present embodiment, the position of the third cavity S3 can be moved by changing the emission direction of the second ray bundle L32 with respect to the emission direction of the first ray bundle L31. By moving the third cavity S3 to the outside of the housing of the electronic device, the particles M can be discharged to the outside of the housing. Further, after collecting the particles M in the third cavity S3, for example, a third ray bundle emitted from a third light emitting element (not shown) may be used to move the particles to another place. Alternatively, after the particles M are collected in the third cavity S3, the particles M may be recovered by using an arbitrary recovery member using an adhesive or the like.
本実施形態の粒子Mの移動方法は、第1光線束L31によって第1空洞S1を形成し、第2光線束L32によって第1空洞S1に捕捉された粒子Mを移動させる。具体的には、第2光線束L32によって第2空洞S2を形成し、第1空洞S1と第2空洞S2とによって形成される第3空洞S3により、粒子Mを捕捉する。 In the method of moving the particles M of the present embodiment, the first cavity S1 is formed by the first ray bundle L31, and the particles M captured in the first cavity S1 by the second ray bundle L32 are moved. Specifically, the second cavity S2 is formed by the second ray bundle L32, and the particles M are captured by the third cavity S3 formed by the first cavity S1 and the second cavity S2.
[第3実施形態の効果]
本実施形態の光源装置30においても、第1発光素子31と第2発光素子32とを用いて複数の粒子Mをまとめて捕捉し、任意の場所に移動させることができる、その結果、電子機器の性能低下、信頼性低下等の不具合を抑えることができる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
[Effect of Third Embodiment]
Also in the
また、本実施形態の粒子Mの移動方法においても、第1光線束L31と第2光線束L32とを用いて複数の粒子Mをまとめて捕捉し、任意の場所に移動させることができる、その結果、電子機器の性能低下、信頼性低下等の不具合を抑えることができる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。 Further, also in the method of moving the particles M of the present embodiment, a plurality of particles M can be collectively captured by using the first ray bundle L31 and the second ray bundle L32 and moved to an arbitrary place. As a result, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment, such as suppressing defects such as deterioration of performance and reliability of the electronic device.
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、第1発光素子が円筒状または中空円錐状の第1光線束を射出し、第2発光素子が円柱状または中空円錐状の第2光線束を射出する例を挙げたが、この構成に代えて、第1発光素子が多角形筒状または中空多角錐状の第1光線束を射出し、第2発光素子が多角柱状または中空多角錐状の第2光線束を射出する構成であってもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the first light emitting element emits a cylindrical or hollow conical first ray bundle, and the second light emitting element emits a cylindrical or hollow conical second ray bundle. Instead of this configuration, the first light emitting element emits a polygonal cylindrical or hollow polygonal pyramid first ray bundle, and the second light emitting element emits a polygonal columnar or hollow polygonal pyramid second ray bundle. It may be a configuration.
その他、光源装置の各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。上記実施形態では、本発明による光源装置をプロジェクター等の電子機器に搭載した例を示したが、これに限定されない。 In addition, the specific description of the shape, number, arrangement, material, and the like of each component of the light source device is not limited to the above embodiment, and can be changed as appropriate. In the above embodiment, an example in which the light source device according to the present invention is mounted on an electronic device such as a projector is shown, but the present invention is not limited thereto.
本発明の一つの態様の光源装置は、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様の光源装置は、第1光線束を射出し、前記第1光線束によって第1空洞を形成させる第1発光素子と、第2光線束を射出し、前記第2光線束によって前記第1空洞に捕捉された粒子を移動させる第2発光素子と、を備え、前記第1発光素子と前記第2発光素子とは、前記第1光線束と前記第2光線束とによって前記粒子を移動させてもよい。
The light source device of one aspect of the present invention may have the following configuration.
The light source device according to one aspect of the present invention emits a first light emitting element that emits a first ray bundle to form a first cavity by the first ray bundle, and emits a second ray bundle to emit the second ray bundle. A second light emitting element for moving particles captured in the first cavity is provided, and the first light emitting element and the second light emitting element are described by the first light beam bundle and the second light ray bundle. The particles may be moved.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第1発光素子は、前記第1光線束を筒状に形成して前記粒子を前記第1空洞に捕捉し、前記第2発光素子は、前記第2光線束を柱状に形成して前記第1空洞に捕捉された粒子を移動させてもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the first light emitting element forms the first light beam bundle in a tubular shape and captures the particles in the first cavity, and the second light emitting element is the first light emitting element. The two light bundles may be formed in a columnar shape to move the particles captured in the first cavity.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第2発光素子は、前記第2光線束によって第2空洞を形成させ、前記第1空洞と前記第2空洞とによって形成される第3空洞により前記粒子を捕捉してもよい。 In the light source device according to one aspect of the present invention, the second light emitting element is formed by forming a second cavity by the second light beam bundle, and the third cavity formed by the first cavity and the second cavity. Particles may be captured.
本発明の一つの態様の粒子の移動方法は、第1光線束によって第1空洞を形成し、第2光線束によって前記第1空洞に捕捉された粒子を移動させてもよい。 In the method of moving particles in one embodiment of the present invention, the first cavity may be formed by the first ray bundle, and the particles captured in the first cavity may be moved by the second ray bundle.
本発明の一つの態様の粒子の移動方法において、前記第1光線束を筒状に形成して前記粒子を前記第1空洞に捕捉し、前記第2光線束を柱状に形成して前記第1空洞に捕捉された粒子を移動させてもよい。 In the method for moving particles according to one aspect of the present invention, the first ray bundle is formed in a tubular shape to capture the particles in the first cavity, and the second ray bundle is formed into a columnar shape to form the first ray bundle. Particles trapped in the cavity may be moved.
本発明の一つの態様の粒子の移動方法において、前記第2光線束によって第2空洞を形成し、前記第1空洞と前記第2空洞とによって形成される第3空洞により、前記粒子を捕捉してもよい。 In the method of moving particles according to one aspect of the present invention, the second cavity is formed by the second ray bundle, and the particles are captured by the third cavity formed by the first cavity and the second cavity. You may.
10,20,30…光源装置、11,21,31…第1発光素子、12,32…第2発光素子、L11,L21,L31…第1光線束、L12,L32…第2光線束、M…粒子、S1…第1空洞、S2…第2空洞、S3…第3空洞。
10, 20, 30 ...
Claims (6)
第2光線束を射出し、前記第2光線束によって前記第1空洞に捕捉された粒子を移動させる第2発光素子と、
を備え、
前記第1発光素子と前記第2発光素子とは、前記第1光線束と前記第2光線束とによって前記粒子を移動させる、光源装置。 A first light emitting element that emits a first light beam bundle and forms a first cavity by the first light beam bundle.
A second light emitting element that emits a second ray bundle and moves particles captured in the first cavity by the second ray bundle, and a second light emitting element.
With
The first light emitting element and the second light emitting element are light source devices for moving the particles by the first light beam bundle and the second light ray bundle.
前記第2発光素子は、前記第2光線束を柱状に形成して前記第1空洞に捕捉された粒子を移動させる、請求項1に記載の光源装置。 The first light emitting element forms the first light beam bundle in a tubular shape and captures the particles in the first cavity.
The light source device according to claim 1, wherein the second light emitting element forms the second light beam bundle in a columnar shape to move particles trapped in the first cavity.
前記第1空洞と前記第2空洞とによって形成される第3空洞により、前記粒子を捕捉する、請求項1に記載の光源装置。 The second light emitting element forms a second cavity by the second light beam bundle, and the second light emitting element forms a second cavity.
The light source device according to claim 1, wherein the particles are captured by a third cavity formed by the first cavity and the second cavity.
第2光線束によって前記第1空洞に捕捉された粒子を移動させる、粒子の移動方法。 The first cavity is formed by the first ray bundle,
A method for moving particles, which moves particles captured in the first cavity by a second light bundle.
前記第2光線束を柱状に形成して前記第1空洞に捕捉された粒子を移動させる、請求項4に記載の粒子の移動方法。 The first ray bundle is formed into a tubular shape to capture the particles in the first cavity, and the particles are captured in the first cavity.
The method for moving particles according to claim 4, wherein the second ray bundle is formed in a columnar shape to move the particles captured in the first cavity.
前記第1空洞と前記第2空洞とによって形成される第3空洞により、前記粒子を捕捉する、請求項4に記載の粒子の移動方法。 A second cavity is formed by the second ray bundle,
The method for moving particles according to claim 4, wherein the particles are captured by the third cavity formed by the first cavity and the second cavity.
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