JP2022071743A - 光源装置、検出ユニット、光学システム、内視鏡、及び産業用顕微鏡 - Google Patents
光源装置、検出ユニット、光学システム、内視鏡、及び産業用顕微鏡 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 導光部材が接続部に接続されていないときに、光源が発する光が外部に漏れることを抑制できる光源装置、検出ユニット、光学システム、内視鏡、及び産業用顕微鏡を提供する。【解決手段】 光源装置2は、接続部265と、光源222と、レバー部材271と、検出部272と、を備える。接続部265は、導光部材を着脱可能に接続する。光源222は、接続部265に接続されている導光部材に入射させる光を発する。レバー部材271は、接続部265に対する導光部材の接続の有無に応じて変位する。検出部272は、レバー部材271の変位を検出し、検出結果を出力する。【選択図】図4
Description
本開示は、光源装置、検出ユニット、光学システム、内視鏡、及び産業用顕微鏡に関する。
特許文献1の内視鏡装置は、内視鏡及び制御部を具備し、内視鏡及び制御部は、コネクタシステムを介して着脱自在に接続される。
内視鏡の先端には、光学像を撮像するための撮像部及び照明部が設けられている。
撮像部は、内視鏡に挿通された電気ケーブルを介して、制御部に設けられた画像処理装置に電気的に接続される。撮像部は、制御部から電気ケーブルを介して入力される電力及び駆動信号によって動作し、映像信号を電気ケーブルを介して制御部へ出力する。
照明部は、内視鏡に挿通された光ファイバケーブルを介して、制御部に設けられた光源装置に接続されており、光源装置から発せられた光を、撮像部の被写体に向けて出射する。
詳細に、光源装置は、レセプタクル部、及び光源部を具備する。レセプタクル部は、内視鏡に設けられたプラグ部を内部に挿入可能な凹形状を有する。レセプタクル部は、光源装置の前面に設けられている。光源部から出射された光は、レセプタクル部に入射される。そして、内視鏡のプラグ部がレセプタクル部に接続されることで、制御部と内視鏡とが電気的及び機械的に接続し、光源部から出射された光が内視鏡に伝わる。
上述の特許文献1のような内視鏡装置では、内視鏡のプラグ部(導光部材)がレセプタクル部(接続部)に接続されていなくても、光源部(光源)が点灯してしまう。この結果、光源部が発する光は、レセプタクル部を通って、光源装置の外部に漏れてしまう。
本開示の目的は、導光部材が接続部に接続されていないときに、光源が発する光が外部に漏れることを抑制できる光源装置、検出ユニット、光学システム、内視鏡、及び産業用顕微鏡を提供することにある。
本開示の一態様に係る光源装置は、接続部と、光源と、レバー部材と、検出部と、を備える。前記接続部は、導光部材を着脱可能に接続する。前記光源は、前記接続部に接続されている前記導光部材に入射させる光を発する。前記レバー部材は、前記接続部に対する前記導光部材の接続の有無に応じて変位する。前記検出部は、前記レバー部材の変位を検出し、検出結果を出力する。
本開示の一態様に係る検出ユニットは、上述の光源装置が有する前記レバー部材、及び前記検出部を備える。
本開示の一態様に係る光学システムは、上述の光源装置と、前記導光部材と、を備える。
本開示の一態様に係る内視鏡は、上述の光源装置と、前記導光部材と、を備える。
本開示の一態様に係る産業用顕微鏡は、上述の光源装置と、前記導光部材と、を備える。
本開示の上記態様に係る光源装置、検出ユニット、光学システム、内視鏡、及び産業用顕微鏡は、導光部材が接続部に接続されていないときに、光源が発する光が外部に漏れることを抑制できる。
本実施形態は、一般に、光源装置、検出ユニット、光学システム、内視鏡、及び産業用顕微鏡に関する。より詳細には、本開示は、導光部材を着脱可能に接続する光源装置、検出ユニット、光学システム、内視鏡、及び産業用顕微鏡に関する。
以下、実施形態に係る光源装置、検出ユニット、光学システム、内視鏡、及び産業用顕微鏡について、図面を参照して説明する。下記の実施形態等において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
なお、以下に説明する実施形態は、本開示の実施形態の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
また、以下の説明では、特に断りのない限り、図1において、互いに直交するX軸、Y軸、及びZ軸を規定する。便宜的に、X軸に沿う両方向のうち一方向を右方向とし、他方向を左方向とする。また、Y軸に沿う両方向のうち一方向を前方向とし、他方向を後方向とする。また、Z軸に沿う両方向のうち一方向を上方向とし、他方向を下方向とする。
(実施形態)
(1)光学システム
図1に示す光学システム1は、光源装置2と、導光部材3と、を備える。光源装置2は、導光部材3を接続され、導光部材3に光を出力する。導光部材3は、光源装置2から出力された光を伝送する。本実施形態では、光源装置2はレーザ光(コヒーレント光)を出力し、導光部材3はレーザ光を伝送する。光学システム1は、例えば人体の内部を観察するための内視鏡1A、又は金属、細胞などを観察するための産業用顕微鏡1Bなどである。
(1)光学システム
図1に示す光学システム1は、光源装置2と、導光部材3と、を備える。光源装置2は、導光部材3を接続され、導光部材3に光を出力する。導光部材3は、光源装置2から出力された光を伝送する。本実施形態では、光源装置2はレーザ光(コヒーレント光)を出力し、導光部材3はレーザ光を伝送する。光学システム1は、例えば人体の内部を観察するための内視鏡1A、又は金属、細胞などを観察するための産業用顕微鏡1Bなどである。
(2)光源装置
光源装置2は、図1~図5に示すように、ベース21、光源ユニット22、プレート23、レンズユニット24、ホルダー25、カバーユニット26、検出ユニット27、及び点灯回路29を備える。
光源装置2は、図1~図5に示すように、ベース21、光源ユニット22、プレート23、レンズユニット24、ホルダー25、カバーユニット26、検出ユニット27、及び点灯回路29を備える。
(2.1)ベース
図6は、ベース21の斜視図である。ベース21は、金属又は樹脂によって矩形板状に形成されている。ベース21の前面21aには、Z軸に沿う上下方向に沿って延びる直方体状の溝部21bが、X軸に沿う左右方向の中央に形成されている。溝部21bは、上下方向に沿って延びる一対の直方体状の凸部21cに、左右方向から挟まれている。溝部21bの左縁及び右縁のそれぞれには、上下方向に並ぶ4個の櫛歯部21eを有する櫛状の凹部21dが形成されており、左側の凹部21dの櫛歯部21eの先端と右側の凹部21dの櫛歯部21eの先端とは互いに対向している。櫛歯部21eのそれぞれには、Y軸に沿う前後方向に貫通する貫通孔21fが形成されている。
図6は、ベース21の斜視図である。ベース21は、金属又は樹脂によって矩形板状に形成されている。ベース21の前面21aには、Z軸に沿う上下方向に沿って延びる直方体状の溝部21bが、X軸に沿う左右方向の中央に形成されている。溝部21bは、上下方向に沿って延びる一対の直方体状の凸部21cに、左右方向から挟まれている。溝部21bの左縁及び右縁のそれぞれには、上下方向に並ぶ4個の櫛歯部21eを有する櫛状の凹部21dが形成されており、左側の凹部21dの櫛歯部21eの先端と右側の凹部21dの櫛歯部21eの先端とは互いに対向している。櫛歯部21eのそれぞれには、Y軸に沿う前後方向に貫通する貫通孔21fが形成されている。
溝部21bでは、櫛歯部21eの上方及び下方のそれぞれにねじ孔21gが形成されている。また、溝部21bの上側の左右方向の中央には、上下方向に並ぶ2個のねじ孔21hが形成されている。また、凸部21cのそれぞれには、上下方向に並ぶ2個のねじ孔21iが形成されている。すなわち、ベース21には、4個のねじ孔21g、2個のねじ孔21h、及び4個のねじ孔21iが形成されている。
また、溝部21bの左右方向の中央には、上下方向に並ぶ2個の棒状のボス21jが設けられている。
(2.2)光源ユニット
図7は、光源ユニット22の斜視図である。光源ユニット22は、電源回路221、及び光源222を備える。
図7は、光源ユニット22の斜視図である。光源ユニット22は、電源回路221、及び光源222を備える。
電源回路221は、光源222に直流電力を供給する機能を有する。具体的に、電源回路221は、矩形板状の基板221aを備える。基板221aは、開口221bを備える。開口221bのうち光源222に対向する箇所は、櫛状に形成されている。さらに、基板221aは、銅又はアルミニウムなどで形成された導体(回路パターン)を備える。さらに、基板221aには、抵抗、コンデンサ、トランジスタなどの回路素子が実装されていてもよい。
光源222は、矩形板状の基板222a、8個のレーザダイオード(Laser Diode)222b(以降、LD222bと略称する)、矩形板状のパッキン222c、及び櫛型の板状のパッキン222eを備える。パッキン222cは、基板222aの前面に重なるように配置され、パッキン222cの前面に8個のLD222bが実装されている。基板222aは、上下方向に並ぶ4個のLD222bの組を左右方向に2個並べて実装している。LD222bの一対のリード端子は、パッキン222c及び基板222aを挿通して、基板221aの導体に接続している。パッキン222eは、基板222aの後面に重なるように配置されている。LD222bは、直流電力を供給されるとレーザ光を発する。
光源ユニット22は、ベース21の前面21aに取り付けられる。具体的に、2本のねじ223は、基板221aの2個の貫通孔(図示なし)をそれぞれ挿通して、ベース21の2個のねじ孔21h(図5、図6参照)にそれぞれねじ込まれる。すなわち、電源回路221は、2本のねじ223によってベース21に固定される。また、4本のねじ224は、基板222aの4隅にそれぞれ形成された貫通孔(図示なし)及びパッキン222eの4隅にそれぞれ形成された貫通孔(図示なし)をそれぞれ挿通して、ベース21の4個のねじ孔21g(図5、図6参照)にそれぞれねじ込まれる。すなわち、光源222は、4本のねじ224によってベース21に固定される。このとき、ベース21の2個のボス21j(図5、図6参照)が、基板222aに形成されている2個の貫通孔222dをそれぞれ挿通する。
基板221aの開口221bは、ベース21の櫛状の凹部21d(図5、図6参照)と凹凸嵌合するように、櫛状に形成されている。したがって、8個のLD222bは、ベース21の8個の貫通孔21f(図5、図6参照)にそれぞれ対向する。
(2.3)プレート
図8は、プレート23の斜視図である。プレート23は、金属又は樹脂によって矩形板状に形成されている。プレート23には、前後方向にそれぞれ貫通する8個の貫通孔23a、4個の貫通孔23b、及び4個の貫通孔23cが形成されている。プレート23では、上下方向に並ぶ4個の貫通孔23aの組が左右方向に2個並べて配置されている。そして、4本のねじ231は、プレート23の4隅にそれぞれ形成された貫通孔23bをそれぞれ挿通して、ベース21の4個のねじ孔21i(図5、図6参照)にそれぞれねじ込まれる。すなわち、プレート23は、4本のねじ231によってベース21に固定される。このとき、ベース21の2個のボス21j(図5、図6参照)が、基板222aの2個の貫通孔222dをそれぞれ挿通し、2個のボス21jの各先端がプレート23の後面に形成されている2個の凹部23d(図4参照)に嵌まり込んでいる。すなわち、プレート23は、2個のボス21jによって位置決めされている。また、プレート23がベース21に固定されると、光源ユニット22の8個のLD222bは、プレート23の8個の貫通孔23a内に収納される。
図8は、プレート23の斜視図である。プレート23は、金属又は樹脂によって矩形板状に形成されている。プレート23には、前後方向にそれぞれ貫通する8個の貫通孔23a、4個の貫通孔23b、及び4個の貫通孔23cが形成されている。プレート23では、上下方向に並ぶ4個の貫通孔23aの組が左右方向に2個並べて配置されている。そして、4本のねじ231は、プレート23の4隅にそれぞれ形成された貫通孔23bをそれぞれ挿通して、ベース21の4個のねじ孔21i(図5、図6参照)にそれぞれねじ込まれる。すなわち、プレート23は、4本のねじ231によってベース21に固定される。このとき、ベース21の2個のボス21j(図5、図6参照)が、基板222aの2個の貫通孔222dをそれぞれ挿通し、2個のボス21jの各先端がプレート23の後面に形成されている2個の凹部23d(図4参照)に嵌まり込んでいる。すなわち、プレート23は、2個のボス21jによって位置決めされている。また、プレート23がベース21に固定されると、光源ユニット22の8個のLD222bは、プレート23の8個の貫通孔23a内に収納される。
(2.4)レンズユニット
レンズユニット24は、図4及び図5に示すように、レンズ241、及びリング242を備える。
レンズユニット24は、図4及び図5に示すように、レンズ241、及びリング242を備える。
レンズ241は、半球形状のコンデンサレンズである。レンズ241の前面は、円形の平面状の出射面241bであり、出射面241bから後方に向かって半球状の入射面241aが形成されている。
リング242は、樹脂などで、円環の一部に切り欠き242aを設けた円孤形状に形成されている。リング242は、レンズ241の前部の側面に嵌め込まれており、レンズ241を後述のホルダー25に取り付けた際に、レンズ241をホルダー25から外れ難くする抜け止めとして機能する。
(2.5)ホルダー
ホルダー25は、図4及び図5に示すように、金属又は樹脂によって円筒形状に形成されている。ホルダー25の内面25aは円筒状であり、内面25aは、周方向の全周に亘ってそれぞれ形成されている段部25b、段部25c、テーパ面25d、及びテーパ面25e(図5参照)を備える。
ホルダー25は、図4及び図5に示すように、金属又は樹脂によって円筒形状に形成されている。ホルダー25の内面25aは円筒状であり、内面25aは、周方向の全周に亘ってそれぞれ形成されている段部25b、段部25c、テーパ面25d、及びテーパ面25e(図5参照)を備える。
段部25bは、内面25aの前側の径が後側の径より小さくなる段形状になっている。段部25cは、段部25bよりも後方に位置し、内面25aの前側の径が後側の径より小さくなる段形状になっている。テーパ面25dは、段部25cよりも後方に位置し、前方に進むにつれて内面25aの径が徐々に大きくなるテーパ形状になっている。テーパ面25eは、内面25aの後端に形成され、前方に進むにつれて内面25aの径が徐々に小さくなるテーパ形状になっている。
そして、レンズ241がホルダー25に後方から挿入されると、レンズ241の出射面241bが段部25bに当接し、レンズ241の前方向への移動が規制される。次に、リング242がホルダー25に後方から挿入されると、リング242は、テーパ面25eによってリング242の径が徐々に小さくなる方向に撓む。リング242が、内面25aに接触しながら更に前方に移動すると、リング242の径は、リング242の弾性力によってテーパ面25dに沿って徐々に大きくなり、リング242は段部25cに嵌まり込む。このとき、リング242は、リング242の弾性力によって内面25aに押し付けられることで、段部25cに固定されている。このとき、リング242は、レンズ241の入射面241aの外周縁に当接しており、レンズ241の後方向への移動が規制される。すなわち、リング242は、レンズ241をホルダー25から外れ難くする抜け止めとして機能する。
ホルダー25は、プレート23の4個の貫通孔23cをそれぞれ後方から挿通するねじ232(図5参照)が、ホルダー25の後端に形成されているねじ孔(図示なし)にねじ込まれることで、プレート23の前面に取り付けられる。
(2.6)カバーユニット
カバーユニット26は、図9に示すように、前カバー261、後カバー262、光拡散部263、波長変換部264、レセプタクル265、及びショートパスフィルタ266を備える。
カバーユニット26は、図9に示すように、前カバー261、後カバー262、光拡散部263、波長変換部264、レセプタクル265、及びショートパスフィルタ266を備える。
(2.6.1)前カバー
前カバー261は、金属又は樹脂によって上部を切り欠いた円板状に形成されている。前カバー261には、前後方向にそれぞれ貫通する1個の貫通孔261a、3個の貫通孔261b、4個のねじ孔261c、及び2個のねじ孔261dが形成されている。1個の貫通孔261aは、断面矩形状であり、前カバー261のほぼ中心に位置する。3個の貫通孔261bは、貫通孔261aの周囲に120度間隔で位置する。4個のねじ孔261cは、貫通孔261aの周囲に90度間隔で位置する。2個のねじ孔261dは、貫通孔261aの下方に上下方向に並んで位置する。
前カバー261は、金属又は樹脂によって上部を切り欠いた円板状に形成されている。前カバー261には、前後方向にそれぞれ貫通する1個の貫通孔261a、3個の貫通孔261b、4個のねじ孔261c、及び2個のねじ孔261dが形成されている。1個の貫通孔261aは、断面矩形状であり、前カバー261のほぼ中心に位置する。3個の貫通孔261bは、貫通孔261aの周囲に120度間隔で位置する。4個のねじ孔261cは、貫通孔261aの周囲に90度間隔で位置する。2個のねじ孔261dは、貫通孔261aの下方に上下方向に並んで位置する。
また、前カバー261の矩形の上面には、切り欠き部261e、及び2個のねじ孔261fが形成されている。切り欠き部261eは、前カバー261の上面の左右方向の中央において、前カバー261の後端縁から前方に矩形状に切り欠かれている。すなわち、切り欠き部261eは、後壁を開放した切り欠きである。さらに、前カバー261の後面には、切り欠き部261eの後端から下方に向かって、上面及び後面を開放した断面矩形状の溝部261gが形成されている(図4参照)。2個のねじ孔261fは、切り欠き部261eを挟んで左右方向に並んで位置する。
(2.6.2)後カバー
後カバー262は、金属又は樹脂によって上部を切り欠いた円板状に形成されている。後カバー262には、前後方向にそれぞれ貫通する1個の貫通孔262a、凹部262b、凹部262c、3個の貫通孔262d、3個のねじ孔262e、切り欠き部262f、及び2個のねじ孔262gが形成されている。凹部262cは、後カバー262の前面のほぼ中心に断面円形状に形成されている。凹部262bは、凹部262cの底面に凹部262cと同軸の断面円形状に形成されている。1個の貫通孔262aは、断面矩形状であり、凹部262bの底面の中心に形成されている。3個の貫通孔262dは、貫通孔262aの周囲に120度間隔で位置する。3個のねじ孔262eは、貫通孔262aの周囲に120度間隔で位置する。
後カバー262は、金属又は樹脂によって上部を切り欠いた円板状に形成されている。後カバー262には、前後方向にそれぞれ貫通する1個の貫通孔262a、凹部262b、凹部262c、3個の貫通孔262d、3個のねじ孔262e、切り欠き部262f、及び2個のねじ孔262gが形成されている。凹部262cは、後カバー262の前面のほぼ中心に断面円形状に形成されている。凹部262bは、凹部262cの底面に凹部262cと同軸の断面円形状に形成されている。1個の貫通孔262aは、断面矩形状であり、凹部262bの底面の中心に形成されている。3個の貫通孔262dは、貫通孔262aの周囲に120度間隔で位置する。3個のねじ孔262eは、貫通孔262aの周囲に120度間隔で位置する。
また、後カバー262の矩形の上面には、切り欠き部262f、及び2個のねじ孔262gが形成されている。切り欠き部262fは、後カバー262の上面の左右方向の中央において、後カバー262の前端縁から後方に矩形状に切り欠かれている。すなわち、切り欠き部262fは、前壁を開放した切り欠きである。2個のねじ孔262gは、切り欠き部262fを挟んで左右方向に並んで位置する。
後カバー262は、3本のねじ262hが3個の貫通孔262dを前方から挿通してホルダー25の前端に形成されているねじ孔25fにねじ込まれることで、ホルダー25の前端に取り付けられる。
また、前カバー261の後面が後カバー262の前面に対向するように、前カバー261は後カバー262に取り付けられる。前カバー261は、3本のねじ261hが3個の貫通孔261bを前方から挿通して後カバー262の前面に形成されているねじ孔262eにねじ込まれることで、後カバー262の前面に取り付けられる。
(2.6.3)光拡散部
光拡散部263は、図10に示すように、ばね板263a、拡散板263b、及びライトトンネル263cを備える。
光拡散部263は、図10に示すように、ばね板263a、拡散板263b、及びライトトンネル263cを備える。
ばね板263aは、円板形状であり、ばね板263aの中心にはX形状の開口263dが形成されている。拡散板263bは、矩形板形状であり、ばね板263aの前面の中心に配置されている。すなわち、拡散板263bの後面は、ばね板263aの前面に接触し、かつ、X形状の開口263dの中心に対向している。ライトトンネル263cは、長尺の直方体状に形成され、長手方向に沿う中空の導光路を有する。導光路は断面矩形状であり、導光路の内壁には反射膜が形成されている。そして、ライトトンネル263cの後端は拡散板263bの前面の中心に当接している。
ばね板263aは、4個の貫通孔263eのうち、少なくとも180度間隔に位置する2個の貫通孔263eのそれぞれを挿通するリベット263fによって、後カバー262の後面の中心に取り付けられる。このとき、ライトトンネル263cは、後カバー262の貫通孔262aに後方から挿通し、ライトトンネル263cの前端は、貫通孔262aより前方に位置する。
(2.6.4)波長変換部
波長変換部264は、図10に示すように、Oリング264a、蛍光体プレート264b、Cリング264c、及びライトトンネル264dを備える。蛍光体プレート264bは、蛍光体を含む矩形板状のプレートである。蛍光体プレート264bの後面の中央にOリング264aが配置される。Oリング264aは、樹脂によって円環状に形成され、シーリングに用いられる。蛍光体プレート264bの前面の中央にCリング264cが配置される。Cリング264cは、円板形状に形成されており、Cリング264cの中心に矩形の貫通孔264eが形成されている。Cリング264cでは、貫通孔264eから上方に延びる切り欠き254fが形成されている。ライトトンネル264dは、長尺の直方体状に形成され、長手方向に沿う中空の導光路を有する。導光路は断面矩形状であり、導光路の内壁には反射膜が形成されている。そして、ライトトンネル264dの後端はCリング264cの貫通孔264eを挿通して、蛍光体プレート264bの前面の中心に当接している。
波長変換部264は、図10に示すように、Oリング264a、蛍光体プレート264b、Cリング264c、及びライトトンネル264dを備える。蛍光体プレート264bは、蛍光体を含む矩形板状のプレートである。蛍光体プレート264bの後面の中央にOリング264aが配置される。Oリング264aは、樹脂によって円環状に形成され、シーリングに用いられる。蛍光体プレート264bの前面の中央にCリング264cが配置される。Cリング264cは、円板形状に形成されており、Cリング264cの中心に矩形の貫通孔264eが形成されている。Cリング264cでは、貫通孔264eから上方に延びる切り欠き254fが形成されている。ライトトンネル264dは、長尺の直方体状に形成され、長手方向に沿う中空の導光路を有する。導光路は断面矩形状であり、導光路の内壁には反射膜が形成されている。そして、ライトトンネル264dの後端はCリング264cの貫通孔264eを挿通して、蛍光体プレート264bの前面の中心に当接している。
蛍光体プレート264bは、LD222bが発したレーザ光を白色のレーザ光に変換するための蛍光体を含んでいる。例えば、LD222bが発するレーザ光が青色であれば、蛍光体プレート264bは、青色のレーザ光を黄色のレーザ光に変換する蛍光体を含む。
図9に示すように、波長変換部264は、Cリング264cが後カバー262の凹部262cに嵌まるように、後カバー262の前面に配置される。このとき、Oリング264a(図10参照)は、後カバー262の凹部262bに嵌まり込む。また、ライトトンネル264dは、前カバー261の貫通孔261aを後方から挿通し、ライトトンネル264dの前端は、貫通孔261aより前方に位置する。
(2.6.5)レセプタクル(接続部)
レセプタクル265は、本開示の接続部に相当する。レセプタクル265は、図10に示すように、正方形の板状のフランジ265a、円筒状の装着部265b、及び円筒状のスリーブ265cを備える、所謂FC型のレセプタクルである。フランジ265aの前面の中心に装着部265bが設けられ、装着部265bの内部には、装着部265bと同軸にスリーブ265cが設けられている。フランジ265aの中心には、前後方向に延びる貫通孔265f(図4参照)が形成されており、貫通孔265fは、スリーブ265cの内部につながっている。
レセプタクル265は、本開示の接続部に相当する。レセプタクル265は、図10に示すように、正方形の板状のフランジ265a、円筒状の装着部265b、及び円筒状のスリーブ265cを備える、所謂FC型のレセプタクルである。フランジ265aの前面の中心に装着部265bが設けられ、装着部265bの内部には、装着部265bと同軸にスリーブ265cが設けられている。フランジ265aの中心には、前後方向に延びる貫通孔265f(図4参照)が形成されており、貫通孔265fは、スリーブ265cの内部につながっている。
そして、図9に示すように、4本のねじ265eが、スリーブ265cの4隅にそれぞれ形成された貫通孔265dをそれぞれ挿通して、前カバー261の前面に形成されている4個のねじ孔261cにそれぞれねじ込まれる。すなわち、レセプタクル265は、4本のねじ265eによって前カバー261の前面に固定される。このとき、フランジ265aの後面中央には、ライトトンネル264dの前端が当接し、ライトトンネル264dの前端は貫通孔265fに対向する。
(2.6.6)ショートパスフィルタ
前カバー261が後カバー262に取り付けられると、切り欠き部261eと切り欠き部262fとで凹部267aが形成される(図4参照)。また、前カバー261が後カバー262に取り付けられると、溝部261gと後カバー262の前面とに囲まれた導光路267bが形成される(図4参照)。導光路267bの下部は、Cリング264cの切り欠き264fに対向する。導光路267bの上端の開口は、凹部267aの底面に形成される。
前カバー261が後カバー262に取り付けられると、切り欠き部261eと切り欠き部262fとで凹部267aが形成される(図4参照)。また、前カバー261が後カバー262に取り付けられると、溝部261gと後カバー262の前面とに囲まれた導光路267bが形成される(図4参照)。導光路267bの下部は、Cリング264cの切り欠き264fに対向する。導光路267bの上端の開口は、凹部267aの底面に形成される。
ショートパスフィルタ266は、凹部267aの底面に配置される。このとき、ショートパスフィルタ266の下面は、導光路267bの上端の開口に対向している。ショートパスフィルタ266は、カットオフ周波数未満のレーザ光を透過させ、カットオフ周波数以上のレーザ光を減衰させる機能を有する。
(2.7)レーザ光
8個のLD222bが前方に発したレーザ光は、レンズ241の入射面241aに入射する。レンズ241は、LD222bが発したレーザ光を焦点に結像させる集光機能を有し、レンズ241の出射面241bからは、集光されたレーザ光が前方へ出射される。
8個のLD222bが前方に発したレーザ光は、レンズ241の入射面241aに入射する。レンズ241は、LD222bが発したレーザ光を焦点に結像させる集光機能を有し、レンズ241の出射面241bからは、集光されたレーザ光が前方へ出射される。
レンズ241の出射面241bから前方へ出射したレーザ光は、ホルダー25内を通ってばね板263aの開口263dに集まり、拡散板263bの後面に入射する。拡散板263bは、後面にレーザ光を入射されると、レーザ光を拡散光として前面から出射する。拡散板263bで拡散されたレーザ光は、ライトトンネル263cの後端に入射する。ライトトンネル263cは、輝度分布を均一にしたレーザ光をライトトンネル263cの前端から出射する。
ライトトンネル263cの前端から前方へ出射したレーザ光(例えば青色のレーザ光)は、蛍光体プレート264bを通過することで、白色のレーザ光に変換される。蛍光体プレート264bを通過したレーザ光は、ライトトンネル264dの後端に入射する。ライトトンネル264dは、輝度分布を均一にしたレーザ光をライトトンネル264dの前端から出射する。
ライトトンネル264dの前端から前方へ出射したレーザ光は、レセプタクル265の貫通孔265fからスリーブ265cの後端に入射し、スリーブ265cの前端から出射する。
また、拡散板263bで拡散されたレーザ光は、Cリング264cの切り欠き264fを通って導光路267b(図4参照)の下端に入射する。導光路267bの下端に入射したレーザ光は、導光路267bを通って導光路267bの上端の開口からショートパスフィルタ266の下面に入射する。ショートパスフィルタ266は、入射したレーザ光のうちカットオフ周波数未満のレーザ光を、ショートパスフィルタ266の上面から出射する。
(2.8)検出ユニット
上述のように、光源装置2の前面に設けたレセプタクル265からは、前方に向かってレーザ光が出射する。そこで、レセプタクル265に導光部材3を接続する。導光部材3は、1本以上の光ファイバを収納した光ケーブル31、及び光ケーブル31の第1端に取り付けられたプラグ32を備える。プラグ32は、FC型のレセプタクル265に接続可能なFC型のプラグである。すなわち、レセプタクル265とプラグ32とでFC型の光コネクタを構成している。光ケーブル31の第2端には、図示しない光学部材が取り付けられており、光源装置2がレセプタクル265から出射したレーザ光は、光ケーブル31を伝搬し、光学部材を通って光ケーブル31の第2端から照射される。
上述のように、光源装置2の前面に設けたレセプタクル265からは、前方に向かってレーザ光が出射する。そこで、レセプタクル265に導光部材3を接続する。導光部材3は、1本以上の光ファイバを収納した光ケーブル31、及び光ケーブル31の第1端に取り付けられたプラグ32を備える。プラグ32は、FC型のレセプタクル265に接続可能なFC型のプラグである。すなわち、レセプタクル265とプラグ32とでFC型の光コネクタを構成している。光ケーブル31の第2端には、図示しない光学部材が取り付けられており、光源装置2がレセプタクル265から出射したレーザ光は、光ケーブル31を伝搬し、光学部材を通って光ケーブル31の第2端から照射される。
しかしながら、レセプタクル265に導光部材3が接続されていないときに、光源222が点灯すると、レセプタクル265から外部にレーザ光が出射してしまう。このとき、意図しないレーザ光の照射となる可能性がある。
そこで、光源装置2は、検出ユニット27を備える。
検出ユニット27は、図11及び図12に示すように、レバー部材271、及び検出部272を備える。
レバー部材271は、アルミニウム、ステンレス、又は鉄などの金属の板金加工によって、J形状に形成されている。レバー部材271は、固定片271a、湾曲部271b、延設片271c、折曲部271d、及び作用片271eを備える。
固定片271aは、上下方向に延びる板状の短片であり、上下方向に並ぶ2個の貫通孔271fを有する。湾曲部271bは、固定片271aの下端から前方へ湾曲し、延設片271cの下端に連続している。延設片271cは、上下方向に延びる矩形板状の長片であり、左右の各側縁には、後方へ折り曲げられているリブ271gが形成されている。延設片271cの上側には円形の貫通孔271hが形成され、延設片271cの下側には上下方向に長い長円形の貫通孔271iが形成されている。2個の貫通孔271fと貫通孔271iとは、前後方向に対向している。折曲部271dは、延設片271cの上端から後方へ折り曲げられており、作用片271eの下端に連続している。作用片271eは、上下方向に延びる矩形板状の長片である。
レバー部材271は、貫通孔271i及び2個の貫通孔271fをそれぞれ後方から挿通するねじ273が、前カバー261の前面に形成されている2個のねじ孔261d(図9参照)にねじ込まれることで、前カバー261の前面に取り付けられる。前カバー261の前面に取り付けられているレバー部材271の貫通孔271hには、レセプタクル265の装着部265bが後方から挿通している。
検出部272は、基板272a、検出スイッチ272b、コネクタ272c、照度センサ272d、及び電気ケーブル272eを備える。
基板272aは、矩形板状であり、銅又はアルミニウムなどで形成された導体(回路パターン)を備える。さらに、基板272aの上面には、検出スイッチ272b、コネクタ272cなどの素子が実装されている。基板272aの下面には、照度センサ272dが実装されている。
検出スイッチ272bは、接触子F1を備えている。接触子F1は、力を印加されていなければホームポジションに位置し、検出スイッチ272bの前面から前方に突出している(図11及び図12参照)。接触子F1は、後方への力を加えられると後方向に移動し、後方への力がなくなるとばね力などによってホームポジションに戻る。検出スイッチ272bは、接触子F1がホームポジションに位置しているときにオフし、接触子F1が後方向に移動しているときにオンする接点を内蔵しており、当該接点は、基板272aの導体に電気的に接続している。すなわち、検出スイッチ272bは、接触子F1の変位に応じた接点信号を出力することができる。
コネクタ272cは、基板272aの後縁に沿って配置されており、コネクタ272cの後面には多芯の電気ケーブル272eの第1端が着脱自在に接続されている。電気ケーブル272eの第2端は、点灯回路29(図1参照)に接続されている。
基板272aは、検出スイッチ272bの前方に、左右方向に長い矩形状の開口272fを備える。開口272fの上方には、ホームポジションに位置する接触子F1の前端が位置する。さらに、開口272fには、レバー部材271の作用片271eの先端が下方から挿通している。作用片271eの先端は、接触子F1の前方に位置する。
検出部272の基板272aは、カバーユニット26の上面に配置された4個の円筒状のスペーサ268a、及び1個の筒体268bの上端に載置される。そして、4本のねじ274は、基板272aの4隅にそれぞれ形成された貫通孔(図示なし)、及び4個のスペーサ268aのそれぞれの筒内を挿通して、カバーユニット26の2個のねじ孔261f、2個のねじ孔262g(図9参照)にそれぞれねじ込まれる。すなわち、検出部272は、4本のねじ274によってカバーユニット26に固定される。
このとき、図4に示すように、筒体268bの下端は、カバーユニット26の上面の凹部267aに嵌まり込み、筒体268bの内部にショートパスフィルタ266が収納される。筒体268bの上端は、基板272aの下面に当接し、筒体268bの内部に照度センサ272dが収納される。すなわち、筒体268bの内部ではショートパスフィルタ266と照度センサ272dとが上下方向に対向し、導光路267bを通ってショートパスフィルタ266を透過したレーザ光は、照度センサ272dに照射される。照度センサ272dは、光源222が発したレーザ光の有無、及びレーザ光の強度を測定し、測定結果を出力する。照度センサ272dの出力端子は、基板272aの導体に電気的に接続している。基板272aは、検出スイッチ272bの接点信号、及び照度センサ272dの測定結果をコネクタ272c、電気ケーブル272eを介して点灯回路29へ出力する。
(2.9)点灯回路
点灯回路29は、光源ユニット22の電源回路221に供給する直流電力を制御する。すなわち、点灯回路29は、光源222が発するレーザ光の停止を含めた出力制御を行う。
点灯回路29は、光源ユニット22の電源回路221に供給する直流電力を制御する。すなわち、点灯回路29は、光源222が発するレーザ光の停止を含めた出力制御を行う。
具体的に、点灯回路29は、電気ケーブル272eを介して、検出スイッチ272bの接点信号、及び照度センサ272dの測定結果を受け取る。そして、点灯回路29は、検出スイッチ272bの接点信号、及び照度センサ272dの測定結果に基づいて、光源ユニット22の電源回路221に供給する直流電力を制御する。すなわち、点灯回路29は、検出スイッチ272bの接点信号、及び照度センサ272dの測定結果に基づいて、レーザ光の出力制御を行う。
具体的に、点灯回路29は、検出スイッチ272bの接点信号に基づいて、検出スイッチ272bの接点がオフしていると判定すれば(導光部材3がレセプタクル265に接続されていないと判定すれば)、光源ユニット22の電源回路221に供給する直流電力を0にして、レーザ光の出力を停止する。
また、点灯回路29は、検出スイッチ272bの接点がオンしていると判定すれば(導光部材3がレセプタクル265に接続されていると判定すれば)、光源ユニット22の電源回路221に直流電力を供給することが可能となる。そして、点灯回路29は、レーザ光を出力する指示を受けると、電源回路221に直流電力を供給し、照度センサ272dの測定結果に基づいてレーザ光の強度を目標強度に制御する。
なお、点灯回路29は、力率改善機能を有するスイッチング電源回路であることが好ましい。例えば、スイッチング電源回路は、AC/DC変換回路及びDC/DC変換回路を有する。AC/DC変換回路は、力率改善機能を有する昇圧チョッパ回路又は昇降圧チョッパ回路であることが好ましい。DC/DC変換回路は、定電流制御されるチョッパ回路であることが好ましい。
(3)検出ユニットの動作
検出ユニット27の動作について、図13及び図14を用いて説明する。
検出ユニット27の動作について、図13及び図14を用いて説明する。
検出ユニット27のレバー部材271では、固定片271aがねじ273によってカバーユニット26の前面に固定されており、レバー部材271の湾曲部271bが固定端として機能する。作用片271eの先端は、検出スイッチ272bの接触子F1の前方に位置しており、作用片271eの先端が自由端として機能する。
図13は、レセプタクル265に導光部材3のプラグ32が接続されていないときの検出ユニット27の状態を示す。レセプタクル265に導光部材3のプラグ32が接続されていなければ、レバー部材271の延設片271cは前方に傾いており、作用片271eも前方に傾く。したがって、作用片271eの先端は、接触子F1に当たることなく、接触子F1から前方に離れて位置する。このとき、接触子F1は、ホームポジションに位置し、検出スイッチ272bの接点はオフしており、点灯回路29は、導光部材3がレセプタクル265に接続されていないと判定する。したがって、点灯回路29は、光源ユニット22の電源回路221に供給する直流電力を0にして、レーザ光の出力を停止する。而して、レセプタクル265に導光部材3のプラグ32が接続されていないときには、光源222が点灯させず、レセプタクル265から外部にレーザ光が出射してしまうことを抑制できる。
図14は、レセプタクル265に導光部材3のプラグ32が接続されているときの検出ユニット27の状態を示す。レセプタクル265に導光部材3のプラグ32が接続されると、プラグ32の先端が延設片271cの前面に当たり、延設片271cに対して後方へ向かう力が印加される。延設片271cに対して後方へ向かう力が印加されると、延設片271cは後方へ変位する。延設片271cが後方へ変位すると、作用片271eも後方へ変位し、作用片271eが上下方向に沿う。この結果、作用片271eの先端が接触子F1に前方から当たり、接触子F1は後方に移動する。このとき、接触子F1は、ホームポジションよりも後方に位置し、検出スイッチ272bの接点はオンしており、点灯回路29は、導光部材3がレセプタクル265に接続されていると判定する。したがって、点灯回路29では、光源ユニット22の電源回路221に直流電力を供給することが可能となる。
レセプタクル265にプラグ32が接続されているとき、湾曲部271bを固定端として、延設片271cには前方へ変位しようとするばね力が働いている。したがって、レセプタクル265からプラグ32が取り外されると、延設片271cは前方へ変位し、作用片271eも前方へ変位して、延設片271c及び作用片271eは前方に傾いて、接触子F1はホームポジションに戻る(図13参照)。
また、作用片271eの先端は、基板272aの開口272fを挿通している。すなわち、作用片271eは、開口272fによって、左右方向及び前後方向の変位が制限される。したがって、作用片271eの揺動、位置ずれなどを抑制でき、作用片271eの位置決めが容易になる。
(4)変形例
検出部272は、レバー部材271の位置を非接触で検出するセンサとして、光センサ、磁気センサなどを備えていてもよい。この場合、検出部の接点は、センサの検出結果に応じてオン、オフする。レバー部材271の位置を非接触で検出することで、検出部272の機械的な摩耗を抑えることができる。
検出部272は、レバー部材271の位置を非接触で検出するセンサとして、光センサ、磁気センサなどを備えていてもよい。この場合、検出部の接点は、センサの検出結果に応じてオン、オフする。レバー部材271の位置を非接触で検出することで、検出部272の機械的な摩耗を抑えることができる。
また、光源222は、LD222bの代わりに、LED(Light Emitting Diode)、又は有機EL(Organic Electro Luminescence、OEL)などを備えて、非コヒーレントな光(可視光又は赤外線など)を出力してもよい。この場合、光源装置2が出力する光も非コヒーレントな光となる。
また、点灯回路29は、電源回路221と一体構成、及び電源回路221と別体構成のいずれであってもよい。
また、基板272aは、開口272fに代わりに切り欠きを備えていてもよい。
また、基板272aは、開口272fに代わりに、レバー部材271が挿通する挿通部を有するばね部材を備えていてもよい。当該ばね部材は、プリント基板に実装可能なスプリング端子などで構成される。
(5)まとめ
上述の実施形態に係る第1の態様の光源装置(2)は、接続部(265)と、光源(222)と、レバー部材(271)と、検出部(272)と、を備える。接続部(265)は、導光部材(3)を着脱可能に接続する。光源(222)は、接続部(265)に接続されている導光部材(3)に入射させる光を発する。レバー部材(271)は、接続部(265)に対する導光部材(3)の接続の有無に応じて変位する。検出部(272)は、レバー部材(271)の変位を検出し、検出結果を出力する。
上述の実施形態に係る第1の態様の光源装置(2)は、接続部(265)と、光源(222)と、レバー部材(271)と、検出部(272)と、を備える。接続部(265)は、導光部材(3)を着脱可能に接続する。光源(222)は、接続部(265)に接続されている導光部材(3)に入射させる光を発する。レバー部材(271)は、接続部(265)に対する導光部材(3)の接続の有無に応じて変位する。検出部(272)は、レバー部材(271)の変位を検出し、検出結果を出力する。
上述の光源装置(2)は、導光部材(3)が接続部(265)に接続されていないときに、光源(222)が発する光が外部に漏れることを抑制できる。
上述の実施形態に係る第2の態様の光源装置(2)は、第1の態様において、点灯回路(29)を更に備えることが好ましい。点灯回路(29)は、検出結果に基づいて、導光部材(3)が接続部(265)に接続されているか否かを判定し、導光部材(3)が接続部(265)に接続されていないと判定すれば、光源(222)を消灯させる。
上述の光源装置(2)は、点灯回路(29)が検出部(272)の検出結果に基づいて動作することで、導光部材(3)が接続部(265)に接続されていないときに、光源(222)が発する光が外部に漏れることを抑制できる。
上述の実施形態に係る第3の態様の光源装置(2)では、第1又は第2の態様において、検出部(272)は、導光部材(3)が接続部(265)に接続されているときに、レバー部材(271)が接触する接触子(F1)を備えることが好ましい。
上述の光源装置(2)は、レバー部材(271)の変位をより確実に検出できる。
上述の実施形態に係る第4の態様の光源装置(2)では、第1又は第2の態様において、検出部(272)は、レバー部材(271)の位置を非接触で検出するセンサ、を備えることが好ましい。
上述の光源装置(2)は、検出部(272)の機械的な摩耗を抑えることができる。
上述の実施形態に係る第5の態様の光源装置(2)では、第1乃至第4の態様のいずれか1つにおいて、検出部(272)は、レバー部材(271)が挿通する開口(272f)又は切り欠きを有する基板(272a)を備えることが好ましい。
上述の光源装置(2)は、レバー部材(271)の揺動、位置ずれなどを抑制でき、レバー部材(271)の位置決めが容易になる。
上述の実施形態に係る第6の態様の光源装置(2)では、第1乃至第4の態様のいずれか1つにおいて、検出部(272)は、レバー部材(271)が挿通する挿通部を有するばね部材を備えることが好ましい。
上述の光源装置(2)は、レバー部材(271)の揺動、位置ずれなどを抑制でき、レバー部材(271)の位置決めが容易になる。
上述の実施形態に係る第7の態様の光源装置(2)では、第1乃至第6の態様のいずれか1つにおいて、レバー部材(271)は、一端を固定端とし、他端を自由端とし、自由端が移動することで変位することが好ましい。
上述の光源装置(2)は、変位可能なレバー部材(271)を容易に実現できる。
上述の実施形態に係る第8の態様の光源装置(2)では、第1乃至第7の態様のいずれか1つにおいて、光源(222)は、光としてレーザ光を発することが好ましい。
上述の光源装置(2)は、レーザ光が外部に漏れることを抑制できる。
上述の実施形態に係る第9の態様の検出ユニット(27)は、第1乃至第8の態様のいずれか1つの光源装置(2)が有するレバー部材(271)、及び検出部(272)を備える。
上述の検出ユニット(27)は、導光部材(3)が接続部(265)に接続されていないときに、光源(222)が発する光が外部に漏れることを抑制できる。
上述の実施形態に係る第10の態様の光学システム(1)は、第1乃至第8の態様のいずれか1つの光源装置(2)と、導光部材(3)と、を備える。
上述の光学システム(1)は、導光部材(3)が接続部(265)に接続されていないときに、光源(222)が発する光が外部に漏れることを抑制できる。
上述の実施形態に係る第11の態様の内視鏡(1A)は、第1乃至第8の態様のいずれか1つの光源装置(2)と、導光部材(3)と、を備える。
上述の内視鏡(1A)は、導光部材(3)が接続部(265)に接続されていないときに、光源(222)が発する光が外部に漏れることを抑制できる。
上述の実施形態に係る第12の態様の産業用顕微鏡(1B)は、第1乃至第8の態様のいずれか1つの光源装置(2)と、導光部材(3)と、を備える。
上述の産業用顕微鏡(1B)は、導光部材(3)が接続部(265)に接続されていないときに、光源(222)が発する光が外部に漏れることを抑制できる。
1 光学システム
1A 内視鏡
1B 産業用顕微鏡
2 光源装置
222 光源
265 接続部
27 検出ユニット
271 レバー部材
272 検出部
272a 基板
272f 開口
29 点灯回路
3 導光部材
F1 接触子
1A 内視鏡
1B 産業用顕微鏡
2 光源装置
222 光源
265 接続部
27 検出ユニット
271 レバー部材
272 検出部
272a 基板
272f 開口
29 点灯回路
3 導光部材
F1 接触子
Claims (12)
- 導光部材を着脱可能に接続する接続部と、
前記接続部に接続されている前記導光部材に入射させる光を発する光源と、
前記接続部に対する前記導光部材の接続の有無に応じて変位するレバー部材と、
前記レバー部材の変位を検出し、検出結果を出力する検出部と、を備える
光源装置。 - 前記検出結果に基づいて、前記導光部材が前記接続部に接続されているか否かを判定し、前記導光部材が前記接続部に接続されていないと判定すれば、前記光源を消灯させる点灯回路を更に備える
請求項1の光源装置。 - 前記検出部は、前記導光部材が前記接続部に接続されているときに、前記レバー部材が接触する接触子を備える
請求項1又は2の光源装置。 - 前記検出部は、前記レバー部材の位置を非接触で検出するセンサ、を備える
請求項1又は2の光源装置。 - 前記検出部は、前記レバー部材が挿通する開口又は切り欠きを有する基板を備える
請求項1乃至4のいずれか1つの光源装置。 - 前記検出部は、前記レバー部材が挿通する挿通部を有するばね部材を備える
請求項1乃至4のいずれか1つの光源装置。 - 前記レバー部材は、一端を固定端とし、他端を自由端とし、前記自由端が移動することで変位する
請求項1乃至6のいずれか1つの光源装置。 - 前記光源は、前記光としてレーザ光を発する
請求項1乃至7のいずれか1つの光源装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1つの光源装置が有する前記レバー部材、及び前記検出部を備える
検出ユニット。 - 請求項1乃至8のいずれか1つの光源装置と、
前記導光部材と、を備える
光学システム。 - 請求項1乃至8のいずれか1つの光源装置と、
前記導光部材と、を備える
内視鏡。 - 請求項1乃至8のいずれか1つの光源装置と、
前記導光部材と、を備える
産業用顕微鏡。
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2020180863A Pending JP2022071743A (ja) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | 光源装置、検出ユニット、光学システム、内視鏡、及び産業用顕微鏡 |
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