JP6023867B2 - 中継アダプタと光源システム - Google Patents
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Description
本発明は目的を達成するために、第1の光源光を出射する第1の光源モジュールに配設される第1の光源側接続部に機械的に接続される第1のアダプタ側接続部と、前記第1の光源光を導光する第1の導光部材と、を具備し、第2の光源光を出射する第2の光源モジュールを内蔵し、前記第1の光源モジュールと、前記第1の導光部材によって導光された前記第1の光源光を受光することで機能する第1の照射モジュールまたは前記第1の導光部材によって導光された前記第1の光源光を受光することで機能する第3の照射モジュールとが前記第1の導光部材によって光学的に接続可能であり、前記第2の光源モジュールと前記第2の光源光を受光することで機能する第2の照射モジュールまたは前記第2の光源光を受光することで機能する前記第3の照射モジュールとが光学的に接続可能であり、前記第1の照射モジュールまたは前記第2の照射モジュールまたは前記第3の照射モジュールが同一面にて機械的に交換可能に接続することを特徴とする中継アダプタを提供する。
本発明は目的を達成するために、第1の光源光を出射する第1の光源モジュールと第2の光源光を出射する第2の光源モジュールとの少なくとも一方と、前記第1の光源光を受光することで機能する第1の照射モジュールと、前記第2の光源光を受光することで機能する第2の照射モジュールと、前記第1の光源光または前記第2の光源光を受光することで機能する第3の照射モジュールとの少なくとも1つと、上記に記載の中継アダプタと、を具備することを特徴とする光源システムを提供する。
[第1の実施形態]
[構成]
図1を参照して第1の実施形態について説明する。
[光源システム10]
図1に示すように、光源システム10は、第1の光源光を出射する第1の光源モジュール20aと、第2の光源光を出射する第2の光源モジュール20bと、第1の光源光を受光することで機能する第1の照射モジュール60aと、第2の光源光を受光することで機能する第2の照射モジュール60bと、第1の光源モジュール20aと第1の照射モジュール60aとを光学的に接続し、第2の光源モジュール20bと第2の照射モジュール60bとを光学的に接続し、第1の照射モジュール60aまたは第2の照射モジュール60bと、第1の光源モジュール20aと第2の光源モジュール20bとに機械的に接続する中継アダプタ100とを有している。第1の光源モジュール20aと第2の光源モジュール20bと第1の照射モジュール60aと第2の照射モジュール60bと中継アダプタ100とは、それぞれ別体である。
図1に示すように、第1の光源モジュール20aは、第1の光源光を出射する第1の光源21aと、第1の光源21aから前方に向かって出射された第1の光源光を集光する2つのレンズ23a,23bと、第1の光源21aから後方に向かって出射された第1の光源光を前方に向かって反射するミラー25aと、2つのレンズ23a,23bの間に配設され、第1の光源光から不要な成分をカットするフィルタ27と、レンズ23bによって集光された第1の光源光を導光する導光部材29aとを有している。
前方とは第1の光源光の進行方向に対して前側を示し、後方とは第1の光源光の進行方向に対して後側を示す。
なお第1の光源21aは、例えばLED光源のような半導体光源や、フィラメントタイプのランプ光源であっても良い。このように第1の光源21aは、LED光源とランプ光源との少なくとも一方を有していればよい。
ミラー25aは、第1の光源光をレンズ23aに集光する凹面を有している。
フィルタ27は、第1の光源光から不要な紫外成分と赤外成分とをカットする。フィルタ27は、例えばバンドパスフィルタ、またはローパスフィルタとハイパスフィルタとの組み合わせによって形成される。
導光部材29a側に配設されているレンズ23bは、フィルタ27によって不要な成分が除去された第1の光源光を導光部材29aに集光する。
図1に示すように、第2の光源モジュール20bは、第2の光源光を出射する第2の光源21bと、第2の光源21bから出射された第2の光源光を集光するレンズ23cと、レンズ23cによって集光された第2の光源光を導光する導光部材29bとを有している。
なお第2の光源21bは、スーパルミネッセント光を出射するスーパールミネッセントダイオード(SLD)や、様々なレーザ光源などを有していてもよい。このように、第2の光源21bは、レーザ光源とスーパルミネッセント光源との少なくとも一方を有していれば良い。
図1に示すように、中継アダプタ100は、略立方体形状を有している。中継アダプタ100は、第1の光源モジュール20aと光学的且つ機械的に接続する第1の平面と、第2の光源モジュール20bと光学的且つ機械的に接続し、第1の平面に対して直交している第2の平面と、第1の照射モジュール60aまたは第2の照射モジュール60bと光学的且つ機械的に接続し、第1の平面に対向し、第2の平面に対して直交する第3の面とを有している。
また中継アダプタ100は、第3の面にて交換可能となるよう、第1の照射モジュール60aまたは第2の照射モジュール60bと接続する。
第1の照射モジュール60aは、中継アダプタ100と光学的及び機械的に固定する第1の固定ユニット61aと、第1の固定ユニット61aと接続し、第1の光源光を導光する第1の導光ユニット69aと、第1の導光ユニット69aの端部に配設され、第1の導光ユニット69aによって導光された第1の光源光を照明光に変換して出射する第1の光変換ユニット75aとを有している。
第1の固定ユニット61aは、第1の光源光が入射し、出射端部113aと光学的に接続する入射端部63aと、入射端部63aが配設され、固定部165と嵌合する凸状の固定部65aと、固定部65aと同一の平面に配設され、固定部167と嵌合する凸状の固定部67aとを有している。
第1の導光ユニット69aは、第1の光源光を第1の光変換ユニット75aに導光する第1の導光部材71aと、第1の導光部材71aを覆う外皮73とを有している。
第1の光変換ユニット75aは、第1の導光部材71aによって導光された第1の光源光の光学特性を変換し、第1の光源光を所望の照明光に変換する。具体的には、第1の光変換ユニット75aは、例えば、第1の光源光の光学特性に含まれるピーク波長とスペクトル形状と放射角と光量との少なくとも1つを所望に変換する。第1の光変換ユニット75aは例えば第1の光源光の光量のみを変換した場合、第1の光変換ユニット75aは第1の光源光を直接出射する。
第2の照射モジュール60bは、中継アダプタ100と光学的及び機械的に固定する第2の固定ユニット61bと、第2の固定ユニット61bと接続し、第2の光源光を導光する第2の導光ユニット69bと、第2の導光ユニット69bの端部に配設され、第2の導光ユニット69bによって導光された第2の光源光を照明光に変換して出射する第2の光変換ユニット75bとを有している。
第2の固定ユニット61bは、第2の光源光が入射し、出射端部113bと光学的に接続する入射端部63bと、固定部165と嵌合する凸状の固定部65bと、入射端部63bが配設され、固定部65bと同一の平面に配設され、固定部167と嵌合する固定部67bとを有している。
第2の導光ユニット69bは、第2の光源光を第2の光変換ユニット75bに導光する第2の導光部材71bと、第2の導光部材71bを覆う外皮73とを有している。
第2の光変換ユニット75bは、第2の導光部材71bによって導光された第2の光源光の光学特性を変換し、第2の光源光を所望の照明光に変換する。具体的には、光変換ユニットは、第2の光源光(青色のレーザ光)の一部を吸収して黄色蛍光に変換し出射し、第2の光源光(青色のレーザ光)の他部を青色の散乱光に変換して出射するスペクトル変換部材を有している。スペクトル変換部材は、第2の光源光の光学特性に含まれる例えばピーク波長とスペクトル形状と放射角と光量との少なくとも1つを所望に変換する例えば波長変換部材である。この場合、スペクトル変換部材は、例えば、YAG:Ce蛍光体粉末が樹脂やガラスに分散されることで形成される。
第1の光源モジュール20aが中継アダプタ100に接続し、第1の照射モジュール60aが中継アダプタ100に接続する。第1の光源モジュール20aは、第1の光源モジュール20aを制御する図示しない光源駆動ユニットと接続する。
第2の光源モジュール20bが中継アダプタ100に接続し、第2の照射モジュール60bが中継アダプタ100に接続する。第2の光源モジュール20bは、第2の光源モジュール20bを制御する図示しない光源駆動ユニットと接続する。
なお、光源駆動ユニットは、第1の光源モジュール20aを制御する光源駆動ユニットと一体であっても良いし、別体であっても良い。
このように本実施形態では、中継アダプタ100は、光学的に第1の光源モジュール20aと第1の照射モジュール60aとの間と、光学的に第2の光源モジュール20bと第2の照射モジュール60bとの間とに介在している。また照射モジュール60a,60bは、光源モジュール20a,20bと光学的に接続している。第1の照射モジュール60aと第2の照射モジュール60bとの一方が、第3の平面に配設される。これにより本実施形態では、照射モジュール60a,60bの種類に関わらず、接続する面は同一平面に位置するので、組立の手間を省くことができ、正確且つ簡単に組み立てられることができ、目的に応じた様々な照明光を出射できる。
例えば第2の光変換ユニット75bにおいて、前記したYAG:Ce蛍光体粉末を有するスペクトル変換部材は、青色のレーザ光を吸収し黄色蛍光に変換する。このとき、スペクトル変換部材は、青紫色のレーザ光や、緑色より長波長のレーザ光を吸収せず、変換しない。
D:この部材は、例えば光学フィルタである。この光学フィルタは、例えば、波長カットフィルタと色素フィルタと光共振器(エタロン)との少なくも1つを示す。
E:この部材は、例えば光透過変調部材である。光透過変調部材は、例えば、光スイッチとエレクトロクロミックと液晶デバイスとの少なくとも1つを示す。
次に図2Aを参照して、本実施形態の第1の変形例について説明する。
図2Aに示すように、光源システム10は、第1の照射モジュール60aと第2の照射モジュール60bとが組み合わされることで形成される第3の照射モジュール60cを有している。
第3の固定ユニット61cは、略直方体形状を有している。第3の固定ユニット61cは、入射端部63aと、入射端部63bと、固定部65aと、固定部67bとを有している。
第3の導光ユニット69cは、第1の導光部材71aと、第2の導光部材71bと、第1の導光部材71aと第2の導光部材71bとを覆う外皮73とを有している。
第3の光変換ユニット75cは、第1の光変換ユニット75aと第2の光変換ユニット75bとを有している。第1の光変換ユニット75aは、第1の導光部材71aのみと光学的に接続している。第2の光変換ユニット75bは、第2の導光部材71bのみと光学的に接続している。第1の光変換ユニット75aと第2の光変換ユニット75bとは、光学的に互いに独立しており、互いに離れて配設されている。第1の光変換ユニット75aと第2の光変換ユニット75bとは、導光ユニットの軸方向に対して直交する平面において、同一平面上に配設されている。
次に図2Bと図2Cとを参照して、本実施形態の第2の変形例について説明する。
本変形例では、図2Bに示すように、第1の光源モジュール20aは、第1の照射モジュール60aと直接光学的且つ機械的に接続してもよい。この場合、第1の固定ユニット61aは、入射端部63aと固定部65aとのみを有している。固定部65aは、出射端部31aと入射端部63aとが光学的に接続するように、固定部33aに直接嵌合する。
図3Aと図3Bとを参照して、第2の実施形態について説明する。本実施形態では、以下に、第1の実施形態の構成とは異なる構成のみ説明する。
[構成]
図3Aに示すように、第1の接続機構は、固定部33aと固定部133aとの接続状態を検出する検出部35aをさらに有している。検出部35aは、固定部33aに配設されている1対の電極37aと、固定部133aに配設されている1対の電極39aと、電極37aと電気的に接続している接続判定部41aとを有している。
電極85cは、電極85aと第1の導光部材71aとに対応するように配設されている。つまり電極85cは、第1の光源モジュール20aのために配設されている。
電極85dは、電極85cと第2の導光部材71bとに対応するように配設されている。つまり電極85dは、第2の光源モジュール20bのために配設されている。
つまり検出部35aが固定部33aと固定部133aとの接続を検出し、且つ検出部85が固定部165と固定部65aとの接続を検出した際に、検出部85は、検出部85の検出結果を、検出部35aに伝達する。また検出部35bが固定部33bと固定部133bとの接続を検出し、且つ検出部85が固定部167と固定部67bとの接続とを検出した際に、検出部85は、検出部85の検出結果を、検出部35bに伝達する。
第1の光源モジュール20aが中継アダプタ100に接続し、第1の照射モジュール60aが中継アダプタ100に接続する。これにより固定部33aと固定部133aとが接続し、固定部165と固定部65aとが接続する。そして電極37aと電極39aとが接続し、電極85aと電極85cとが接続する。
このため、接続判定部41bは、電極85bと電極85dとにおける非導通を判定する。これにより、第2の光源モジュール20bは停止したままとなり、第2の光源21bは第2の光源光を出射しない。
第2の光源モジュール20bが中継アダプタ100に接続し、第2の照射モジュール60bが中継アダプタ100に接続する。これにより固定部33bと固定部133bとが接続し、固定部167と固定部67bとが接続する。そして電極37bと電極39bとが接続し、電極85bと電極85dとが接続する。
このため、接続判定部41aは、電極85bと電極85cとにおける非導通を判定する。これにより、第1の光源モジュール20aは停止したままとなり、第1の光源21aは第1の光源光を出射しない。
第1の光源モジュール20aと第2の光源モジュール20bとが中継アダプタ100に接続し、第3の照射モジュール60cが中継アダプタ100に接続する。これにより作用1と作用2とが組み合わさることとなり、光源駆動ユニットは、第1の光源モジュール20aと第2の光源モジュール20bとを駆動させる。
本実施形態では、検出部35a,35b,85によって、光源モジュールと照射モジュールとの接続状態を検出できる。よって本実施形態では、光源モジュールを確実に動作でき、不要な光源モジュールを確実に停止でき、不要な光が光源システム10の外部に漏れることを防止でき、光の利用効率を高めることができる。
この点については、作用2における第2の光源21bと、作用3における第1の光源21aと第2の光源21bとの少なくとも一方とについても同様である。
本実施形態では、以下に、第1の実施形態の構成とは異なる構成のみ説明する。
図4に示すように、第2の光源モジュール20bは、中継アダプタ100に内蔵されている。これにより本実施形態では、光源システム10を小型にできる。
Claims (19)
- 第1の光源光を出射する第1の光源モジュールに配設される第1の光源側接続部に機械的に接続される第1のアダプタ側接続部と、
第2の光源光を出射する第2の光源モジュールに配設される第2の光源側接続部に機械的に接続される第2のアダプタ側接続部と、
前記第1の光源光を導光する第1の導光部材と、
前記第2の光源光を導光する第2の導光部材と、
を具備し、
前記第1の光源モジュールと、前記第1の導光部材によって導光された前記第1の光源光を受光することで機能する第1の照射モジュールまたは前記第1の導光部材によって導光された前記第1の光源光を受光することで機能する第3の照射モジュールと、が前記第1の導光部材によって光学的に接続可能であり、
前記第2の光源モジュールと、前記第2の導光部材によって導光された前記第2の光源光を受光することで機能する第2の照射モジュールまたは前記第2の導光部材によって導光された前記第2の光源光を受光することで機能する前記第3の照射モジュールと、が前記第2の導光部材によって光学的に接続可能であり、
前記第1の照射モジュールまたは前記第2の照射モジュールまたは前記第3の照射モジュールが同一面にて機械的に交換可能に接続することを特徴とする中継アダプタ。 - 前記第1のアダプタ側接続部には、前記第1の光源側接続部に配設される第1の光源出射端部から出射された前記第1の光源光が入射する前記第1の導光部材の第1の導光入射端部が配設され、
前記第1のアダプタ側接続部は、前記第1の光源出射端部と前記第1の導光入射端部とが光学的に接続するように前記第1の光源側接続部と機械的に接続し、
前記第2のアダプタ側接続部には、前記第2の光源側接続部に配設される第2の光源出射端部から出射された前記第2の光源光が入射する前記第2の導光部材の第2の導光入射端部が配設され、
前記第2のアダプタ側接続部は、前記第2の光源出射端部と前記第2の導光入射端部とが光学的に接続するように前記第2の光源側接続部と機械的に接続することを特徴とする請求項1に記載の中継アダプタ。 - 前記第1の光源光が出射する前記第1の導光部材の第1の導光出射端部と、前記第2の光源光が出射する前記第2の導光部材の第2の導光出射端部とを有し、前記第1の照射モジュールと前記第2の照射モジュールと前記第3の照射モジュールとの少なくとも一方とに機械的に接続される第3のアダプタ側接続部をさらに具備し、
第3のアダプタ側接続部は、
前記第1の照射モジュールまたは前記第3の照射モジュールと前記第1の導光出射端部とが光学的に接続するように前記第1の照射モジュールまたは前記第3の照射モジュールに配設される第1の照射接続部と機械的に接続し、
前記第2の照射モジュールまたは前記第3の照射モジュールと前記第2の導光出射端部とが光学的に接続するように前記第2の照射モジュールまたは前記第3の照射モジュールに配設される第2の照射接続部と機械的に接続する請求項2に記載の中継アダプタ。 - 前記第1のアダプタ側接続部は、前記第1の光源側接続部のみと機械的に接続し、
前記第2のアダプタ側接続部は、前記第2の光源側接続部のみと機械的に接続することを特徴とする請求項3に記載の中継アダプタ。 - 前記第1の導光入射端部は、前記第1の光源出射端部のみと光学的に接続し、
前記第2の導光入射端部は、前記第2の光源出射端部のみと光学的に接続することを特徴とする請求項3に記載の中継アダプタ。 - 前記第1のアダプタ側接続部が配設される前記中継アダプタの第1の面と、前記第2のアダプタ側接続部が配設される前記中継アダプタの第2の面とは、互いに異なることを特徴とする請求項3に記載の中継アダプタ。
- 前記第1のアダプタ側接続部が配設される前記中継アダプタの第1の面は、前記第3のアダプタ側接続部が配設される前記中継アダプタの第3の面と対向し、
前記第1の導光部材は、前記第1の面から前記第3の面に向かって直線状に配設されていることを特徴とする請求項3に記載の中継アダプタ。 - 前記第1のアダプタ側接続部は、前記第1の光源側接続部と前記第1のアダプタ側接続部との接続を検出する第1の検出部に含まれる第1の電極をさらに有し、
前記第2のアダプタ側接続部は、前記第2の光源側接続部と前記第2のアダプタ側接続部との接続を検出する第2の検出部に含まれる第2の電極をさらに有し、
前記第3のアダプタ側接続部は、前記第3のアダプタ側接続部と前記第1の照射接続部との接続と、前記第3のアダプタ側接続部と前記第2の照射接続部との接続とを検出する第3の検出部に含まれる第3,4の電極をさらに有し、
前記第3の検出部は、前記第3の検出部の検出結果を、前記第1の検出部と前記第2の検出部とに伝達することを特徴とする請求項3に記載の中継アダプタ。 - 前記第1の検出部が前記第1の光源側接続部と前記第1のアダプタ側接続部との接続を検出し、且つ前記第3の検出部が前記第3のアダプタ側接続部と前記第1の照射接続部との接続を検出した際に、前記第3の検出部は、前記第3の検出部の検出結果を、前記第1の検出部に伝達し、
前記第2の検出部が前記第2の光源側接続部と前記第2のアダプタ側接続部との接続を検出し、且つ前記第3の検出部が前記第3のアダプタ側接続部と前記第2の照射接続部との接続とを検出した際に、前記第3の検出部は、前記第3の検出部の検出結果を、前記第2の検出部に伝達することを特徴とする請求項8に記載の中継アダプタ。 - 前記第1の検出部は、前記第1の光源出射端部と前記第1の導光入射端部との光学的な接続を検出し、
前記第2の検出部は、前記第2の光源出射端部と前記第2の導光入射端部との光学的な接続を検出し、
前記第3の検出部は、前記第1の照射モジュールまたは前記第3の照射モジュールと前記第1の導光出射端部との光学的な接続と、前記第2の照射モジュールまたは前記第3の照射モジュールと前記第2の導光出射端部との光学的な接続とを検出することを特徴とする請求項8に記載の中継アダプタ。 - 前記第3のアダプタ側接続部は、
前記第1の導光出射端部が配設され、前記第1の照射接続部と機械的に接続する第1のアダプタ照射接続部と、
前記第2の導光出射端部が配設され、前記第2の照射接続部と機械的に接続する第2のアダプタ照射接続部と、
を有し、
前記第1のアダプタ照射接続部と前記第1の照射接続部との接続と、前記第2のアダプタ照射接続部と前記第2の照射接続部との接続とは、単独で実施されることを特徴とする請求項3に記載の中継アダプタ。 - 前記第1の導光入射端部は、前記第2の導光入射端部よりも大きいことを特徴とする請求項2に記載の中継アダプタ。
- 前記第2の導光部材は、単線の光ファイバを有することを特徴とする請求項2に記載の中継アダプタ。
- 第1の光源光を出射する第1の光源モジュールに配設される第1の光源側接続部に機械的に接続される第1のアダプタ側接続部と、
前記第1の光源光を導光する第1の導光部材と、
を具備し、
第2の光源光を出射する第2の光源モジュールを内蔵し、
前記第1の光源モジュールと、前記第1の導光部材によって導光された前記第1の光源光を受光することで機能する第1の照射モジュールまたは前記第1の導光部材によって導光された前記第1の光源光を受光することで機能する第3の照射モジュールとが前記第1の導光部材によって光学的に接続可能であり、
前記第2の光源モジュールと前記第2の光源光を受光することで機能する第2の照射モジュールまたは前記第2の光源光を受光することで機能する前記第3の照射モジュールとが光学的に接続可能であり、
前記第1の照射モジュールまたは前記第2の照射モジュールまたは前記第3の照射モジュールが同一面にて機械的に交換可能に接続することを特徴とする中継アダプタ。 - 前記中継アダプタは、前記第2の光源モジュールの光源と前記第2の照射モジュールまたは前記第3の照射モジュールとを光学的に接続し、前記光源から前記第2の照射モジュールまたは前記第3の照射モジュールに前記第2の光源光を導光する第2の導光部材をさらに有することを特徴とする請求項14に記載の中継アダプタ。
- 第1の光源光を出射する第1の光源モジュールと第2の光源光を出射する第2の光源モジュールとの少なくとも一方と、
前記第1の光源光を受光することで機能する第1の照射モジュールと、前記第2の光源光を受光することで機能する第2の照射モジュールと、前記第1の光源光または前記第2の光源光を受光することで機能する第3の照射モジュールとの少なくとも1つと、
請求項1または請求項14に記載の中継アダプタと、
を具備することを特徴とする光源システム。 - 前記第1の照射モジュールが前記中継アダプタに接続される際、少なくとも前記第1の光源モジュールが前記中継アダプタに接続され、
前記第2の照射モジュールが前記中継アダプタに接続される際、少なくとも前記第2の光源モジュールが前記中継アダプタに接続され、
前記第3の照射モジュールが前記中継アダプタに接続される際、前記第1の光源モジュールと前記第2の光源モジュールとが前記中継アダプタに接続されることを特徴とする請求項16に記載の光源システム。 - 前記第1の光源モジュールは、前記第1の光源光を出射する第1の光源を有し、
前記第1の光源は、LED光源とランプ光源との少なくとも一方を有することを特徴とする請求項16に記載の光源システム。 - 前記第2の光源モジュールは、前記第2の光源光を出射する第2の光源を有し、
前記第2の光源は、レーザ光源とスーパルミネッセント光源との少なくとも一方を有することを特徴とする請求項16に記載の光源システム。
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