TWI667007B - Light source system and light source device - Google Patents

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TWI667007B
TWI667007B TW108103658A TW108103658A TWI667007B TW I667007 B TWI667007 B TW I667007B TW 108103658 A TW108103658 A TW 108103658A TW 108103658 A TW108103658 A TW 108103658A TW I667007 B TWI667007 B TW I667007B
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大口敏博
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日商住田光學玻璃股份有限公司
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    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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Abstract

本發明提供一種即便於需要獲得高亮度的情形時，亦能以更高的自由度調整照射光的規格且用戶的便利性提高的光源系統。本發明的光源系統1包括光源裝置10、及具有多個光傳送路徑22且結合自光源裝置10的出射面S5出射的光的光導20，光源裝置10具有將第一照射光聚光於出射面S5的第一透鏡部15a、及將第二照射光聚光於出射面S5的第二透鏡部15b，和第一發光元件14a的第一出射面S1正交的第一光軸A1及和第二發光元件14b的第二出射面S2正交的第二光軸A2各自、與和出射面S5正交的出射光軸A5所成的角度為第一角度以下，第一照射光的聚光角度及第二照射光的聚光角度分別為第二角度以下，第一角度、及第二角度的1/2的值分別小於與光傳送路徑22的數值孔徑對應的受光角度。

Description

光源系統及光源裝置
本發明是有關於一種光源系統及光源裝置。
以前，已知將發光元件所照射的照射光經由任意的光學系向被照射體傳送的光源系統。此種光源系統中，為了提高被照射體上的照射光的亮度，想到將多個發光元件所照射的照射光彙集而利用。
例如，專利文獻1中揭示有一種將發光元件所照射的照射光經由光導(light guide)向被照射體傳送的內視鏡。例如，專利文獻2中揭示有一種將來自多個光源的照射光分別經由會聚透鏡及準直透鏡(collimator lens)而照射於被照射體的照明裝置。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4679198號公報
[專利文獻2]日本專利特開2013-161734號公報
然而，例如於將高亮度的發光二極體(Light Emitting Diode，LED)晶片用作發光元件的情形時，其晶片面積增大。因此，若光導的直徑小，則難以使所有照射光與光導結合。此外，自LED出射的光的擴展角通常大。因此，若構成光導的光傳送路徑的數值孔徑小，則同樣地難以使所有照射光與光導結合。因此，專利文獻1所記載般的光源系統中，光導需要直徑大且由具有高數值孔徑的光傳送路徑構成。由此，光導的規格受到限制，結果被照射體上的照射光的規格受到限制。
另外，若欲於專利文獻2所記載般的照明裝置中使光導結合，則需要調整光導相對於準直透鏡的位置。於頻繁更換光導的情形時，需要每次進行此種位置調整，用戶的便利性降低。
鑒於此種問題點而成的本發明的目的在於提供一種即便於需要獲得高亮度的情形時，亦能以更高的自由度調整被照射體上的照射光的規格，且用戶的便利性提高的光源系統及光源裝置。
為了解決所述課題，第一觀點的光源系統包括：光源裝置，向外部照射光；及光導，具有多個光傳送路徑，且結合從所述光源裝置的出射面出射的光，所述光源裝置具有四組的照射部與透鏡部，所述照射部，具有照射照射光的LED元件， 所述透鏡部，將所述照射光聚光於所述光源裝置的出射面，和所述LED元件的出射面正交的光軸與和所述光源裝置的出射面正交的出射光軸所成的角度為第一角度以下，經所述透鏡部聚光的所述照射光的聚光角度為第二角度以下，所述第一角度、及所述第二角度的1/2的值分別小於與構成所述光導的所述光傳送路徑的數值孔徑對應的受光角度，四個所述光軸分別相對於和所述出射光軸正交的第一軸以相同的角度傾斜，並且相對於和所述出射光軸及所述第一軸正交的第二軸以相同的角度傾斜，四個所述光軸分別以不同組合的方式沿著所述第一軸的二個方向中的一個方向、及沿著所述第二軸的二個方向中的一個方向傾斜。
第二觀點的光源系統中，將所述第二角度的1/2的值與所述第一角度相加所得的值亦可為所述受光角度以下。
第三觀點的光源系統中，所述透鏡部亦可具有自對應的照射部側向所述光源裝置的出射面側依序配置的第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡。
第四觀點的光源系統中，亦可為：所述第一透鏡為平凸透鏡，所述第二透鏡為凹凸透鏡，所述第三透鏡為兩凸透鏡， 各透鏡是以凸面朝向所述光源裝置的出射面側的方式配置。
第五觀點的光源系統中，亦可為：所述第一透鏡為球面透鏡，所述第二透鏡為非球面透鏡，所述第三透鏡為非球面透鏡。
第六觀點的光源系統中，所述第一角度亦可為20°。
第七觀點的光源系統中，所述第二角度亦可為30°。
為了解決所述課題，第八觀點的光源裝置向外部照射光，其中所述光源裝置具有四組的照射部與透鏡部，所述照射部，具有照射照射光的LED元件，所述透鏡部，將所述照射光聚光於所述光源裝置的出射面，和所述LED元件的出射面正交的光軸與和所述光源裝置的出射面正交的出射光軸所成的角度為20°以下，經所述透鏡部聚光的所述照射光的聚光角度為30°以下，四個所述光軸分別相對於和所述出射光軸正交的第一軸以相同的角度傾斜，並且相對於和所述出射光軸及所述第一軸正交的第二軸以相同的角度傾斜，四個所述光軸分別以不同組合的方式沿著所述第一軸的二個方向中的一個方向、及沿著所述第二軸的二個方向中的一個方向傾斜。
根據本發明的一實施形態的光源系統及光源裝置，即便於需要獲得高亮度的情形時，亦能以更高的自由度調整被照射體上的照射光的規格，且用戶的便利性提高。
1‧‧‧光源系統
10‧‧‧光源裝置
11‧‧‧外殼
11a‧‧‧前部
11b‧‧‧中央部
11c‧‧‧後部
11d‧‧‧前端面
11e‧‧‧螺孔
12a‧‧‧第一照射部
12b‧‧‧第二照射部
12c‧‧‧第三照射部
12d‧‧‧第四照射部
13a‧‧‧第一散熱部
13b‧‧‧第二散熱部
13c‧‧‧第三散熱部
13d‧‧‧第四散熱部
14a‧‧‧第一發光元件
14b‧‧‧第二發光元件
14c‧‧‧第三發光元件
14d‧‧‧第四發光元件
15a‧‧‧第一透鏡部
15b‧‧‧第二透鏡部
15c‧‧‧第三透鏡部
15d‧‧‧第四透鏡部
16a‧‧‧第一透鏡
16b‧‧‧第二透鏡
16c‧‧‧第三透鏡
20‧‧‧光導
21‧‧‧外部被覆
21a‧‧‧端面
22‧‧‧光傳送路徑
A1‧‧‧第一光軸
A2‧‧‧第二光軸
A3‧‧‧第三光軸
A4‧‧‧第四光軸
A5‧‧‧出射光軸
L1‧‧‧第一照射光
L2‧‧‧第二照射光
L3‧‧‧第三照射光
L4‧‧‧第四照射光
S1‧‧‧第一出射面
S2‧‧‧第二出射面
S3‧‧‧第三出射面
S4‧‧‧第四出射面
S5‧‧‧出射面
S6‧‧‧端面
θ1、θ2、θ3、θ4‧‧‧角度
θ5‧‧‧聚光角度
圖1為一實施形態的光源系統的俯視的外觀立體圖。
圖2為表示圖1的光源裝置及光導分離的狀況的分解立體圖。
圖3為表示圖2的光源裝置單體的外觀立體圖。
圖4為於圖3的光源裝置中省略了外殼的內觀立體圖。
圖5為沿著圖3的V-V箭頭線的剖面圖。
圖6為具體表示各透鏡部所含的透鏡系的示意圖。
圖7為藉由模擬來表示使自各透鏡部出射的照射光於光源裝置的出射面聚光的狀況的正面圖。
圖8為藉由模擬來表示使自各透鏡部出射的照射光於光源裝置的出射面聚光的狀況的立體圖。
以下，一方面參照隨附圖式一方面對本發明的一實施形態進行說明。以下的說明中的前後、左右及上下的方向是以圖中的箭頭方向為基準。於圖1至圖8中，各箭頭方向於不同的圖式 彼此間相一致。視圖式不同，有時為了簡便圖示而省略光源系統1中的一部分構成的圖示。
一方面參照圖1至圖8，一方面對一實施形態的光源系統1的構成及功能進行主要說明。圖1為一實施形態的光源系統1的俯視的外觀立體圖。圖2為表示圖1的光源裝置10及光導20分離的狀況的分解立體圖。圖2中，後述的第一散熱部13a、第二散熱部13b、第三散熱部13c及第四散熱部13d的圖示省略。
若參照圖1及圖2，則光源系統1具有光源裝置10及光導20，所述光源裝置10向外部照射光，所述光導20具有多個光傳送路徑22且結合自光源裝置10的出射面出射的光。
光導20具有配置於大致圓筒狀的外部被覆21的內部空間中的多個光傳送路徑22。光導20是以沿著所述光導20的延長方向、即前後方向多個光傳送路徑22自外部被覆21的端部突出至外部的方式構成。
光傳送路徑22為能低損失地傳送自光源裝置10出射的光的任意態樣，亦可藉由任意個數而配置於外部被覆21的內部空間中。光傳送路徑22例如亦可為光纖。構成多個光傳送路徑22的各光纖的導波模式可為單模(single-mode)及多模(multi-mode)的任一種。各光纖可為通用的單模光纖、分散位移單模光纖及突變型多模光纖(step index multimode fiber)等任意種類的光纖。
光源裝置10具有外殼11、第一照射部12a、第二照射部12b、第三照射部12c及第四照射部12d、以及第一散熱部13a、 第二散熱部13b、第三散熱部13c及第四散熱部13d。
外殼11的前部11a是以成為大致圓筒狀的方式形成。外殼11的中央部11b是以與前部11a連續且從前方向後方擴展的方式形成。外殼11的後部11c是與中央部11b連續地形成。
第一照射部12a、第二照射部12b、第三照射部12c及第四照射部12d分別安裝於外殼11的後部11c。第一照射部12a、第二照射部12b、第三照射部12c及第四照射部12d例如以朝向光導20的中心傾斜的方式安裝。
第一散熱部13a、第二散熱部13b、第三散熱部13c及第四散熱部13d分別安裝於第一照射部12a、第二照射部12b、第三照射部12c及第四照射部12d的後方。第一散熱部13a、第二散熱部13b、第三散熱部13c及第四散熱部13d分別包含例如任意的散熱片，使由對應的照射部產生的熱向外部散熱。
若從前方向後方將光導20安裝於光源裝置10，則光導20的外部被覆21的端面21a抵接於外殼11的前端面11d，而決定光導20相對於光源裝置10的位置。光導20亦可藉由使用形成於外殼11的前部11a的上表面的螺孔11e的螺固等任意的緊固方法，而安裝於光源裝置10。於該狀態下，多個光傳送路徑22的端面配置於外殼11的前部11a及中央部11b的前後方向上的邊界附近。
圖3為表示圖2的光源裝置10單體的外觀立體圖。圖3中，於透射狀態下藉由虛線來表示第一照射部12a、第二照射部 12b、第三照射部12c及第四照射部12d各自的內部構成的一部分。圖4為於圖3的光源裝置10中省略了外殼11的內觀立體圖。圖5為沿著圖3的V-V箭頭線的剖面圖。圖5中，省略外殼11的前部11a的圖示。
若參照圖3及圖4，則第一照射部12a具有照射第一照射光的第一發光元件14a。第二照射部12b具有照射第二照射光的第二發光元件14b。第三照射部12c具有照射第三照射光的第三發光元件14c。第四照射部12d具有照射第四照射光的第四發光元件14d。第一發光元件14a、第二發光元件14b、第三發光元件14c及第四發光元件14d各自亦可含有任意的發光元件。例如，各發光元件可為發光二極體(Light Emitting Diode，LED)元件。
若參照圖4，則通過第一發光元件14a的第一出射面S1的大致中心且和第一出射面S1正交的第一光軸A1、與通過圖5所示的光源裝置10的出射面S5的大致中心且和出射面S5正交的出射光軸A5以角度θ 1相交。角度θ 1為第一角度以下。第一角度例如包含較與構成光導20的光傳送路徑22的數值孔徑對應的受光角度更小的角度。例如，於可受光的角度範圍為70°的光纖中，與數值孔徑對應的受光角度成為其一半的35°。此時，例如第一角度為20°。
如圖3至圖5所示，和第一發光元件14a的第一出射面S1正交的第一光軸A1相對於出射光軸A5向兩個方向傾斜。更具體而言，第一光軸A1相對於出射光軸A5向左右方向、及上下方 向此兩方向傾斜。例如，如圖4所示，第一發光元件14a的中心位置位於較出射光軸A5更靠右上。此時，亦如圖5所示，第一出射面S1向出射面S5的大致中心傾斜。伴隨於此，第一照射部12a總體亦向出射面S5的大致中心傾斜。
例如，對於可受光範圍為70°的光纖，於角度θ 1等於作為第一角度的20°的情形時，自出射面S5側觀看第一發光元件14a時，第一光軸A1相對於出射光軸A5向右側傾斜10°，向上側傾斜18°。如此，第一光軸A1與出射光軸A5在包含出射光軸A5且沿著上下前後方向擴展的平面、及包含出射光軸A5且沿著左右前後方向擴展的平面上不交叉，而在相對於各平面以既定角度傾斜的平面上相交。
第二發光元件14b、第三發光元件14c及第四發光元件14d亦具有同樣的構成。
更具體而言，通過第二發光元件14b的第二出射面S2的大致中心且和第二出射面S2正交的第二光軸A2、與出射光軸A5以角度θ 2相交。角度θ 2為所述第一角度以下。例如，如圖4所示，第二發光元件14b的中心位置位於較出射光軸A5更靠左上。例如，對於可受光範圍為70°的光纖，於角度θ 2等於作為第一角度的20°的情形時，自出射面S5側觀看第二發光元件14b時，第二光軸A2相對於出射光軸A5向左側傾斜10°，向上側傾斜18°。
通過第三發光元件14c的第三出射面S3的大致中心且和第三出射面S3正交的第三光軸A3、與出射光軸A5以角度θ 3 相交。角度θ 3為所述第一角度以下。例如，如圖4所示，第三發光元件14c的中心位置位於較出射光軸A5更靠左下。例如，對於可受光範圍為70°的光纖，於角度θ 3等於作為第一角度的20°的情形時，自出射面S5側觀看第三發光元件14c時，第三光軸A3相對於出射光軸A5向左側傾斜10°，向下側傾斜18°。
通過第四發光元件14d的第四出射面S4的大致中心且和第四出射面S4正交的第四光軸A4、與出射光軸A5以角度θ 4相交。角度θ 4為所述第一角度以下。例如，如圖4所示，第四發光元件14d的中心位置位於較出射光軸A5更靠右下。例如，對於可受光範圍為70°的光纖，於角度θ 4等於作為第一角度的20°的情形時，自出射面S5側觀看第四發光元件14d時，第四光軸A4相對於出射光軸A5向右側傾斜10°，向下側傾斜18°。
若參照圖4及圖5，則光源裝置10更具有第一透鏡部15a、第二透鏡部15b、第三透鏡部15c及第四透鏡部15d。
第一透鏡部15a配置於第一照射部12a、更具體而言配置於第一發光元件14a的前方，與第一發光元件14a相向。第一透鏡部15a作用於自第一照射部12a出射的第一照射光，將第一照射光聚光於光源裝置10的出射面S5。
第二透鏡部15b配置於第二照射部12b、更具體而言配置於第二發光元件14b的前方，與第二發光元件14b相向。第二透鏡部15b作用於自第二照射部12b出射的第二照射光，將第二照射光聚光於光源裝置10的出射面S5。
第三透鏡部15c配置於第三照射部12c、更具體而言配置於第三發光元件14c的前方，與第三發光元件14c相向。第三透鏡部15c作用於自第三照射部12c出射的第三照射光，將第三照射光聚光於光源裝置10的出射面S5。
第四透鏡部15d配置於第四照射部12d、更具體而言配置於第四發光元件14d的前方，與第四發光元件14d相向。第四透鏡部15d作用於自第四照射部12d出射的第四照射光，將第四照射光聚光於光源裝置10的出射面S5。
圖6為具體表示各透鏡部所含的透鏡系的示意圖。圖6中，作為一例，表示第四透鏡部15d所含的透鏡系，但第一透鏡部15a、第二透鏡部15b及第三透鏡部15c各自所含的透鏡系亦具有同樣的構成。使用圖6的關於第四透鏡部15d的以下說明對於第一透鏡部15a、第二透鏡部15b及第三透鏡部15c亦同樣適用。
圖6中的點線表示自第四發光元件14d的上端出射的第四照射光的傳播路徑。圖6中的實線表示自第四發光元件14d的中心出射的第四照射光的傳播路徑。圖6中的虛線表示自第四發光元件14d的下端出射的第四照射光的傳播路徑。
若參照圖6，則第四透鏡部15d例如具有自第四照射部12d側向光源裝置10的出射面S5側依序配置的第一透鏡16a、第二透鏡16b及第三透鏡16c。
作為一例，將第四透鏡部15d說明作具有三個透鏡，但其構成不限定於此。第四透鏡部15d亦可具有可將第四照射光於 出射面S5聚光的任意個數的透鏡。
例如第一透鏡16a為平凸透鏡。例如第二透鏡16b為凹凸透鏡。例如第三透鏡16c為兩凸透鏡。各透鏡是以凸面朝向光源裝置10的出射面S5側的方式配置。
進而，例如第一透鏡16a為球面透鏡。例如第二透鏡16b為非球面透鏡。例如第三透鏡16c為非球面透鏡。
第一透鏡16a將從第四發光元件14d出射的第四照射光大幅擴展的位置自第四發光元件14d的第四出射面S4向前側挪動。此外，第一透鏡16a將從第四發光元件14d出射的第四照射光的大致總體無洩漏地擷取。
第二透鏡16b抑制自第一透鏡16a以具有大擴展角的狀態出射的第四照射光的擴展。即，第二透鏡16b使第四照射光的配光變窄。進而，第二透鏡16b的凹面將自第一透鏡16a以具有大擴展角的狀態出射的第四照射光的大致總體無洩漏地擷取。
第三透鏡16c將藉由第二透鏡16b使配光變窄的第四照射光聚光於光源裝置10的出射面S5。光源裝置10的出射面S5亦可形成為例如大致圓形形狀。
經第四透鏡部15d聚光的第四照射光的聚光角度θ 5為第二角度以下。第二角度的1/2的值例如包含較與構成光導20的光傳送路徑22的數值孔徑對應的受光角度更小的角度。例如，於為可受光範圍為70°的光纖，且與數值孔徑對應的受光角度成為35°的情形時，第二角度的1/2的值亦可為15°。即，第二角度亦可為 30°。
將第二角度的1/2的值加上第一角度所得的值亦可為與構成光導20的光傳送路徑22的數值孔徑對應的受光角度以下。例如，對於可受光範圍為70°的光纖，第一角度亦可為20°，第二角度亦可為30°，於該情形時，將第二角度的1/2的值加上第一角度所得的值成為35°，和與光纖的數值孔徑對應的受光角度35°相等。
圖7為藉由模擬來表示使自各透鏡部出射的照射光於光源裝置10的出射面S5聚光的狀況的正面圖。圖8為藉由模擬來表示使自各透鏡部出射的照射光於光源裝置10的出射面S5聚光的狀況的立體圖。圖7及圖8中，虛線表示自第一透鏡部15a出射的第一照射光L1的傳播路徑。同樣地，兩點鏈線表示自第二透鏡部15b出射的第二照射光L2的傳播路徑。一點鏈線表示自第三透鏡部15c出射的第三照射光L3的傳播路徑。實線表示自第四透鏡部15d出射的第四照射光L4的傳播路徑。
若參照圖7及圖8，則第一照射光L1、第二照射光L2、第三照射光L3及第四照射光L4分別自對應的發光元件出射後，通過對應的透鏡部，最終聚光於光源裝置10的出射面S5。若將光導20安裝於光源裝置10，則配置於外殼11的前部11a及中央部11b的前後方向的邊界附近的多個光傳送路徑22的端面S6與出射面S5位於同一平面內。即，出射面S5與端面S6亦可於前後方向上彼此配置於相同位置。不限定於此，出射面S5與端面S6亦能 以於前後方向上彼此相向且接近的狀態配置。
例如，通過出射面S5的大致中心且和出射面S5正交的圖5的出射光軸A5、與光導20的中心軸亦可彼此一致。進而，例如圖7所示，自前方向後方觀看時的正面視時，出射面S5總體亦可包含於多個光傳送路徑22的大致圓形形狀的端面S6的內側。藉此，聚光於出射面S5的第一照射光L1、第二照射光L2、第三照射光L3及第四照射光L4的大致總體無洩漏地與多個光傳送路徑22結合，自光源裝置10的出射面S5出射的光藉由光導20而進行傳送。
再者，圖7及圖8中，光源裝置10的出射面S5與圖6的大致圓形形狀不同，形成為大致矩形形狀，但光源裝置10的出射面S5亦能以包含該些大致圓形形狀及大致矩形形狀的任意形狀形成。例如，於光源裝置10的出射面S5如圖6般形成為大致圓形形狀的情形時，圖7的大致圓形形狀的端面S6與出射面S5亦能以使彼此的中心軸為同軸而彼此於前後方向上重疊的方式配置。此時，出射面S5的直徑亦可為端面S6的直徑以下。
根據以上般的一實施形態的光源系統1及光源裝置10，即便於需要獲得高亮度的情形時，亦能以更高的自由度調整被照射體上的照射光的規格，且用戶的便利性提高。
更具體而言，藉由光源系統1及光源裝置10具有多個發光元件，且利用對應的透鏡部將各照射光聚光於出射面S5，即便於將高亮度的LED晶片用作發光元件的情形時，亦不會不必要 地限制光導20的規格。即，可使用具有通常規格的任意的光導20。更具體而言，即便晶片面積因高亮度的LED晶片而增大，亦藉由調整將照射光聚光的出射面S5的面積，而可在不根據LED晶片的晶片面積不必要地增大光導20的直徑的情況下維持結合效率。
此種關於光導20的直徑的效果於配置有多個發光元件般的情形時變得更顯著。例如，想到將光導20所含的多個光傳送路徑22於端面S6側根據發光元件的個數而分支為多個組，將經分支的多個組的各端面如專利文獻1所記載的發明般按壓於各發光元件而使各照射光結合的情形。此時，若由高亮度的LED晶片導致晶片面積增大，則所分支的多個組各自的直徑增大，將該些聚攏的光導20總體的直徑進一步增大。一實施形態的光源系統1及光源裝置10即便於配置有多個發光元件般的情形時，亦使各照射光聚光於出射面S5，故而藉由調整出射面S5的面積，可抑制與光導20的直徑有關的不必要的大型化。
此外，和各發光元件的各出射面正交的各光軸以第一角度以下與出射光軸A5相交，經各透鏡部聚光的各照射光的聚光角度θ 5為第二角度以下，藉此，構成光導20的光傳送路徑22的數值孔徑不會不必要地增大。即，即便於自發光元件出射的光的擴展角大般的情形時，亦可於不根據該擴展角不必要地增大光傳送路徑22的數值孔徑的情況下維持結合效率。
根據以上內容，例如包含直徑及數值孔徑的光導20的 規格不會受到不必要的限制，故而能以高的自由度調整被照射體上的照射光的規格。
光源系統1及光源裝置10中，藉由配置於各發光元件側的各透鏡部將各照射光聚光於出射面S5。即，為了使各照射光與光導20高效率地結合，於光導20的端面S6側進一步配置包含透鏡及反射鏡等的任意光學元件的必要性少。僅將光導20安裝於光源裝置10，各照射光便可高效率地與光導20結合。因此，無需進行光導20相對於光源裝置10所含的光學系的精密位置調整，即便於頻繁更換光導20的情形時，用戶的便利性亦提高。
藉由將第二角度的1/2的值加上第一角度所得的值為與光傳送路徑22的數值孔徑對應的受光角度以下，各照射光對光導20的結合效率提高。即，藉由基於光傳送路徑22的受光角度來傾斜各發光元件且決定各照射光的聚光角度θ 5，可使各照射光的大致總體無洩漏地與光導20結合。
光源系統1及光源裝置10具有四個發光元件，如上所述，各照射光對光導20的結合效率提高，藉此，被照射體上的照射光的亮度提高。例如，光源系統1及光源裝置10可達成10,000流明的亮度。
藉由在各透鏡部與出射面S5之間不配置反射鏡等附加的光學元件，光路長變短，聚光效率提高。例如，於將多個發光元件全部與出射光軸A5配置於同軸上，並利用反射鏡等將各照射光引導至出射面S5般的情形時，光路長變長，聚光效率降低。光 源系統1及光源裝置10中，各發光元件相對於出射光軸A5傾斜，藉此，省略反射鏡等附加的光學元件，聚光效率提高。
各透鏡部具有第一透鏡16a、第二透鏡16b及第三透鏡16c，藉此，使各照射光向出射面S5聚光，故而光學調整自由度提高。此外，具有三個透鏡的最小限度的構成，不會不必要地增加透鏡數，藉此，抑制因光被透鏡吸收而產生的照射光的亮度降低。
第一透鏡16a為平凸透鏡，第二透鏡16b為凹凸透鏡，第三透鏡16c為兩凸透鏡，藉此，可將從各發光元件以具有大擴展角的狀態出射的各照射光的大致總體高效率地聚光。例如於各發光元件為LED元件的情形時，各照射光以120°以上的擴展角擴散。第一透鏡16a將各照射光大幅擴展的位置向前方移動，第二透鏡16b的凹面無洩漏地擷取欲擴散的各照射光。而且，第三透鏡16c將各照射光聚光於出射面S5。如此，藉由階段性地將光聚光，可將各照射光的大致總體高效率地聚光。
第二透鏡16b及第三透鏡16c為非球面透鏡，藉此，抑制出射面S5附近的各照射光的球面像差。因此，光源裝置10可減小出射面S5的面積，於更窄的範圍內將各照射光聚光。
本領域技術人員明白，本發明可於不偏離其精神或其本質特徵的情況下，以所述實施形態以外的其他既定形態實現。因此，上文的記述為例示，並不限定於此。發明的範圍是由隨附的申請專利範圍而非上文的記述來定義。所有變更中在其均等範圍 內的若干變更包含於其中。
例如，所述各構成部的形狀、配置、朝向、角度及個數等不限定於所述說明及圖式中的圖示內容。各構成部的形狀、配置、朝向、角度及個數等只要可實現其功能，則可任意地構成。
設為將第二角度的1/2的值加上第一角度所得的值為與光傳送路徑22的數值孔徑對應的受光角度以下而進行了說明，但不限定於此。只要維持各照射光對光導20的結合效率，則將第二角度的1/2的值加上第一角度所得的值亦可不為受光角度以下。
各透鏡部亦可於因光被透鏡吸收而產生的照射光的亮度降低不極度變大的範圍內，具有四個以上的個數的透鏡。
第一透鏡16a、第二透鏡16b及第三透鏡16c各自的面形狀不限定於所述組合。第一透鏡16a、第二透鏡16b及第三透鏡16c各自亦可具有可將各照射光聚光於出射面S5的任意的面形狀。例如，第一透鏡16a亦可為凹凸透鏡而非平凸透鏡，亦可為非球面透鏡而不是球面透鏡。於第一透鏡16a為凹凸透鏡的情形時，第一透鏡16a可將自各發光元件以大擴展角擴散的各照射光於凹面側無洩漏地以更良好的效率擷取。例如，第二透鏡16b亦可為平凸透鏡而非凹凸透鏡。例如，第二透鏡16b及第三透鏡16c亦可為球面透鏡而不是非球面透鏡。
照射部的個數不限定於四個。照射部的個數可為任意。例如，照射部的個數可為兩個或三個，亦可為五個以上。例如於照射部的個數為五個的情形時，亦可於圖4所示的第一照射部 12a、第二照射部12b、第三照射部12c及第四照射部12d之間，即以與出射光軸A5成為同軸的方式將第五照射部配置於中央。於該情形時，自第五照射部出射的第五照射光亦可為與光導20的直徑一致的平行光。如此，因光源的追加及平行光的高結合效率而被照射體上的照射光的亮度進一步提高。
上文中，作為一例，對構成光導20的光傳送路徑22的可受光角度範圍為70°的情形進行了說明，但不限定於此。光源系統1亦可具有光傳送路徑22的可受光角度範圍具有任意值的光導20。例如，光傳送路徑22的可受光角度範圍可為通用性高的60°至80°的任一個值，亦可為120°。例如於光傳送路徑22的可受光角度範圍為60°的情形時，第一角度亦可為15°，第二角度的1/2的值亦可為5°。即，第二角度亦可為10°。例如，於光傳送路徑22的可受光角度範圍為80°的情形時，第一角度亦可為23°，第二角度的1/2的值亦可為12°。即，第二角度亦可為24°。例如，於光傳送路徑22的可受光角度範圍為120°的情形時，第一角度亦可為27°，第二角度的1/2的值亦可為15°。即，第二角度亦可為30°。
各發光元件例如可為具有彼此相同的波長光譜的LED元件，亦可為具有互不相同的波長光譜的LED元件。例如，藉由將波長光譜互不相同的LED元件特意地組合，光源系統1及光源裝置10可照射顯色性優異的照射光。
光源系統1及光源裝置10可用於工業用途及醫療用途等任意的用途中。例如，光源系統1及光源裝置10可用作用於照 射任意檢查對象物的檢查部位的檢查用光源。

Claims (8)

  1. 一種光源系統，包括：光源裝置，向外部照射光；及光導，具有多個光傳送路徑，且結合自所述光源裝置的出射面出射的光，所述光源裝置具有四組的照射部與透鏡部，所述照射部，具有照射照射光的LED元件，所述透鏡部，將所述照射光聚光於所述光源裝置的所述出射面，和所述LED元件的出射面正交的光軸與和所述光源裝置的所述出射面正交的出射光軸所成的角度為第一角度以下，經所述透鏡部聚光的所述照射光的聚光角度為第二角度以下，所述第一角度、及所述第二角度的1/2的值分別小於與構成所述光導的所述光傳送路徑的數值孔徑對應的受光角度，四個所述光軸分別相對於和所述出射光軸正交的第一軸以相同的角度傾斜，並且相對於和所述出射光軸及所述第一軸正交的第二軸以相同的角度傾斜，四個所述光軸分別以不同組合的方式沿著所述第一軸的二個方向中的一個方向、及沿著所述第二軸的二個方向中的一個方向傾斜。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光源系統，其中將所述第二角度的1/2的值加上所述第一角度所得的值為所述受光角度以下。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光源系統，其中所述透鏡部具有自對應的照射部側向所述光源裝置的出射面側依序配置的第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的光源系統，其中所述第一透鏡為平凸透鏡，所述第二透鏡為凹凸透鏡，所述第三透鏡為兩凸透鏡，各透鏡是以凸面朝向所述光源裝置的所述出射面側的方式配置。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的光源系統，其中所述第一透鏡為球面透鏡，所述第二透鏡為非球面透鏡，所述第三透鏡為非球面透鏡。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光源系統，其中所述第一角度為20°。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光源系統，其中所述第二角度為30°。
  8. 一種光源裝置，向外部照射光，其中所述光源裝置具有四組的照射部與透鏡部，所述照射部，具有照射照射光的LED元件，所述透鏡部，將所述照射光聚光於所述光源裝置的出射面，和所述LED元件的出射面正交的光軸與和所述光源裝置的所述出射面正交的出射光軸所成的角度為20°以下，經所述透鏡部聚光的所述照射光的聚光角度為30°以下，四個所述光軸分別相對於和所述出射光軸正交的第一軸以相同的角度傾斜，並且相對於和所述出射光軸及所述第一軸正交的第二軸以相同的角度傾斜，四個所述光軸分別以不同組合的方式沿著所述第一軸的二個方向中的一個方向、及沿著所述第二軸的二個方向中的一個方向傾斜。
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