WO2012133430A1 - 光源装置の駆動方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a driving method of a light source device.
- a primary light unit such as a semiconductor laser (LD) emits primary light.
- This primary light is guided to the wavelength conversion member via the optical fiber.
- the guided primary light is converted into secondary light having a desired wavelength.
- the light source module emits the primary light and the converted secondary light as illumination light.
- An example of the light source module as described above is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-122838.
- the light emitting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-122838 a part of the secondary light emitted from the wavelength conversion member that is not used as illumination light is different from the optical fiber that guides the primary light. The light is guided to the light receiving element via the fiber. The light receiving element detects the guided light and outputs a signal corresponding to the light intensity.
- an abnormality such as disconnection of one optical fiber occurs, the intensity of light reaching the light receiving element changes.
- the light emitting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-122838 detects an abnormality of the device based on a signal corresponding to the light intensity output from the light receiving element.
- an object of the present invention is to provide a driving method of a light source device that does not leak light that may cause harm to a human body.
- a driving method of a light source device includes a primary light source, an optical fiber that guides primary light emitted from the primary light source, and the primary light source.
- a light conversion unit that receives primary light emitted and guided by the optical fiber, and converts at least one of a peak wavelength, a spectral shape, a radiation angle, and a light amount included in the optical properties of the primary light.
- a light detection unit that detects light emitted from the light conversion unit, wherein the light detection unit detects the light emitted from the light conversion unit.
- the light conversion unit having a ascertaining the state of the light source device based on the output signal of the light detection unit detected the light emitted is incident on the light detection unit from.
- the present invention since the presence or absence of an abnormality is determined using light having an intensity that is safe to the human body, it is possible to provide a driving method of a light source device that does not leak light that may cause harm to the human body.
- FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration example of an embodiment of a light source device according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an outline of a configuration example of the wavelength conversion unit according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation example of the light source device according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the radiation power representing the maximum allowable exposure amount and the exposure time.
- FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation example of the light source device according to the first modification of the first embodiment.
- FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation example of the light source device according to the second modification of the first embodiment.
- FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration example of an embodiment of a light source device according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an outline of a configuration example of the wavelength conversion unit according to the first
- FIG. 7 is a diagram showing an outline of a configuration example of an embodiment of a light source device according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation example of the light source device according to the second embodiment.
- FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an outline of a configuration example of the wavelength conversion unit of the third embodiment.
- FIG. 10 is a diagram illustrating an outline of a configuration example of the optical system according to the fourth embodiment.
- the light source device 100 includes an excitation light source 110, a lens 112, a first optical fiber 120, a wavelength conversion unit 130, a second optical fiber 140, a light receiving element 150, a drive unit 160, a control unit 170, The output unit 180 and the input unit 190 are provided.
- the excitation light source 110 is a semiconductor laser light source, for example, and emits excitation light.
- the emitted excitation light is collected by the lens 112 and enters the first optical fiber 120.
- the emitted excitation light can be efficiently incident on the first optical fiber.
- the first optical fiber 120 guides the excitation light emitted from the excitation light source 110 to the wavelength conversion unit 130.
- the wavelength conversion unit 130 has a phosphor 132 fixed to a holding member 134.
- the excitation light guided by the first optical fiber 120 is applied to the phosphor 132 provided in the wavelength conversion unit 130.
- the phosphor 132 irradiated with the excitation light absorbs the excitation light and emits fluorescence.
- the wavelength conversion unit 130 irradiates the illumination target 900 with the fluorescence emitted by the phosphor 132 and the excitation light that has not been absorbed by the phosphor 132.
- the second optical fiber 140 guides a part of the fluorescence generated by the phosphor 132 and a part of the excitation light reflected and scattered by the phosphor 132 from the wavelength conversion unit 130 to the light receiving element 150.
- the light receiving element 150 detects the light guided by the second optical fiber 140 and outputs a signal corresponding to the light intensity.
- the light receiving element 150 is configured so that the intensity of excitation light and the intensity of fluorescence can be detected independently.
- FIG. 2 shows a cross-sectional view of the surface of the wavelength conversion unit 130 that includes the central axis of the first optical fiber 120 and the central axis of the second optical fiber 140.
- the wavelength conversion unit 130 includes a phosphor 132 that is a wavelength conversion member, a holding member 134, and a ferrule 136.
- the holding member 134 has a recess, and the phosphor 132 is disposed in the recess.
- the first optical fiber 120 is inserted and fixed in the through hole 135 of the holding member 134. Similar to the first optical fiber 120, the second optical fiber 140 is inserted and fixed in the through hole 135 of the holding member 134.
- the first optical fiber 120 and the second optical fiber 140 are disposed along each other and are held by a common ferrule 136.
- the drive unit 160 is a drive circuit for supplying current to the excitation light source 110 and causing the excitation light source 110 to emit light.
- the control unit 170 is connected to the drive unit 160, the light receiving element 150, the output unit 180, and the input unit 190.
- the control unit 170 controls the overall operation of the light source device 100.
- the control unit 170 controls the operation of the driving unit 160 and adjusts the light amount and the light emission time of the excitation light source 110.
- the control unit 170 receives a signal from the light receiving element 150 and acquires the state of the light source device 100.
- the control unit 170 outputs a signal related to information transmitted to the user to the output unit 180.
- the control unit 170 acquires a signal related to an instruction from the user from the input unit 190.
- the output unit 180 is a display or a speaker, for example, and outputs information to be transmitted to the user based on an instruction from the control unit 170. As a transmission method, characters, graphics, or the like may be displayed on the display, or sound may be emitted from a speaker.
- the input unit 190 is, for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, a button switch, a slider, and the like. The input unit 190 receives an instruction from the user and outputs a signal based on the instruction to the control unit 170.
- the excitation light source 110 functions as a primary light source.
- the wavelength conversion unit 130 functions as a light conversion unit that converts at least one of a peak wavelength, a spectrum shape, a radiation angle, and a light amount.
- the light receiving element 150 functions as a light detection unit that detects light emitted from the light conversion unit.
- the operation of the light source device 100 is controlled by the control unit 170.
- the controller 170 first checks whether there is an abnormality in the light source device 100, in other words, whether the light source device 100 is in a sufficiently safe state.
- the control unit 170 operates the light source device 100 so as to emit light in a use state.
- step S1 the control unit 170 executes a safe light emission process.
- the control unit 170 causes the excitation light source 110 to emit confirmation light having the following intensity.
- the intensity of the confirmation light is sufficiently high that the light receiving element 150 can detect light derived from the light emitted from the excitation light source 110.
- the intensity of the confirmation light is low enough that the amount of light emitted from the excitation light source 110 is sufficiently safe for the human body.
- the light amount of the confirmation light that satisfies the above conditions is set based on the light amount in the excitation light source 110 with the highest light intensity.
- the confirmation light emitted from the excitation light source 110 is guided to the phosphor 132 in the wavelength conversion unit 130 by the first optical fiber 120.
- the phosphor 132 receives the guided confirmation light and emits fluorescence corresponding to the amount of the irradiated confirmation light. Much of this fluorescence is applied to the illumination object 900.
- a part of the fluorescence emitted from the phosphor 132 enters the second optical fiber 140.
- a part of the excitation light reflected / scattered by the phosphor 132 also enters the second optical fiber 140.
- the light incident on the second optical fiber 140 is guided to the light receiving element 150.
- the light receiving element 150 receives the light guided by the second optical fiber 140.
- the amount of light that is high enough to be detected by the light receiving element 150 that defines the amount of the confirmation light is applied to the phosphor 132 via the first optical fiber 120, and the second optical fiber 140 is irradiated from the phosphor 132.
- the amount of light that is guided to the light receiving element 150 via the light amount exceeds the lower detection limit of the light receiving element 150.
- the amount of light emitted from the excitation light source 110 that is the detection lower limit of the light receiving element 150 in the light receiving element 150 is referred to as light detection means lower limit radiation power. That is, in the present embodiment, the amount of light emitted from the excitation light source 110 is greater than or equal to the light detection means lower limit radiation power.
- the amount of light that is sufficiently safe and sufficiently low for the human body to regulate the amount of confirmation light is as follows.
- a maximum allowable exposure (Maximum Permissible Exposure; MPE) is known as a standard for this threshold.
- MPE is a standard determined based on information obtained from past accidents and experimental studies using animals. Two types of values are known as MPE. That is, the value for the eye most sensitive to light in the human body and the value for the skin, which is the other part. Whether to use the value for the eye or the value for the skin should be carefully determined according to the usage environment of the light source device, the skill of the operator, and the like.
- Table 1 shows MPE for the eye and MPE for the skin with light having a wavelength of 400 to 700 nm, with exposure times ranging from 1 nanosecond to 18 microseconds and from 18 microseconds to 10 seconds, respectively.
- MPE is generally given as a relationship between the radiation energy of light irradiated per unit area, that is, radiation exposure (unit: J / m 2 ) and exposure time.
- the MPE is determined not by the radiant energy of light emitted from the light source device itself but by the amount of radiant energy and how long the light is irradiated on the surface of the human body.
- the distance between the excitation light source and the human body surface is assumed in consideration of the use situation, and the radiant energy is calculated so that the value obtained from the radiant energy and the exposure time is MPE or less at the shortest distance. And exposure time.
- FIG. 4 shows the relationship (MPE) of the radiation power [W] with respect to the exposure time [second].
- the measured aperture diameter of the eye is 7 mm and the area is 3.85 ⁇ 10 ⁇ 5 [m 2 ].
- the measured opening diameter of the skin is 3.5 mm, and the area is 9.62 ⁇ 10 ⁇ 6 [m 2 ].
- a solid line 210 indicates MPE for the eye
- a broken line 220 indicates MPE for the skin.
- the MPE for the eye and the MPE for the skin differ by about 2 to 4 digits.
- the confirmation light needs to have a light power equal to or higher than the light detection means lower limit radiation power. Therefore, first, the light intensity of the confirmation light is defined so as to be equal to or higher than the light detection means lower limit radiation power according to the lower limit of the detectable light power of the light receiving element 150 to be used. Next, the exposure time is set so that the radiation exposure on the surface of the human body is less than or equal to MPE for light having a light quantity equal to or greater than the light detection means lower limit radiation power.
- MPE for an eye with a small allowable exposure amount is used.
- the amount of the confirmation light emitted from the excitation light source 110 is set so as not to exceed the MPE even if all of the confirmation light emitted from the excitation light source 110 enters the eye.
- a combination of radiation power and exposure time corresponding to a range below the solid line 210 indicating MPE for the eye For example, when the optical power is 1 mW, it can be seen that the exposure time is approximately 0.1 seconds or less and the MPE or less.
- the control unit 170 performs an abnormality confirmation process. Based on the light received by the light receiving element 150, the control unit 170 checks whether or not the light source device 100 has an abnormality. In this abnormality confirmation process, the amount of fluorescence, the amount of excitation light reflected / scattered by the phosphor 132 mixed in the fluorescence, the intensity ratio of fluorescence to excitation light, and the like are used as criteria for determining whether there is an abnormality. It is done.
- an allowable range of the light amount ratio between the excitation light and the fluorescence is stored in advance, and if the detected light amount ratio between the excitation light and the fluorescence is within the allowable range, the control unit 170 has no abnormality in the light source device 100.
- the control unit 170 compares the light amount ratio between the excitation light and the fluorescence detected by the previous abnormality confirmation process with the light amount ratio detected by the current abnormality confirmation process, and the change amount is equal to or less than an allowable value. In this case, it is determined that there is no abnormality in the light source device 100.
- the control unit 170 determines that the light source device 100 is abnormal. Further, when the light amount of the excitation light received by the light receiving element 150 is larger than the allowable upper limit value, or when the light amount ratio between the excitation light and the fluorescence received by the light receiving element 150 exceeds the allowable range, various malfunctions may occur. is there. Therefore, in such a case, the control unit 170 determines that there is an abnormality in the light source device 100. Furthermore, when neither excitation light nor fluorescence is detected, the light receiving element 150 may be abnormal. Therefore, in such a case, the control unit 170 determines that there is an abnormality in the light source device 100.
- the abnormality of the excitation light source 110 can be detected by a known method for confirming the current-voltage characteristics of the excitation light source 110 or a known method in which a monitoring photodiode is provided in the excitation light source 110. Therefore, an abnormality of the light source device 100 can be detected by using a method of checking current-voltage characteristics and a method of providing a monitoring photodiode.
- step S3 the control unit 170 determines whether or not an abnormality is detected in step S2. If it is determined that there is an abnormality in the light source device 100, the process proceeds to step S4.
- step S4 the control unit 170 uses the output unit 180 to warn the user that there is an abnormality.
- the output unit 180 may be a speaker, for example, and an alarm sound may be generated to warn.
- the output unit 180 may be a display, for example, and warning may be performed by displaying warning characters or images.
- the control unit 170 stops the operation of the light source device 100 including stopping the emission of the excitation light from the excitation light source 110.
- the light source device 100 may be configured to stop the operation of the light source device 100 without issuing a warning, or may be configured to continue issuing a warning without stopping.
- step S3 determines whether abnormality in the light source device 100. If it is determined in step S3 that there is no abnormality in the light source device 100, the control unit 170 proceeds to step S5.
- step S ⁇ b> 5 the control unit 170 performs an in-use light emission process.
- excitation light having a higher light intensity than the confirmation light having the safe light intensity output in the above-described safe light emission process can be emitted from the excitation light source 110.
- the output level of the excitation light is an output level such that the intensity of light emitted from the wavelength conversion unit 130 becomes a light amount desired by the user based on a user instruction acquired from the input unit 190, for example. The user performs a desired work under the illumination output in the light emission process during use.
- the control unit 170 ends the series of processes.
- the safe light emission process in step S1 functions as causing the primary light source to emit the confirmation light.
- the abnormality confirmation process in step S2 and the determination in step S3 function as confirming the state of the light source device.
- the safety confirmation regarding the light leakage of the light source device 100 is performed without the user being aware of it.
- This safety check is performed using safety light having a safe light quantity based on MPE.
- the light source device 100 stops. Therefore, even if there is an abnormality in the light source device 100, the light that leaks out is light that has a light quantity that is weaker than the safety light, and no dangerous light leaks out. If safety is confirmed, it functions normally as the light source device 100 that emits strong light desired by the user.
- the light source device 100 is provided in which light that may cause harm to the human body does not leak.
- MPE for the eye is used as a reference for the light intensity of the safety light, but the reference is not limited to MPE.
- the exposure release limit (AEL) defined in JIS C 6802 (2005) can be used. While MPE is the maximum allowable exposure amount for the human body, AEL is defined as the allowable limit of the amount of light emitted from the light source device based on MPE.
- AEL is defined as class 1, class 1M, class 2, class 2M, etc., depending on the environment in which the light source is used and the presence or absence of protective equipment. For example, if it is class 1, it is defined that the beam is not damaged even if it is directly observed, and if it is class 2M, it is not damaged unless the beam is directly looked at using an optical device. .
- this AEL can be used as a reference for the light intensity of safety light.
- the standard of the light intensity of the safety light can satisfy any of class 1, class 1M, class 2, and class 2M.
- AEL By using AEL as a reference, it is possible to obtain a safe definition of light quantity in the JIS standard. As a result, for example, in management and use of the device, it can be handled in the same manner as other light source devices, and convenience is improved.
- FIG. 5 shows a flowchart of processing according to this modification.
- the processes of steps S1 to S4 are the same as those of the first embodiment, and step S5 according to the first embodiment is replaced with steps S11 to S14.
- step S ⁇ b> 1 the control unit 170 performs a safety light emission process, and emits confirmation light from the excitation light source 110 that has a sufficient amount of light that can be detected by the light receiving element 150 and is sufficiently safe for the human body.
- step S ⁇ b> 2 the control unit 170 performs an abnormality confirmation process, and confirms whether or not there is an abnormality in the light source device 100 based on the intensity of light received by the light receiving element 150.
- step S3 the control unit 170 determines whether or not an abnormality is detected in step S2. If it is determined that there is an abnormality in the light source device 100, the process proceeds to step S4. In step S4, the control unit 170 warns the user that there is an abnormality in the light source device 100 via an alarm device or a display device (not shown), and stops the operation of the light source device 100.
- step S11 the control unit 170 determines whether it is time to execute the state confirmation processing in steps S1 to S3 based on a counter. As a result of this determination, if it is time to execute the state confirmation process, the control unit 170 resets the counter, and the process returns to step S1. On the other hand, if it is not time to execute the state confirmation process, the process proceeds to step S12.
- step S12 the control unit 170 executes a light emission process during use similar to that in step S5 of the first embodiment.
- step S13 the control unit 170 advances the counter.
- step S14 the control unit 170 determines whether or not an instruction to end the process is input from the user. If an instruction to end the process is input, the control unit 170 ends the process. On the other hand, if an instruction to end the process is not input, the process returns to step S11.
- step S13 If the counter counted up in step S13 reaches a predetermined value by executing the process as in the present modification, the process returns to step S1 by the determination in step S11. Therefore, the state confirmation process of step S1 thru
- FIG. 6 shows a flowchart of processing according to this modification.
- the processes in steps S1 to S3 and the processes in steps S11 to S14 are the same as in the first modification, and step S4 according to the first modification is changed to steps S21 to S24. Has been replaced.
- step S ⁇ b> 1 the control unit 170 performs a safety light emission process, and emits confirmation light from the excitation light source 110 that has a sufficient amount of light that can be detected by the light receiving element 150 and is sufficiently safe for the human body.
- step S ⁇ b> 2 the control unit 170 performs an abnormality confirmation process, and confirms whether or not there is an abnormality in the light source device 100 based on the fluorescence received by the light receiving element 150.
- step S3 the control unit 170 determines whether or not an abnormality is detected in step S2. If it is determined that there is no abnormality in the light source device 100, the process proceeds to step S11.
- step S11 the control unit 170 determines whether or not it is time to execute the state confirmation process based on the counter. As a result of the determination, if it is the timing to execute the state confirmation process, the control unit 170 resets the counter and the process returns to step S1. On the other hand, if it is not time to execute the state confirmation process, the process proceeds to step S12.
- step S12 the control unit 170 executes the in-use light emission process as in step S5 of the first embodiment.
- step S13 the control unit 170 advances the counter.
- step S14 the control unit 170 determines whether or not an instruction to end the process is input from the user. If an instruction to end the process is input, the control unit 170 ends the process. On the other hand, if an instruction to end the process is not input, the process returns to step S11.
- step S3 if it is determined in step S3 that the light source device 100 is abnormal, the process proceeds to step S21.
- the control unit 170 issues a warning that there is an abnormality, as in step S4 of the first embodiment.
- step S22 the control unit 170 executes the same safe light emission process as that in step S1. That is, the control unit 170 emits excitation light having a safe intensity from the excitation light source 110.
- step S23 the control unit 170 determines whether or not a stop instruction is input from the user. In this determination, if no stop instruction is input, the process returns to step S22. On the other hand, if a stop instruction is input, in step S24, the control unit 170 issues a warning in the same manner as in step S4 of the first embodiment, and ends the operation of the light source device 100.
- the part where the wavelength conversion unit 130 of the light source device 100 is located may be inserted in the dark part.
- a user since a user performs a desired work under illumination by the wavelength conversion unit 130, there is a possibility that an arbitrary tool is arranged around the wavelength conversion unit 130. For this reason, if the light is completely turned off immediately when an abnormality is detected, there is a possibility that the part where the wavelength conversion unit 130 is located or the operation of removing the tool may be hindered.
- a safety light emission process is performed in which safety light that is safe level excitation light is continuously emitted.
- the light emission may be insufficient by performing the safe light emission process, it is possible to maintain the illumination of the portion where the wavelength conversion unit 130 is located.
- the present modification even if it is detected that there is an abnormality in the light source device 100, it is possible to assist the removal operation of the portion where the wavelength conversion unit 130 is located.
- the excitation light emitted from the excitation light source 110 is set to have a sufficiently safe light amount.
- the amount of light emitted from the exit end of the first optical fiber 120 is set to a safe level, that is, for example, MPE or less.
- the excitation light emitted from the excitation light source 110 is collected by the lens 112 at the incident end of the first optical fiber 120 and is incident on the first optical fiber 120. At this time, the incident rate at which the excitation light emitted from the excitation light source 110 enters the first optical fiber 120 is not 100%. For this reason, compared with the light quantity radiated
- the intensity of the confirmation light emitted from the first optical fiber 120 is MPE or less, there is a possibility that the amount of light emitted from the excitation light source 110 is MPE or more.
- the connection portion between the excitation light source 110 and the first optical fiber 120 is covered and protected by a housing (not shown). For this reason, there is almost no possibility that all of the confirmation light emitted from the excitation light source 110 is irradiated to the outside. Therefore, when the intensity of the confirmation light radiated from the first optical fiber 120 is set to MPE or less, the confirmation light having an intensity greater than or equal to MPE even though the amount of light emitted from the excitation light source 110 may be greater than or equal to MPE. There is almost no risk of light leaking from the portion of the excitation light source 110.
- the intensity of the confirmation light emitted from the first optical fiber 120 is less than or equal to MPE
- the intensity of the excitation light emitted from the excitation light source 110 is less than or equal to MPE.
- the light intensity can be made higher than setting. As a result, the amount of signal light received by the light receiving element 150 can be increased. As the amount of light received by the light receiving element 150 increases, the detection accuracy of the light receiving element 150 increases, and the control unit 170 can detect the abnormality of the light source device 100 more accurately.
- the length of the optical fiber is within several meters to several tens of meters.
- the light guide loss accompanying the light guide in the first optical fiber 120 is: It is assumed that it is sufficiently small.
- the amount of light emitted from the excitation light source 110 is set so that the amount of light emitted from the emission end of the first optical fiber 120 is MPE or less and is safe. That is, even when the first optical fiber 120 is broken in the middle and the confirmation light leaks out from that portion, the amount of light is less than or equal to MPE, which can be said to be safe.
- the amount of light emitted from the excitation light source 110 may be set as appropriate.
- the intensity of the confirmation light emitted from the excitation light source 110 based on the relationship between the light guide loss of the first optical fiber 120 and the position where the first optical fiber 120 may be broken according to the usage situation.
- the light source device 100 has a configuration in which the second optical fiber 140 is disposed behind the phosphor 132 and the light receiving element 150 detects the light incident on and guided to the second optical fiber 140. is doing.
- the light source device 100 emits excitation light and fluorescence emitted from the front of the wavelength conversion unit 130 in the direction of the illumination object 900 and reflected and scattered by the illumination object 900. It has a configuration to detect.
- FIG. 7 shows a configuration example of the light source device 100 according to the present embodiment.
- the light source device 100 according to the present embodiment does not include the second optical fiber 140 and the light receiving element 150 that are provided in the case of the first embodiment.
- a light receiving element 152 is disposed in the vicinity of the wavelength conversion unit 130.
- the light receiving element 152 is configured to be able to detect excitation light and fluorescence independently, and is the same as the light receiving element 150 of the first embodiment.
- the light receiving element 152 is electrically connected to the control unit 170.
- Other configurations are the same as the configurations according to the first embodiment.
- FIG. 8 shows a flowchart of processing according to the present embodiment.
- Step S31, step S32, step S33, step S34, and step S35 of the present embodiment correspond to step S1, step S2, step S3, step S4, and step S5 according to the first embodiment, respectively.
- the present embodiment is different from the first embodiment in that when it is determined in step S33 that the light source device 100 is abnormal, the process returns to step S31 after issuing a warning in step S34.
- step S31 the control unit 170 performs a safe light emission process, and the excitation light source 110 emits confirmation light that has a sufficient amount of light that can be detected by the light receiving element 152 and is sufficiently safe for the human body. Let it be injected from.
- step S ⁇ b> 32 the control unit 170 performs an abnormality confirmation process, and confirms whether or not there is an abnormality in the light source device 100 based on the fluorescence received by the light receiving element 152.
- step S33 the control unit 170 determines whether or not an abnormality is detected in step S32. If it is determined that there is an abnormality in the light source device 100, the process proceeds to step S34. In step S ⁇ b> 34, the control unit 170 notifies the user of the possibility of abnormality via the output unit 180. Thereafter, the process returns to step S31.
- step S33 determines whether the light source device 100 is normal. If it is determined in step S33 that the light source device 100 is normal, the process proceeds to step S35. In step S ⁇ b> 35, the control unit 170 executes an in-use light emission process.
- the light receiving element 152 is configured to detect the illumination light reflected by the illumination object 900. Therefore, the intensity of the light detected by the light receiving element 152 differs depending on the illumination object 900 even if the light intensity emitted from the wavelength conversion unit 130 is the same. For this reason, in this embodiment, it is a standard setup to irradiate a standard reflection sample such as a white plate with safety light and perform the state confirmation processing in steps S31 to S33. However, safety light is not always applied to a standard reflection sample from the moment the power is turned on.
- step S34 in the state confirmation processing in steps S31 to S33, even if light that is weaker than the predetermined range similar to the case where the light source device 100 is abnormal is detected, that is, it is determined that there is an abnormality. However, the light source device 100 is not stopped immediately, a warning is given that a possibility of abnormality is detected in step S34, and the safe light emission process is continued. After that, when the standard reflection sample is irradiated with safety light, and it is confirmed in the abnormality confirmation process that there is no abnormality, the process proceeds to the light emission process during use in step S35.
- the light receiving element 152 is disposed in the vicinity of the light emitting unit such as the wavelength conversion unit 130 and is connected to the control unit 170. Can be realized. At this time, the light receiving element 152 may be configured integrally with the first optical fiber 120, the wavelength conversion unit 130, or the like, or may be configured to be separable. Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to more accurately grasp the abnormality of the light source device 100 by using a standard reflection sample.
- the operation method of the light source device 100 may be configured such that the state confirmation process is periodically repeated as described with reference to FIG. 5 or described with reference to FIG. Thus, it is good also as a structure which performs a safe light emission process, when abnormality is detected.
- FIG. 9 shows a configuration of a part of the wavelength conversion unit 130 according to the present embodiment.
- the light receiving element 154 is provided at a position facing the phosphor 132 of the wavelength conversion unit 130 as shown in FIG.
- the light receiving element 154 is electrically connected to the control unit 170.
- Other configurations are the same as those of the first embodiment.
- the light receiving element 154 can directly detect the fluorescence generated by the phosphor 132 and the excitation light reflected / scattered by the phosphor 132. That is, in the first embodiment, the fluorescence and excitation light incident on the second optical fiber 140 are measured out of the fluorescence emitted from the phosphor 132 and the reflected / scattered light.
- the effective light receiving area of the light receiving element 154 can be made larger than the opening of the second optical fiber 140. Therefore, the light receiving element 154 can receive more light, and the light source device 100 can improve detection accuracy.
- the light reflected and scattered by the illumination object 900 is measured, it is affected by the color of the illumination object 900 and the like.
- the operation method of the light source device 100 according to the present embodiment is the same as the operation of the first embodiment described with reference to FIG. 3, FIG. 5, or FIG.
- FIG. 10 shows a configuration example of the optical system of the light source device 100 according to the present embodiment.
- the optical system of the light source device 100 includes an excitation light source 110, an optical fiber 122, a branch optical element 124, a wavelength conversion unit 130, and a light receiving element 150.
- the excitation light emitted from the excitation light source 110 passes through the lens 112 and the branch optical element 124, enters the optical fiber 122, and is guided to the wavelength conversion unit 130 by the optical fiber 122.
- the excitation light guided by the optical fiber 122 is applied to the phosphor 132 provided in the wavelength conversion unit 130.
- the phosphor 132 absorbs the excitation light and generates fluorescence.
- the optical fiber 122 guides a part of the fluorescence generated by the phosphor 132 and a part of the excitation light reflected / scattered by the phosphor 132 from the wavelength conversion unit 130 to the branching optical element 124. These lights are guided to the light receiving element 150 by the branching optical element 124.
- the light receiving element 150 detects the guided light and outputs a signal according to the light intensity.
- the light receiving element 150 is configured to be able to detect excitation light and fluorescence independently. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
- the first optical fiber 120 for guiding the excitation light to the phosphor 132 and the second light guides the fluorescence generated in the phosphor 132 to the light receiving element 150.
- the optical fiber 122 serves as the function of the first optical fiber 120 and the second optical fiber 140.
- the first optical fiber 120 and the second optical fiber 140 in the first embodiment are combined into one optical fiber 122.
- a thinner light source can be realized.
- the configuration in the vicinity of the wavelength conversion unit 130 can be simplified as compared with the first embodiment, the second embodiment, or the third embodiment. Therefore, according to the present embodiment, the entire light source device 100 can be easily downsized.
- the operation method of the light source device 100 according to the present embodiment is the same as the operation of the first embodiment described with reference to FIG. 3, FIG. 5, or FIG.
- a light conversion unit that converts at least a part of optical properties such as a peak wavelength, a radiation angle, a spectrum shape, and a light quantity of a primary light source and a primary light emitted from the primary light source and emits the secondary light as a secondary light; If it is a combined light source device, it is possible to obtain the effects of the present invention.
- the light source device 100 includes a member that converts a peak wavelength, a radiation angle, a spectrum shape, a light amount, and the like of the primary light instead of the wavelength conversion unit 130 or in addition to the wavelength conversion unit 130.
- the light conversion unit which radiates is provided.
- Other configurations and operations are the same as those in the above-described embodiment. That is, any light source device described above is applicable to any light source device as long as the safety level of the secondary light emitted from the light source device is improved as compared with the safety level when the primary light is emitted as it is.
- the embodiment can be applied.
- a light source device that widens the radiation angle of laser light that is primary light and reduces the light density of laser light incident on the eyes of the light source user to improve safety, such as an ND filter or a polarizing plate, is available.
- a light source device that is inserted in the optical path and whose light quantity is changed is preferably configured and operated in the same manner as in the above-described embodiment, which is preferable because the same effect can be obtained.
- the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
- various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problem described in the column of problems to be solved by the invention can be solved and the effect of the invention can be obtained. The configuration in which this component is deleted can also be extracted as an invention.
- constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
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Abstract
光源装置(100)の駆動方法は、光変換ユニット(130)から放射された光を検出した光検出部(150,152,154)の出力信号に基づいて前記光源装置(100)の状態を確認するに足る十分な、かつ、漏出しても人体に対して安全な、光強度を有する確認光を前記1次光源(110)に発光させること(S1)と、前記確認光に基づいて前記光変換ユニット(130)から放射され前記光検出部(150,152,154)に入射する光を検出した該光検出部の前記出力信号に基づいて前記光源装置(100)の状態を確認すること(S2)と、を含む。
Description
本発明は、光源装置の駆動方法に関する。
一般に、次のような光源モジュールが知られている。半導体レーザ(LD)等の1次光ユニットが、1次光を射出する。この1次光は、光ファイバを経由して波長変換部材に導かれる。波長変換部材において、導かれた1次光は、所望の波長を持った2次光に変換される。ただし、導かれた1次光の全てが2次光に変換されるわけではないので、光源モジュールは、1次光及び変換された2次光を照明光として射出する。
上記のような光源モジュールの一例が、日本国特開2008-122838号公報に開示されている。日本国特開2008-122838号公報に開示されている発光装置では、波長変換部材から射出した2次光のうち照明光として利用されない一部を、1次光を導く光ファイバとは別の光ファイバを経由して受光素子に導光する。この受光素子は、導かれた光を検出し、その光強度に応じた信号を出力する。上記のような光学系において、例えば一方の光ファイバの断線といった異常が生じた場合、受光素子に到達する光の強度は変化する。日本国特開2008-122838号公報に開示されている発光装置は、受光素子が出力する光強度に応じた信号に基づいて、当該装置の異常を検出する。
特許文献1に開示されている技術における異常を検出する動作において、光源からは、1次光が射出される。例えば光学系に異常があるとき、異常検出のために発せられたこの1次光は、異常がある箇所から漏出する恐れがある。漏出する光の強度が高い場合、その光は、人体に害を及ぼす恐れがある。
そこで本発明は、人体に害を及ぼす恐れのある光が漏出しない光源装置の駆動方法を提供することを目的とする。
前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、光源装置の駆動方法は、1次光源と、前記1次光源から射出した1次光を導光する光ファイバと、前記1次光源から射出して前記光ファイバにより導光された1次光を受光し、該1次光の光学的性質に含まれるピーク波長、スペクトル形状、放射角、及び光量のうち少なくともひとつを変換する光変換ユニットと、前記光変換ユニットから放射される光を検出する光検出部と、を有する光源装置の駆動方法であって、前記光変換ユニットから放射された光を検出した前記光検出部の出力信号に基づいて前記光源装置の状態を確認するに足る十分な、かつ、漏出しても人体に対して安全な、光強度を有する確認光を前記1次光源に発光させることと、前記確認光に基づいて前記光変換ユニットから放射され前記光検出部に入射する光を検出した該光検出部の前記出力信号に基づいて前記光源装置の状態を確認することと、を有することを特徴とする。
本発明によれば、人体に対して安全である強度を有する光を用いて異常の有無を判断するので、人体に害を及ぼす恐れのある光が漏出しない光源装置の駆動方法を提供できる。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る光源装置100の構成例を図1に示す。光源装置100は、励起光源110と、レンズ112と、第1の光ファイバ120と、波長変換ユニット130と、第2の光ファイバ140と、受光素子150と、駆動部160と、制御部170と、出力部180と、入力部190とを備える。
本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る光源装置100の構成例を図1に示す。光源装置100は、励起光源110と、レンズ112と、第1の光ファイバ120と、波長変換ユニット130と、第2の光ファイバ140と、受光素子150と、駆動部160と、制御部170と、出力部180と、入力部190とを備える。
励起光源110は、例えば半導体レーザ光源であり、励起光を射出する。射出された励起光は、レンズ112で集光され、第1の光ファイバ120に入射する。励起光源110に半導体レーザ光源を用いることで、射出した励起光は、効率的に第1の光ファイバに入射させられる。第1の光ファイバ120は、励起光源110から射出された励起光を、波長変換ユニット130に導く。
波長変換ユニット130は、保持部材134に固定された蛍光体132を有する。第1の光ファイバ120により導かれた励起光は、波長変換ユニット130に備えられた蛍光体132に照射される。励起光を照射された蛍光体132は、その励起光を吸収し、蛍光を発する。波長変換ユニット130は、蛍光体132が発した蛍光、及び蛍光体132に吸収されなかった励起光を、照明対象物900に向けて照射する。
第2の光ファイバ140は、蛍光体132が発生した蛍光の一部、及び蛍光体132で反射・散乱された励起光の一部を、波長変換ユニット130から受光素子150に導く。受光素子150は、第2の光ファイバ140によって導かれた光を検知し、その光強度に応じた信号を出力する。受光素子150は、励起光の強度と蛍光の強度とを独立に検出できるように構成されている。
波長変換ユニット130の、第1の光ファイバ120の中心軸と第2の光ファイバ140の中心軸とを含む面における断面図を、図2に示す。波長変換ユニット130は、波長変換部材である蛍光体132と、保持部材134と、フェルール136とを有する。保持部材134は、凹部を有しており、この凹部内に、蛍光体132が配置されている。第1の光ファイバ120は、保持部材134の貫通孔135に挿入されて固定されている。第2の光ファイバ140は、第1の光ファイバ120と同様に、保持部材134の貫通孔135に挿入され固定されている。第1の光ファイバ120と第2の光ファイバ140とは、互いに沿って配置され、共通のフェルール136により保持されている。
駆動部160は、励起光源110に電流を供給して励起光源110を発光させるための駆動回路である。制御部170は、駆動部160、受光素子150、出力部180、及び入力部190と接続している。制御部170は、光源装置100の全体の動作を制御する。例えば制御部170は、駆動部160の動作を制御し、励起光源110の光量や発光時間等を調整する。また、制御部170は、受光素子150の信号を受信し、光源装置100の状態を取得する。また、制御部170は、ユーザに伝達する情報に係る信号を、出力部180に出力する。また、制御部170は、ユーザからの指示に係る信号を、入力部190から取得する。
出力部180は、例えばディスプレイやスピーカであり、制御部170の指示に基づいて、ユーザに伝達する情報を出力する。伝達方法は、ディスプレイに文字や図形等を表示するようにしてもよいし、スピーカから音を発するようにしてもよい。入力部190は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、ボタンスイッチ、スライダ等であり、ユーザからの指示を受け取り、その指示に基づく信号を制御部170に出力する。
このように、例えば励起光源110は、1次光源として機能する。例えば波長変換ユニット130は、ピーク波長、スペクトル形状、放射角、及び光量のうち少なくともひとつを変換する光変換ユニットとして機能する。例えば受光素子150は、光変換ユニットから放射される光を検出する光検出部として機能する。
次に、光源装置100の動作を説明する。光源装置100の動作は、制御部170によって制御されている。制御部170は、光源装置100の電源投入後、まず、光源装置100の異常の有無、言い換えると光源装置100が十分に安全な状態か否かを確認する。次に、制御部170は、光源装置100に異常がないことが確認されたら、使用状態で発光させるように光源装置100を動作させる。これらの動作について、図3に示すフローチャートを参照して順に説明する。
ステップS1において制御部170は、安全発光処理を実行する。この処理において制御部170は、次に示すような強度を有する確認光を、励起光源110から射出させる。確認光の強度は、励起光源110から射出された光に由来する光を、受光素子150が検出できる程度に十分高い。この光量を設定するにあたっては、後述のように、受光素子150の感度、光路への入射率、光路中での減衰等が考慮される。さらに、確認光の強度は、後述するように、励起光源110から射出される光量が人体に対し十分に安全である程度に低い。本実施形態では、光強度が最も高くなる励起光源110における光量に基づいて、上記の条件を満たす確認光の光量が設定される。
励起光源110から射出された確認光は、第1の光ファイバ120によって、波長変換ユニット130内の蛍光体132に導かれる。蛍光体132は、導かれた確認光を受光し、照射された確認光の光量に見合った蛍光を射出する。この蛍光の多くは、照明対象物900に照射される。蛍光体132で射出された蛍光の一部は、第2の光ファイバ140に入射する。また、蛍光体132で反射・散乱された励起光の一部も第2の光ファイバ140に入射する。第2の光ファイバ140に入射した光は、受光素子150に導かれる。受光素子150は、第2の光ファイバ140によって導かれた光を受光する。
ここで、確認光の光量を規定する受光素子150が検出できる程度に十分高い光量とは、第1の光ファイバ120を介して蛍光体132に照射され、蛍光体132から第2の光ファイバ140を介して受光素子150に導かれた光の強度が、受光素子150の検出下限を上回るような光量をいう。ここで、受光素子150において受光素子150の検出下限となる励起光源110から射出される光量を、光検出手段下限放射パワーと称することにする。すなわち、本実施形態では、励起光源110から射出される光量は、光検出手段下限放射パワー以上である。
また、確認光の光量を規定する人体に対し十分に安全である程度に低い光量とは、以下のとおりである。人体に光が直接照射されたとき、ある閾値を超えると人体は悪影響を受ける。この閾値の目安として最大許容露光量(Maximum Permissible Exposure;MPE)が知られている。MPEは、過去の事故例や動物を用いた実験的研究から得られた情報に基づいて決定された基準である。MPEとしては、2種類の値が知られている。すなわち、人体において最も光に対して敏感な眼に対する値と、その他の部分である皮膚に対する値とである。眼に対する値と皮膚に対する値とのどちらの基準を用いるかは、光源装置の利用環境、作業者のスキル等により慎重に決定されるべきである。
表1に、波長が400~700nmである光について、露光時間が1ナノ秒から18マイクロ秒までと、18マイクロ秒から10秒までとのそれぞれに係る、眼に対するMPEと皮膚に対するMPEとを示す。ここでC6は、光が射出する開口径に応じた緩和係数である。開口径が150μm以下の場合において最も厳しくC6=1であり、開口径が大きくなるとC6の値は小さくなる。また、tは露光時間を示す。
表1に示す通り、MPEは一般に、単位面積当たりに照射される光の放射エネルギー、すなわち放射露光(単位:J/m2)と、露光時間との関係として与えられている。つまりMPEは、光源装置から射出される光の放射エネルギーそれ自体ではなく、その光が人体の表面に、どの程度の放射エネルギーで、どの程度の時間照射されるかによって決定される。本実施形態では、使用状況を考慮して励起光源と人体表面とが最短となる距離を想定し、その最短距離において、放射エネルギーと露光時間とから求まる値がMPE以下となるように、放射エネルギーと露光時間とを設定する。
図4に、露光時間[秒]に対する放射パワー[W]の関係(MPE)を示す。ここで、本装置で用いる光ファイバの直径が例えば50μmであることを考慮して、光源の射出径は150μm以下の条件、すなわちC6=1としている。また、放射露光(単位:J/m2)から放射パワー(W)への変換においては、眼の測定開口直径は、7mmであるとし、面積は3.85×10-5[m2]としている。また、皮膚の測定開口直径は、3.5mmであるとし、面積は9.62×10-6[m2]としている。図4において実線210は眼に対するMPEを示し、破線220は皮膚に対するMPEを示す。図4に示すとおり、眼に対するMPEと皮膚に対するMPEとでは、2から4桁程度異なっている。
例えば本実施形態では、確認光は、光検出手段下限放射パワー以上の光パワーである必要がある。そのため、まず使用する受光素子150の検出可能な光パワーの下限に応じて、光検出手段下限放射パワー以上となるように、確認光の光強度は規定される。次に、光検出手段下限放射パワー以上の光量を有する光について、人体表面での放射露光がMPE以下となるように、露光時間が設定される。
本実施形態では、許容される露光量が小さい眼に対するMPEを用いている。励起光源110から放射された確認光の全てが眼に入ったとしてもMPEを超えないように、励起光源110から放射される確認光の光量が設定されている。このような条件を満たす値としては、例えば図4において、眼に対するMPEを示す実線210よりも下の範囲に相当する放射パワーと露光時間との組み合わせである。例えば、光パワーが1mWの場合、おおよそ0.1秒以下の露光時間であればMPE以下となることが分かる。
図3に示すフローチャートに戻って説明を続ける。ステップS2において制御部170は、異常確認処理を実行する。制御部170は、受光素子150が受光した光に基づいて、光源装置100に異常があるか否かを確認する。この異常確認処理では、異常の有無の判断の基準として、蛍光の光量、蛍光に混入している蛍光体132により反射・散乱された励起光の光量、及び蛍光と励起光の強度比等が用いられる。
例えば、励起光と蛍光との光量比の許容範囲を予め記憶しておき、検出された励起光と蛍光との光量比が許容範囲内であれば、光源装置100に異常がないと制御部170は判断する。あるいは制御部170は、前回の異常確認処理によって検出された励起光と蛍光との光量比と、今回の異常確認処理によって検出された光量比とを比較し、その変化量が許容値以下であれば、光源装置100に異常がないと判断する。
また、受光素子150が受光する蛍光の光量が許容下限値より小さい場合やほとんど検出されないような場合には、第1の光ファイバ120又は第2の光ファイバ140が折れていたり、蛍光体132が脱離していたりする可能性がある。そこで、受光素子150が受光する蛍光の光量が許容値より小さい場合には、光源装置100に異常があると制御部170は判断する。また、受光素子150が受光した励起光の光量が許容上限値より大きい場合や、受光素子150が受光する励起光と蛍光との光量比が許容範囲を超える場合には、様々な故障の恐れがある。そこでこのような場合、光源装置100に異常があると制御部170は判断する。さらに、励起光も蛍光も検出されない場合、受光素子150に異常がある恐れがある。そこでこのような場合、光源装置100に異常があると制御部170は判断する。
また、励起光源110の異常については、励起光源110の電流-電圧特性を確認する公知の方法や、モニタ用のフォトダイオードを励起光源110に併設する公知の方法で検出することが可能である。そこで、電流-電圧特性を確認する方法やモニタ用のフォトダイオードを併設する方法も併用して、光源装置100の異常を検出することもできる。
ステップS3において制御部170は、ステップS2において異常が検出されたか否かを判定する。光源装置100に異常があると判定されたら、処理はステップS4に進む。ステップS4において制御部170は、出力部180を用いて、ユーザに異常がある旨を警告する。ここで、出力部180を例えばスピーカとし、警報音を発するようにして警告してもよい。また、出力部180を例えばディスプレイとし、警告する文字や画像を表示するようにして警告してもよい。制御部170は、警告を発した後、励起光源110から励起光を射出することの停止を含めて、光源装置100の動作を停止させる。光源装置100は、警告を発することなく光源装置100の動作を停止させるように構成されてもよいし、停止させずに警告を発し続けるように構成されてもよい。
一方、ステップS3において光源装置100に異常がないと判定されたら、制御部170は、処理はステップS5に進む。ステップS5において制御部170は、使用時発光処理を実行する。使用時発光処理では、励起光源110から、前記した安全発光処理で出力していた安全な光強度を有する確認光よりも高い光強度を有する励起光を射出させることができる。この励起光の出力レベルは、例えば入力部190から取得したユーザの指示に基づき、波長変換ユニット130から射出される光の強度が、ユーザが所望する光量となるような出力レベルである。ユーザは、使用時発光処理で出力される照明の下、所望の作業を行う。ユーザによって使用時発光処理が終了させられたら、制御部170は、一連の処理を終了する。
このように、例えばステップS1の安全発光処理は、確認光を1次光源に発光させることとして機能する。例えばステップS2の異常確認処理とステップS3の判定は、光源装置の状態を確認することとして機能する。
本実施形態によれば、ユーザが意識しないうちに、光源装置100の光漏れに関する安全確認が実施される。この安全確認は、MPEに基づいて、安全とされる光量を有する安全光を用いて行われる。光源装置100に異常があることが検出されたら、光源装置100は停止する。したがって、仮に光源装置100に異常があっても、漏出する光は、安全光よりも弱い光量を有する光であり、危険を有する光は漏出しない。安全が確認されれば、ユーザが所望する強い光を射出する光源装置100として通常に機能する。このようにして本実施形態によれば、人体に害を及ぼす恐れのある光が漏出しない光源装置100が提供される。
なお、本実施形態では、安全光の光強度の基準として、眼に対するMPEを用いたが、基準はMPEに限らない。例えば、JIS C 6802(2005)に規定されている、被ばく放出限界(AEL)が用いられ得る。MPEが人体に対する最大許容露光量であるのに対し、AELは、MPEをベースとして、光源装置から放射される光量の許容限界として定義されている。AELは、光源の使用環境や保護具の有無などにより、クラス1、クラス1M、クラス2、クラス2M、等と定義されている。例えば、クラス1であれば、ビームを直接観察しても被害を受けず、クラス2Mであれば、光学機器を用いて直接ビームを覗き込まなければ被害を受けない等のように定義されている。
本実施形態では、例えばこのAELを、安全光の光強度の基準として用いることができる。例えば、安全光の光強度の基準は、クラス1、クラス1M、クラス2、クラス2Mの何れかを満足するものとされ得る。AELを基準として用いることで、安全な光量の定義をJIS規格に求めることが可能となる。その結果、例えば装置の管理や使用において、他の光源装置と同様に取扱うことができ、利便性が高まる。
[第1の実施形態の第1の変形例]
第1の実施形態の第1の変形例を説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。本変形例では、所定の時間間隔毎に、ステップS1の安全発光処理と、ステップS2の異常確認処理と、ステップS3の判定とからなる状態確認処理を実行する。本変形例に係る処理のフローチャートを図5に示す。本変形例では、ステップS1乃至ステップS4の処理は、第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態に係るステップS5が、ステップS11乃至ステップS14に置換されている。
第1の実施形態の第1の変形例を説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。本変形例では、所定の時間間隔毎に、ステップS1の安全発光処理と、ステップS2の異常確認処理と、ステップS3の判定とからなる状態確認処理を実行する。本変形例に係る処理のフローチャートを図5に示す。本変形例では、ステップS1乃至ステップS4の処理は、第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態に係るステップS5が、ステップS11乃至ステップS14に置換されている。
ステップS1において制御部170は、安全発光処理を実行し、受光素子150が検出可能な十分な光量であって、かつ、人体に対し十分安全なレベルである確認光を、励起光源110から射出させる。ステップS2において制御部170は、異常確認処理を実行し、受光素子150が受光した光の強度に基づいて光源装置100に異常があるか否かを確認する。
ステップS3において制御部170は、ステップS2において異常が検出されたか否か判定する。光源装置100に異常があると判定されたら、処理はステップS4に進む。ステップS4において制御部170は、図示しない警報機や表示装置を介して、光源装置100に異常がある旨をユーザに警告し、光源装置100の動作を停止する。
一方、ステップS3において光源装置100に異常がないと判定されたら、制御部170は、処理はステップS11に進む。ステップS11において制御部170は、ステップS1乃至ステップS3の状態確認処理を実行するタイミングか否かをカウンタに基づいて判定する。この判定の結果、状態確認処理を実行するタイミングであれば、制御部170はカウンタをリセットして、処理はステップS1に戻る。一方、状態確認処理を実行するタイミングでなければ、処理はステップS12に進む。
ステップS12において制御部170は、第1の実施形態のステップS5と同様の使用時発光処理を実行する。ステップS13において制御部170は、カウンタを進める。ステップS14において制御部170は、ユーザから処理を終了させる指示が入力されているか否かを判定する。処理を終了させる指示が入力されていれば、制御部170は、処理を終了する。一方、処理を終了させる指示が入力されていなければ、処理はステップS11に戻る。
本変形例のように処理を実行することで、ステップS13でカウントアップされるカウンタが所定の値になると、ステップS11の判定で、処理がステップS1に戻る。したがって、所定の時間間隔毎にステップS1乃至ステップS3の状態確認処理が実施され、光源装置100の異常の有無が確認される。その結果、使用時発光処理による光源装置100の使用中にあっても、光源装置100に異常が発生した時には、即時に処理はステップS4に進み、光源装置100は警告を発し、動作を終了することができる。以上によって、光源装置100について、第1の実施形態よりもさらに高い安全性が確保される。
[第1の実施形態の第2の変形例]
第1の実施形態の第2の変形例を説明する。ここでは、第1の変形例との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。本変形例では、光源装置100に異常が検出された場合、ユーザからの指示があるまで、安全発光処理が実行される。本変形例に係る処理のフローチャートを図6に示す。本変形例では、ステップS1乃至ステップS3の処理、及びステップS11乃至ステップS14の処理は、第1の変形例と同様であり、第1の変形例に係るステップS4が、ステップS21乃至ステップS24に置換されている。
第1の実施形態の第2の変形例を説明する。ここでは、第1の変形例との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。本変形例では、光源装置100に異常が検出された場合、ユーザからの指示があるまで、安全発光処理が実行される。本変形例に係る処理のフローチャートを図6に示す。本変形例では、ステップS1乃至ステップS3の処理、及びステップS11乃至ステップS14の処理は、第1の変形例と同様であり、第1の変形例に係るステップS4が、ステップS21乃至ステップS24に置換されている。
ステップS1において制御部170は、安全発光処理を実行し、受光素子150が検出可能な十分な光量であって、かつ、人体に対し十分安全なレベルである確認光を、励起光源110から射出させる。ステップS2において制御部170は、異常確認処理を実行し、受光素子150が受光した蛍光に基づいて光源装置100に異常があるか否かを確認する。ステップS3において制御部170は、ステップS2において異常が検出されたか否か判定する。光源装置100に異常がないと判定されたら、処理はステップS11に進む。
ステップS11において制御部170は、状態確認処理を実行するタイミングか否かをカウンタに基づいて判定する。この判定の結果、状態確認処理を実行するタイミングであれば、制御部170は、カウンタをリセットして処理はステップS1に戻る。一方、状態確認処理を実行するタイミングでなければ、処理はステップS12に進む。
ステップS12において制御部170は、第1の実施形態のステップS5と同様に、使用時発光処理を実行する。ステップS13において制御部170は、カウンタを進める。ステップS14において制御部170は、ユーザから処理を終了させる指示が入力されているか否かを判定する。処理を終了させる指示が入力されていれば、制御部170は、処理を終了する。一方、処理を終了させる指示が入力されていなければ、処理はステップS11に戻る。
一方、ステップS3において光源装置100に異常があると判定されたら、処理はステップS21に進む。ステップS21において制御部170は、第1の実施形態のステップS4と同様に、異常がある旨の警告を発する。ステップS22において制御部170は、ステップS1と同様の安全発光処理を実行する。すなわち、制御部170は、励起光源110から安全な強度の励起光を射出させる。
ステップS23において制御部170は、ユーザから停止の指示が入力されたか否かを判定する。この判定において、停止の指示が入力されていなければ、処理はステップS22に戻る。一方、停止の指示が入力されていれば、ステップS24において制御部170は、第1の実施形態のステップS4と同様に警告を発して、光源装置100の動作を終了させる。
ステップS12の使用時発光処理が実施されている間において、光源装置100の波長変換ユニット130が位置する部分は、暗部に挿入されている可能性がある。また、波長変換ユニット130による照明下でユーザが所望の作業を行うため、任意のツールが波長変換ユニット130周辺に配置されている可能性がある。このため、異常が検出された際に即時に完全に消灯してしまうと、波長変換ユニット130が位置する部分や前記のツールを撤収する作業等に支障をきたす恐れがある。これに対して本変形例では、光源装置100に異常が発見された場合に、安全なレベルの励起光である安全光を継続して発光させる安全発光処理を実施する。安全発光処理を実施することで光量の不足はあるかもしれないが、波長変換ユニット130が位置する部分の照明を維持することができる。以上のように、本変形例によれば、光源装置100に異常があることが検出されても波長変換ユニット130が位置する部分等の撤収作業を援助することができる。
[第1の実施形態の第3の変形例]
第1の実施形態の第3の変形例を説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。第1の実施形態では、励起光源110から放射される励起光が十分に安全な光量となるように設定されている。これに対して、本変形例では、第1の光ファイバ120の射出端から放射される光量は、安全なレベル、すなわち例えばMPE以下であるように設定される。
第1の実施形態の第3の変形例を説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。第1の実施形態では、励起光源110から放射される励起光が十分に安全な光量となるように設定されている。これに対して、本変形例では、第1の光ファイバ120の射出端から放射される光量は、安全なレベル、すなわち例えばMPE以下であるように設定される。
励起光源110から射出された励起光は、レンズ112により第1の光ファイバ120の入射端に集光され、第1の光ファイバ120に入射する。このとき、励起光源110から射出された励起光が第1の光ファイバ120に入射する入射率は100%ではない。このため、励起光源110から放射される光量と比べ、第1の光ファイバ120から射出端から放射される光量は小さい。
第1の光ファイバ120から放射される確認光の強度をMPE以下としたときに、励起光源110から射出される光量がMPE以上となる可能性はある。しかしながら、一般に励起光源110と第1の光ファイバ120との接続部は、図示しない筐体により覆われて保護されている。このため、励起光源110から放出された確認光の全てが外部に照射される恐れはほとんど無い。したがって、第1の光ファイバ120から放射される確認光の強度をMPE以下としたときに、励起光源110から射出される光量がMPE以上となることはあっても、MPE以上の強度を有する確認光が励起光源110の部分から漏出する恐れはほとんど無い。
一方、第1の光ファイバ120から放射される確認光の強度がMPE以下となるように光強度を設定すれば、励起光源110から射出される励起光の強度がMPE以下となるように光強度を設定するよりも、光強度を高くすることができる。その結果、受光素子150が受光する信号光の光量を増大させることができる。受光素子150が受光する光量が増大することで、受光素子150の検出の精度が上昇し、制御部170は、より正確に光源装置100の異常を検出することが可能になる。
本変形例によれば、第1の実施形態の効果に加え、第1の実施形態よりも高い精度で、異常を検出することが可能となる。
なお、本変形例では、光ファイバの長さが数m~数十m以内であることを想定している。このような場合、励起光源110から射出された励起光が第1の光ファイバ120へ入射する際の入射損失と比較して、第1の光ファイバ120内の導光に伴う導光損失は、十分に小さいことが想定される。このため、本変形例では、第1の光ファイバ120の射出端から放射される光量がMPE以下であり安全となるように励起光源110の射出光量を設定している。すなわち、第1の光ファイバ120が途中で折れて、その部分から確認光が外部に漏れ出た場合でも、その光量は、MPE以下であり安全であると言える。
これに対して、第1の光ファイバ120の長さが極端に長い場合や、第1の光ファイバ120の導光ロスが大きい場合は、第1の光ファイバ120の途中で折れて、折れた箇所から確認光が漏出した場合の安全を考慮して、励起光源110の射出光量を、適宜設定すればよい。例えば、第1の光ファイバ120の導光ロスと、使用状況に応じた第1の光ファイバ120が折れる可能性がある位置との関係に基づいて、励起光源110から射出される確認光の強度を、励起光源110における強度がMPEとなる値と、第1の光ファイバ120の射出端における強度がMPEとなる値との間の値に設定することができる。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第1の実施形態において光源装置100は、蛍光体132の後方に第2の光ファイバ140が配置され、第2の光ファイバ140に入射し導かれた光を受光素子150が検出する構成を有している。これに対して本実施形態では、光源装置100は、波長変換ユニット130の前方から照明対象物900の方向に射出され、照明対象物900で反射、散乱された励起光及び蛍光を、受光素子が検出する構成を有している。
本発明の第2の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第1の実施形態において光源装置100は、蛍光体132の後方に第2の光ファイバ140が配置され、第2の光ファイバ140に入射し導かれた光を受光素子150が検出する構成を有している。これに対して本実施形態では、光源装置100は、波長変換ユニット130の前方から照明対象物900の方向に射出され、照明対象物900で反射、散乱された励起光及び蛍光を、受光素子が検出する構成を有している。
本実施形態に係る光源装置100の構成例を図7に示す。図7に示す様に、本実施形態に係る光源装置100では、第1の実施形態の場合には備わっている第2の光ファイバ140と受光素子150が、備えられていない。一方で、波長変換ユニット130に近接して、受光素子152が配置されている。受光素子152は、励起光と蛍光とを独立に検出可能に構成されており、第1の実施形態の受光素子150と同様のものである。この受光素子152は、制御部170に電気的に接続されている。それ以外の構成は、第1の実施形態に係る構成と同様である。
本実施形態に係る光源装置100の動作を説明する。本実施形態に係る処理のフローチャートを図8に示す。本実施形態のステップS31、ステップS32、ステップS33、ステップS34、及びステップS35は、それぞれ第1の実施形態に係るステップS1、ステップS2、ステップS3、ステップS4、及びステップS5に相当する。本実施形態では、ステップS33における判定で、光源装置100に異常があると判断されたとき、ステップS34において警告を発した後にステップS31に戻る点が、第1の実施形態と異なる。
すなわち、ステップS31において制御部170は、安全発光処理を実行し、受光素子152が検出可能な十分な光量であって、かつ、人体に対し十分に安全なレベルである確認光を、励起光源110から射出させる。ステップS32において制御部170は、異常確認処理を実行し、受光素子152が受光した蛍光に基づいて光源装置100に異常があるか否かを確認する。
ステップS33において制御部170は、ステップS32において異常が検出されたか否かを判定する。光源装置100に異常があると判定されたら、処理はステップS34に進む。ステップS34において制御部170は、出力部180を介して、ユーザに異常がある可能性を報知する。その後、処理はステップS31に戻る。
一方、ステップS33において光源装置100に異常がないと判定されたら、処理はステップS35に進む。ステップS35において制御部170は、使用時発光処理を実行する。
本実施形態では、照明対象物900により反射された照明光を、受光素子152が検出するように構成されている。したがって、受光素子152が検出する光の強度は、波長変換ユニット130から射出される光強度が同じであっても、照明対象物900によって異なる。このため、本実施形態では、白色板等、標準的な反射サンプルに安全光を照射して、ステップS31乃至ステップS33の状態確認処理を行うことが標準的な段取りとなる。しかしながら、電源が投入された瞬間から標準的な反射サンプルに対して安全光が照射されているとは限らない。
そこで、本実施形態では、ステップS31乃至ステップS33の状態確認処理において、光源装置100に異常がある場合と同様の所定の範囲よりも弱い光が検出されていても、すなわち異常ありと判断されても、直ちに光源装置100を停止せず、ステップS34で異常がある可能性が検出された旨を警告し、安全発光処理を継続する。その後、標準的な反射サンプルに対して安全光が照射され、異常確認処理において、異常がないことが確認された場合、ステップS35の使用時発光処理へ移行する。
本実施形態によれば、受光素子を有さない既存の光源装置に、受光素子152を例えば波長変換ユニット130といった発光部の近傍に配置し、制御部170に接続するだけで、上記の構成を実現することができる。このとき、受光素子152は、第1の光ファイバ120及び波長変換ユニット130等と一体として構成しても構わないし、分離可能な構成としても構わない。さらに、本実施形態によれば、標準的な反射サンプルを用いる事で、光源装置100の異常をより正確に把握することが可能となる。
なお、本実施形態に係る光源装置100の動作方法は、図5を参照して説明したように、定期的に状態確認処理を繰り返すような構成としてもよいし、図6を参照して説明したように、異常が検知された際に安全発光処理を行うような構成としてもよい。
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明は省略する。本実施形態に係る波長変換ユニット130の部分の構成を図9に示す。本実施形態では、受光素子154は、図9に示すように、波長変換ユニット130の蛍光体132と面する位置に設けられている。そして受光素子154は、電気的に制御部170に接続されている。その他の構成は、第1の実施形態と同様である。
本発明の第3の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明は省略する。本実施形態に係る波長変換ユニット130の部分の構成を図9に示す。本実施形態では、受光素子154は、図9に示すように、波長変換ユニット130の蛍光体132と面する位置に設けられている。そして受光素子154は、電気的に制御部170に接続されている。その他の構成は、第1の実施形態と同様である。
この様に構成することで、蛍光体132で発生した蛍光や、蛍光体132により反射・散乱された励起光を受光素子154が直接検出することができる。すなわち、第1の実施形態では、蛍光体132で発光した蛍光や反射・散乱された光のうち、第2の光ファイバ140に入射した蛍光や励起光を測定している。これに対して、本実施形態によれば、受光素子154の有効な受光領域を、第2の光ファイバ140の開口より大きくすることができる。したがって、受光素子154は、より多くの光を受光することが可能になり、光源装置100は、検出精度を向上させることが可能となる。
また、第2の実施形態では、照明対象物900で反射・散乱された光を測定していたため、照明対象物900の色等の影響を受ける。これに対して、本実施形態では、蛍光体132で発光した蛍光や蛍光体132で反射・散乱された励起光を直接検出することが可能である。このため、標準的な反射サンプル等を用いることなく、安定な測定が可能となる。なお、本実施形態に係る光源装置100の動作方法は、図3、図5又は図6を参照して説明した第1の実施形態及びその変形例の動作と同様である。
[第4の実施形態]
本発明の第4の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明は省略する。本実施形態に係る光源装置100の光学系の構成例を図10に示す。光源装置100の光学系は、励起光源110と、光ファイバ122、分岐光学素子124と、波長変換ユニット130と、受光素子150とを備える。
本発明の第4の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明は省略する。本実施形態に係る光源装置100の光学系の構成例を図10に示す。光源装置100の光学系は、励起光源110と、光ファイバ122、分岐光学素子124と、波長変換ユニット130と、受光素子150とを備える。
励起光源110が射出された励起光は、レンズ112及び分岐光学素子124を通り、光ファイバ122に入射し、光ファイバ122によって波長変換ユニット130に導かれる。光ファイバ122によって導かれた励起光は、波長変換ユニット130に備えられた蛍光体132に照射される。蛍光体132は、その励起光を吸収し、蛍光を発生する。
光ファイバ122は、蛍光体132が発生した蛍光の一部、及び蛍光体132で反射・散乱された励起光の一部を、光を波長変換ユニット130から分岐光学素子124に導く。これらの光は、分岐光学素子124によって、受光素子150に導かれる。受光素子150は、導かれた光を検知し、その光強度に応じて信号を出力する。ここで、受光素子150は、励起光と蛍光とを独立に検出可能に構成されている。その他の構成は、第1の実施形態の場合と同様である。
このように、第1の実施形態では、蛍光体132まで励起光を導光するための第1の光ファイバ120と、蛍光体132で発生した蛍光等を受光素子150まで導光する第2の光ファイバ140とを有しているのに対して、本実施形態では、第1の光ファイバ120と第2の光ファイバ140との機能を光ファイバ122が兼ねる。
本実施形態によれば、第1の実施形態の効果に加えて、以下の効果が得られる。第1の実施形態における第1の光ファイバ120と第2の光ファイバ140とを、本実施形態では1本の光ファイバ122にまとめている。このため本実施形態によれば、より細い光源を実現することが可能となる。また、第1の実施形態、第2の実施形態、又は第3の実施形態と比較して、波長変換ユニット130近傍の構成を単純化することができる。したがって、本実施形態によれば光源装置100全体を小型化しやすい。なお、本実施形態に係る光源装置100の動作方法は、図3、図5又は図6を参照して説明した第1の実施形態及びその変形例の動作と同様である。
なお、上述した本発明の全ての実施形態において、励起光源と波長変換ユニットとを組み合わせた光源システムに関する例を示したが、これに限らない。1次光源と、1次光源から放射される1次光の、ピーク波長、放射角、スペクトル形状、光量等の光学的性質の少なくとも一部を変換し、2次光として放射する光変換ユニットを組み合わせた光源装置であれば、本発明の効果を得ることが可能である。この場合、光源装置100は、例えば波長変換ユニット130の代わりに又は波長変換ユニット130に加えて、1次光のピーク波長、放射角、スペクトル形状、光量等を変換する部材を有し2次光を放射する光変換ユニットを備える。その他の構成や動作等は上述の実施形態と同様である。すなわち、光源装置から放射される2次光の安全レベルが、1次光がそのまま放射された場合の安全レベルと比較して向上するような光源装置であれば、どのような光源装置にも上述の実施形態を適用することができる。例えば、1次光であるレーザ光の放射角を広げ、光源使用者の眼に入射するレーザ光の光密度を減少させて安全性を向上させるような光源装置や、例えばNDフィルタや偏光板が光路に挿入されており光量が変更される光源装置においても、上述の実施形態と同様に構成し同様に動作させることで、同様の効果を得ることができ、好適である。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
Claims (13)
- 1次光源(110)と、前記1次光源から射出した1次光を導光する光ファイバ(120)と、前記1次光源から射出して前記光ファイバにより導光された1次光を受光し、該1次光の光学的性質に含まれるピーク波長、スペクトル形状、放射角、及び光量のうち少なくともひとつを変換する光変換ユニット(130)と、前記光変換ユニットから放射される光を検出する光検出部(150,152,154)と、を具備する光源装置(100)の駆動方法であって、
前記光変換ユニット(130)から放射された光を検出した前記光検出部(150,152,154)の出力信号に基づいて前記光源装置(100)の状態を確認するに足る十分な、かつ、漏出しても人体に対して安全な、光強度を有する確認光を前記1次光源(110)に発光させること(S1)と、
前記確認光に基づいて前記光変換ユニット(130)から放射され前記光検出部(150,152,154)に入射する光を検出した該光検出部の前記出力信号に基づいて前記光源装置(100)の状態を確認すること(S2)と、
を具備することを特徴とする光源装置(100)の駆動方法。 - 前記光源装置(100)の状態を確認するに足る十分な前記確認光の前記光強度は、前記光検出部(150,152,154)に入射する光のパワーが、該光検出部により検出可能なパワーの下限値以上となる強度である、ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置(100)の駆動方法。
- 前記漏出しても人体に対して安全な前記確認光の前記光強度は、前記1次光源(110)から射出された前記安全光の前記光ファイバ(120)から前記光変換ユニット(130)へ向けて射出される部分での放射エネルギーが、人体に直接照射されても人体に影響を及ぼさない目安とされる光のエネルギー量である最大許容露光量以下となる強度である、ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置(100)の駆動方法。
- 前記漏出しても人体に対して安全な前記確認光の前記光強度は、前記1次光源(110)から射出される前記確認光の放射エネルギーが、前記最大許容露光量以下となる強度である、ことを特徴とする請求項3に記載の光源装置(100)の駆動方法。
- 前記確認光の放射パワーは、前記光検出部(150,152,154)に入射する光のパワーが、該光検出部により検出可能な光パワーの下限値以上となるように決定され、
前記確認光の放射時間は、前記放射パワーによる前記放射エネルギーが、前記最大許容露光量以下となるように決定される、
ことを特徴とする請求項3に記載の光源装置(100)の駆動方法。 - 前記最大許容露光量は、眼に対して設定された値であることを特徴とする請求項5に記載の光源装置(100)の駆動方法。
- 前記確認光は、JIS C 6802(2005)に記載のクラス1、1M、2、2Mの何れかを満足する放射エネルギーを有することを特徴とする請求項5に記載の光源装置(100)の駆動方法。
- 前記光源装置(100)の状態を確認することは、前記光源装置(100)の電源投入時に行われることを特徴とする請求項1乃至7のうち何れか1項に記載の光源装置(100)の駆動方法。
- 前記確認光よりも高い光強度を有する前記1次光を前記1次光源(110)に発光させること(S5)をさらに具備し、
前記確認光よりも高い光強度を有する前記1次光を前記1次光源(110)に発光させること(S5)は、前記光源装置(100)の状態を確認すること(S2)において前記光源装置に異常がないと判断されたときに実施される、
ことを特徴とする請求項1乃至7のうち何れか1項に記載の光源装置(100)の駆動方法。 - 前記光源装置(100)の状態を確認すること(S2)において前記光源装置に異常がないと判断されたときは、続いて前記確認光よりも高い光強度を有する前記1次光を前記1次光源(110)に発光させること(S5)を実施することを特徴とする請求項9に記載の光源装置(100)の駆動方法。
- 前記光源装置(100)の状態を確認すること(S2)において前記光源装置に異常があると判断されたときは、
異常がある旨をユーザに報知し(S21)、
引き続き前記1次光源(110)に前記確認光を発光させる(S22)、
ことを特徴とする請求項1乃至7のうち何れか1項に記載の光源装置(100)の駆動方法。 - 前記光源装置(100)の状態を確認すること(S2)において前記光源装置に異常があると判断されたときは、異常がある旨をユーザに報知する(S4)、及び/又は前記光源装置を停止させる、ことを特徴とする請求項1乃至7のうち何れか1項に記載の光源装置(100)の駆動方法。
- 前記確認光よりも高い光強度を有する前記1次光を前記1次光源(110)に発光させること(S12)の実施中に所定の時間間隔で、前記確認光を前記1次光源(110)に発光させること(S1)及び前記光源装置(100)の状態を確認すること(S2)の実施が挿入され、
前記挿入された前記光源装置(100)の状態を確認すること(S2)において前記光源装置に異常があると判断されたときは、前記光源装置を停止させる又は前記1次光源(110)に前記確認光を発光させる(S22)、
ことを特徴とする請求項9に記載の光源装置(100)の駆動方法。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03118027A (ja) * | 1989-10-02 | 1991-05-20 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡装置 |
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Patent Citations (3)
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JPH03118027A (ja) * | 1989-10-02 | 1991-05-20 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡装置 |
JP2002048948A (ja) * | 2000-08-04 | 2002-02-15 | Sharp Corp | 光通信モジュール |
JP2008301874A (ja) * | 2007-06-05 | 2008-12-18 | Olympus Corp | 照明装置及び内視鏡装置 |
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