WO2016047222A1 - Light guide component and light source device - Google Patents

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三幸 畠中
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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements

Definitions

  • the reflecting surface 40 is formed on the basis of a plurality of elliptical reflecting surfaces 70 although not completely coincident with the elliptical reflecting surface 70. Therefore, also on this reflecting surface 40, the incident angle ⁇ of the reflected light becomes larger as it is reflected at a point closer to the second focus f2, and the predetermined range of the predetermined range Y at the end on the second focus f2 side The light reflected by Y exceeds the maximum incident angle ⁇ max. Therefore, the light control element 60 controls the directivity direction of the light component H1 directed to the predetermined range Y inside the reflective surface 40, and makes the light incident on the second focal point f2 at the maximum incident angle ⁇ max or less. Thereby, in the light distribution characteristic, the light intensity in the peak range Pw is enhanced and the light intensity in the side lobe range Wa is reduced, so that the loss in the light guide 2 can be suppressed and the efficiency can be enhanced.

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Abstract

The purpose of the present invention is to improve the focusing property of a light guide component. A light-focusing light guide device (8) comprises: a first reflecting surface (50) formed into a curved shape extending from an LED package (24) toward an incidence end surface (35) of a light guide (2) along an optical axis (K) to reflect the light from the LED package (24) and thereby focus the reflected light onto the incidence end surface (35); and an optical control element (60) housed at the end part of the first reflecting surface (50) near the incidence end surface (35). The optical control element (60) refracts the light directed and incident onto the reflecting surface at the end part near the incidence end surface (35) and emits the refracted light at an emission angle less than and equal to a prescribed angle.

Description

導光部品、及び光源装置Light guide component and light source device
 本発明は、光源の光を受光体に導く導光技術に関する。 The present invention relates to a light guiding technique for guiding the light of a light source to a light receiver.
 産業用の機器として広く用いられている内視鏡は、通常、観察箇所に照明光を導光するライトガイドを備え、このライトガイドに照明光を入射する光源装置が知られている(例えば、特許文献1、及び特許文献2参照)。
 また近年では、発光点が小さいながらも単位面積当たりの光量が大きいLEDが実用化されている。
An endoscope widely used as a device for industrial use generally includes a light guide for guiding illumination light to an observation point, and a light source device for causing the illumination light to be incident on the light guide is known (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
Also, in recent years, LEDs having a small light emitting point but a large amount of light per unit area have been put to practical use.
特開2012-105715号公報JP 2012-105715 A 特開2011-200380号公報JP, 2011-200380, A
 光源装置は、一般に、光源の光をライトガイドの入射面に集光する集光光学系を備えている。しかしながら、従来の集光光学系は、ライトガイドの入射面への集光性が低かった。これにより、ライトガイドにおけるLEDの発光の利用効率が低くなり、LEDの発光が内視鏡の照明光として効率良く利用されていなかった。 The light source device generally includes a condensing optical system that condenses the light of the light source on the incident surface of the light guide. However, the conventional condensing optical system has low condensing ability on the incident surface of the light guide. Thereby, the utilization efficiency of light emission of LED in a light guide became low, and light emission of LED was not efficiently used as illumination light of an endoscope.
 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、集光性を高められる導光部品、及び光源装置を提供することを目的とする。 This invention is made in view of the situation mentioned above, and an object of this invention is to provide the light guide component which can improve condensing property, and a light source device.
 この明細書には、2014年9月24日に出願された日本国特許出願・特願2014-193559の全ての内容が含まれる。
 上記目的を達成するために、本発明は、光源から受光点に光軸に沿って延びる曲面形状を成し、前記光源の光を反射によって前記受光点に集光する反射面と、前記受光点の側の前記反射面の端部に収められた光制御素子と、を備え、前記光制御素子は、前記受光点の側の端部の反射面を指向して入射する光を屈折させ、所定角度以下の出射角で出射することを特徴とする導光部品を提供する。
This specification includes the entire contents of Japanese Patent Application No. 2014-193559 filed on Sep. 24, 2014.
In order to achieve the above object, the present invention has a curved surface shape extending along an optical axis from a light source to a light receiving point, and a reflecting surface that condenses the light of the light source to the light receiving point by reflection; A light control element housed at an end of the reflection surface on the side of the light source, the light control element refracts incident light toward the reflection surface at the end of the light receiving point side, There is provided a light guide component characterized by emitting at an emission angle equal to or less than an angle.
 また本発明は、上記導光部品において、前記光制御素子は、前記受光点の側の端部の反射面に指向する光を屈折させて集光する第1レンズ体と、前記第1レンズ体から入射した光の出射角を所定角度以下にする第2レンズ体と、を備えることを特徴とする。 Still further, according to the present invention, in the light guiding component, a first lens body which refracts and focuses light directed to a reflecting surface at an end of the light receiving point side, and the first lens body And a second lens body that makes the outgoing angle of the light incident from the second side be equal to or less than a predetermined angle.
 また本発明は、上記導光部品において、前記第1レンズ体よりも屈折率が大きな前記第2レンズ体を、前記第1レンズ体に収めたことを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the light guide component, the second lens body having a refractive index larger than that of the first lens body is accommodated in the first lens body.
 また本発明は、上記導光部品において、前記反射面は、複数の発光点が集合した発光面を有する前記光源の前記発光点を第1焦点とし、前記受光点を第2焦点として前記発光点ごとに規定される楕円反射面の各々を重畳して成ることを特徴とする。 Further, according to the present invention, in the light guiding component, the reflecting surface has a light emitting surface in which a plurality of light emitting points are gathered. The light emitting point of the light source is a first focus, and the light receiving point is a second focus. It is characterized in that each of the elliptical reflecting surfaces defined in each is overlapped.
 また本発明は、上記導光部品において、前記反射面は、前記光源を第1焦点、前記受光点を第2焦点とする楕円反射面の前記光源の側に第1反射面を有して成り、前記第1反射面は、前記光源の光を反射して前記楕円反射面の前記受光点の側に入射させ、かつ当該入射によって前記楕円反射面の前記受光点の側で反射する光の前記受光点への入射角度が所定の角度以下となる光を前記楕円反射面の前記受光点の側に入射することを特徴とする。 In the invention, in the light guiding component, the reflecting surface has a first reflecting surface on the side of the light source on an elliptical reflecting surface having the light source as a first focus and the light receiving point as a second focus. The first reflecting surface reflects the light of the light source to be incident on the light receiving point side of the elliptical reflecting surface, and the light of the light reflected on the light receiving point side of the elliptical reflecting surface due to the incident. It is characterized in that light whose incident angle to the light receiving point is equal to or less than a predetermined angle is incident on the side of the light receiving point of the elliptical reflection surface.
 また本発明は、上記のいずれかに記載の導光部品を備え、前記受光点に配置されたライトガイドの入射端面に前記光源の光を入射する、ことを特徴とする光源装置を提供する。 Further, the present invention provides a light source device comprising the light guide component described in any of the above, wherein the light of the light source is incident on the incident end face of the light guide disposed at the light receiving point.
 また本発明は、前記導光部品は、前記反射面と、それぞれの前記反射面の光路を合成する光路合成光学素子と、を備え、一方の前記反射面に他方の前記反射面が接続され、それぞれの前記反射面の光路が前記光路合成光学素子により合成され、共通の前記受光点に集光するものであり、2つの反射面のそれぞれに、波長帯域が互いに異なる光源を備えることを特徴とする。 Further, in the present invention, the light guiding component includes the reflecting surface and an optical path combining optical element that combines the optical paths of the reflecting surfaces, and the other reflecting surface is connected to one of the reflecting surfaces, The optical paths of the respective reflecting surfaces are combined by the optical path combining optical element and condensed at the common light receiving point, and two reflecting surfaces are provided with light sources different in wavelength band from each other. Do.
 本発明によれば、光制御素子が出射光を制御することから、受光点での集光性が高められる。 According to the present invention, since the light control element controls the emitted light, the light collecting property at the light receiving point is enhanced.
図1は、本発明の実施形態に係る光源装置の正面側の構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the front side of a light source device according to an embodiment of the present invention. 図2は、光源装置の内部構造を示す図である。FIG. 2 is a view showing an internal structure of the light source device. 図3は、光源装置の組み立て構造の説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of an assembled structure of the light source device. 図4は、内蔵部品ユニットの分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of the built-in component unit. 図5は、集光型導光器が備える反射面の構成を模式的に示す図である。FIG. 5: is a figure which shows typically the structure of the reflective surface with which a condensing light guide is provided. 図6は、楕円反射面の説明図である。FIG. 6 is an explanatory view of an elliptical reflection surface. 図7は、LEDパッケージの発光面の構成を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic view showing the configuration of the light emitting surface of the LED package. 図8は、重畳楕円面の中心軸に垂直な面の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a plane perpendicular to the central axis of the superimposed ellipsoid. 図9は、回転体(第1反射面)の中心軸を含む面の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a plane including the central axis of the rotating body (first reflection surface). 図10は、反射面の第2焦点における照度分布を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the illuminance distribution at the second focal point of the reflecting surface. 図11は、反射面の配光特性を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the light distribution characteristic of the reflection surface. 図12は、集光型導光器の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a condensing light guide. 図13は、光制御素子の分解図である。FIG. 13 is an exploded view of the light control element. 図14は、光制御素子が内設された反射面の配光特性を示す図である。FIG. 14 is a view showing light distribution characteristics of a reflection surface in which the light control element is provided. 図15は、本発明の変形例に係る集光型導光器の断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of a condensing light guide according to a modification of the present invention. 図16は、同変形例に係る光制御素子の分解図である。FIG. 16 is an exploded view of the light control element according to the modification. 図17は、本発明の変形例に係る第1反射面の説明図である。FIG. 17 is an explanatory view of a first reflection surface according to a modification of the present invention. 図18は、本発明の変形例に係る反射面の模式図である。FIG. 18 is a schematic view of a reflective surface according to a modification of the present invention.
 以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
 図1は本実施形態に係る光源装置1の正面側の構成を示す斜視図であり、図2は光源装置1の内部構造を示す図である。なお、図2では、光源装置1の内部構造を示すために、光源装置1の上面の図示を省略している。
 光源装置1は、人体内部の観察に用いられる内視鏡が備えるライトガイド2(図2)に光を入射するものであり、ライトガイド2に入射した光は、当該ライトガイド2によって内視鏡の観察箇所に導光されて照明光として照射される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration on the front side of the light source device 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a view showing the internal structure of the light source device 1. In FIG. 2, the upper surface of the light source device 1 is omitted to show the internal structure of the light source device 1.
The light source device 1 causes light to be incident on a light guide 2 (FIG. 2) included in an endoscope used for observation of the inside of a human body, and light incident on the light guide 2 is endoscope by the light guide 2 The light is guided to the observation point of (1) and irradiated as illumination light.
 光源装置1は、図1に示すように、略直方体形状を成し、光源装置1の正面1Aには、通気孔4と、装着穴5とが設けられており、この装着穴5に上記ライトガイド2が装着される。光源装置1の底面1Bには、脚6が四隅に設けられている。また図2に示すように、光源装置1の背面1Cには、冷却用の空気を内部に吸い込んで導入する吸気孔11と、電源線や制御線等の配線が接続されるコネクタ38が設けられている。 As shown in FIG. 1, the light source device 1 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a vent hole 4 and a mounting hole 5 are provided on the front surface 1A of the light source device 1. The guide 2 is mounted. Legs 6 are provided at four corners of the bottom surface 1B of the light source device 1. Further, as shown in FIG. 2, the rear face 1C of the light source device 1 is provided with an intake hole 11 for sucking in and introducing cooling air inside, and a connector 38 to which a wire such as a power supply line or control line is connected. ing.
 光源装置1は、ケース体3を備え、このケース体3には、図2に示すように、2つの光源ユニット7A、7Bと、集光型導光器8と、ホルダーユニット9と、放熱ファン10とが収められている。
 具体的には、ケース体3の中には正面3Aの側に載置ステージ12が設けられており、この載置ステージ12にホルダーユニット9が組み付けられて載置されている。また、ケース体3の中には、載置ステージ12から背面3Cの側に延びるフレーム板13が設けられており、このフレーム板13に、上記光源ユニット7A、7B、集光型導光器8、及び放熱ファン10が組み付けられている。
The light source device 1 includes a case body 3, and as shown in FIG. 2, the case body 3 includes two light source units 7A and 7B, a condensing light guide 8, a holder unit 9, and a heat dissipating fan. 10 and is stored.
Specifically, in the case body 3, the mounting stage 12 is provided on the side of the front surface 3 </ b> A, and the holder unit 9 is assembled and mounted on the mounting stage 12. Further, in the case body 3, a frame plate 13 extending from the mounting stage 12 to the back surface 3C side is provided, and in the frame plate 13, the light source units 7A and 7B and the condensing light guide 8 are provided. , And the heat radiation fan 10 are assembled.
 図3は、光源装置1の組み立て構造の説明図である。
 ケース体3の背面にはユニット挿入口15が設けられ、このユニット挿入口15から内蔵部品ユニット16が挿入されて内部に組み込まれる。内蔵部品ユニット16は、上記フレーム板13に、光源ユニット7A、7B、集光型導光器8、及び放熱ファン10を予め組み付けたユニット体である。この内蔵部品ユニット16にはバックパネル17が組み付けられており、このバックパネル17がケース体3のユニット挿入口15を閉塞して光源装置1の上記背面1Cを構成する。
FIG. 3 is an explanatory view of an assembled structure of the light source device 1.
A unit insertion port 15 is provided on the back of the case body 3 and the built-in component unit 16 is inserted from the unit insertion port 15 and incorporated therein. The built-in component unit 16 is a unit body in which the light source units 7A and 7B, the condensing light guide 8 and the heat dissipating fan 10 are assembled in advance to the frame plate 13. A back panel 17 is assembled to the built-in component unit 16, and the back panel 17 closes the unit insertion opening 15 of the case body 3 to constitute the above-described back surface 1 </ b> C of the light source device 1.
 図4は内蔵部品ユニット16の分解斜視図である。
 フレーム板13の両縁にはガイド片18、18が設けられ、また図3に示すように、ケース体3の内側にはガイド片18、18を案内するガイド溝19が設けられている。内蔵部品ユニット16の挿入時には、ガイド片18、18がガイド溝19に沿って案内されることで、ケース体3の内部で正確に位置決めされる。
 また、フレーム板13の先端部13B、すなわちホルダーユニット9を固定する載置ステージ12との当接面には、2本の位置決めピン20が設けられている。これらの位置決めピン20によって、ケース体3に内蔵部品ユニット16を組み付けた際に、このケース体3の中に予め固定されているホルダーユニット9と、内蔵部品ユニット16の集光型導光器8との位置ズレが防止される。具体的には、内蔵部品ユニット16をケース体3に挿入したときには、これら位置決めピン20が載置ステージ12の位置決め穴(図示せず)に係合し、ホルダーユニット9に対し集光型導光器8が正確に位置決めされる。
FIG. 4 is an exploded perspective view of the built-in component unit 16.
Guide pieces 18, 18 are provided at both edges of the frame plate 13, and as shown in FIG. 3, guide grooves 19 for guiding the guide pieces 18, 18 are provided inside the case body 3. When the built-in component unit 16 is inserted, the guide pieces 18, 18 are guided along the guide groove 19 so that they are accurately positioned inside the case body 3.
Further, two positioning pins 20 are provided on the front end portion 13B of the frame plate 13, that is, on the contact surface with the mounting stage 12 to which the holder unit 9 is fixed. When the built-in component unit 16 is assembled to the case body 3 by the positioning pins 20, the holder unit 9 fixed in advance in the case body 3 and the condensing light guide 8 of the built-in component unit 16 And positional deviation is prevented. Specifically, when the built-in component unit 16 is inserted into the case body 3, the positioning pins 20 engage with the positioning holes (not shown) of the mounting stage 12 and the light guiding type light guide to the holder unit 9 Container 8 is accurately positioned.
 次いで、内蔵部品ユニット16の各部について詳述する。
 光源ユニット7A、及び光源ユニット7Bのそれぞれは、光源装置1の光源を構成するユニットであり、発光波長が異なっている。図4に示すように、光源ユニット7Aは第1波長帯域Δλ1の光を放射するLEDユニット21Aを備え、光源ユニット7Bは第1波長帯域Δλ1と異なる第2波長帯域Δλ2の光を放射するLEDユニット21Bを備えている。第1波長帯域Δλ1、及び第2波長帯域Δλ2については後述する。
Next, each part of the built-in component unit 16 will be described in detail.
Each of light source unit 7A and light source unit 7B is a unit which constitutes a light source of light source device 1, and light emission wavelengths differ. As shown in FIG. 4, the light source unit 7A includes an LED unit 21A that emits light in a first wavelength band Δλ1, and the light source unit 7B emits a light in a second wavelength band Δλ2 different from the first wavelength band Δλ1. It is equipped with 21B. The first wavelength band Δλ1 and the second wavelength band Δλ2 will be described later.
 LEDユニット21Aは第1波長帯域Δλ1の光を放射するLEDパッケージ24Aと、このLEDパッケージ24Aを実装したLED基板23とを備えている。またLEDユニット21Bは、LEDユニット21Aと同様に、第2波長帯域Δλ2の光を放射するLEDパッケージ24BがLED基板23に実装されている。 The LED unit 21A includes an LED package 24A that emits light in a first wavelength band Δλ1, and an LED substrate 23 on which the LED package 24A is mounted. Further, in the LED unit 21B, an LED package 24B that emits light in the second wavelength band Δλ2 is mounted on the LED substrate 23, as in the LED unit 21A.
 LEDパッケージ24A、24Bは、発光素子の一例たる複数のLEDチップ26(図7)と、これら全てのLEDチップ26を覆う樹脂製の砲弾型のレンズ体39と、を備えている。各LEDチップ26は、略1mm角の平面視正方形を成し、それぞれの上面の略全面が発光面27(図7)になっている。このLEDパッケージ24A、24Bでは、これらLEDチップ26が隣接配置されており、互いに隣接した個々のLEDチップ26の発光面27が1つの大きな発光面29(図7)を形成している。換言すれば、LEDパッケージ24A、24Bにおいて、それぞれのLEDチップ26の発光面27が発光点に相当する。そして、これらの発光点が集合することで、個々のLEDチップ26の発光点よりも大きい発光点である発光面29が構成されている。 The LED packages 24A and 24B include a plurality of LED chips 26 (FIG. 7), which are an example of light emitting elements, and a shell-shaped lens body 39 made of resin that covers all the LED chips 26. Each of the LED chips 26 has a square shape in plan view of approximately 1 mm square, and substantially the entire upper surface of each of the LED chips 26 is a light emitting surface 27 (FIG. 7). In the LED packages 24A and 24B, the LED chips 26 are disposed adjacent to each other, and the light emitting surfaces 27 of the adjacent LED chips 26 form one large light emitting surface 29 (FIG. 7). In other words, in the LED packages 24A and 24B, the light emitting surface 27 of each of the LED chips 26 corresponds to a light emitting point. Then, by combining these light emitting points, a light emitting surface 29 which is a light emitting point larger than the light emitting points of the individual LED chips 26 is configured.
 また光源ユニット7A、7Bは、図4に示すように、LEDユニット21A、21Bの発熱を放熱する放熱ユニット22を備えている。
 放熱ユニット22は、LEDユニット21A、21BのLED基板23が載置される高熱伝導性材から形成されたユニット体であり、多数の放熱フィン25を一体に備えている。
Further, as shown in FIG. 4, the light source units 7A and 7B include a heat dissipation unit 22 that dissipates heat generated by the LED units 21A and 21B.
The heat dissipation unit 22 is a unit body formed of a high thermal conductivity material on which the LED substrates 23 of the LED units 21A and 21B are mounted, and includes a plurality of heat dissipation fins 25 integrally.
 これら光源ユニット7A、7Bは、それぞれのLEDパッケージ24A、24Bの光軸Kがフレーム板13の上面13Aに対して略平行、かつ互いの光軸Kが90度で交差する姿勢で、当該上面13Aに略垂直に立てて取り付けられている。
 この光源装置1では、光源ユニット7Aがバックパネル17に対面して配置され、このバックパネル17には吸い込み式の上記放熱ファン10が設けられている。放熱ファン10は吸気孔11から外気を吸い込み、当該外気は光源ユニット7A、7Bの放熱ユニット22に吹き付けられて空冷し、光源装置1の正面1Aの通気孔4から外部に放出される。
In the light source units 7A and 7B, the optical axes K of the respective LED packages 24A and 24B are substantially parallel to the upper surface 13A of the frame plate 13 and the optical axes K cross each other at 90 degrees. It is attached almost vertically to the.
In the light source device 1, the light source unit 7 </ b> A is disposed to face the back panel 17, and the suction type heat dissipating fan 10 is provided on the back panel 17. The heat dissipating fan 10 sucks the outside air from the air intake holes 11, and the outside air is blown to the heat dissipating units 22 of the light source units 7A and 7B to be air cooled and discharged to the outside from the vent holes 4 on the front surface 1A of the light source device 1.
 これら光源ユニット7A、7Bは、例えばフレーム板13の裏側等に配置されたLEDドライブ回路(図示せず)によって点灯制御されている。この光源装置1では、2つの光源ユニット7A、7Bを同時に点灯し、或いは一方のみを点灯することが可能になっている。 The light source units 7A and 7B are controlled to be lit by, for example, an LED drive circuit (not shown) disposed on the back side of the frame plate 13 or the like. In this light source device 1, it is possible to simultaneously turn on two light source units 7A and 7B or to turn on only one of them.
 集光型導光器8は、光源たる光源ユニット7A、7Bの光を合成し、かつ反射によって集光しながらホルダーユニット9に導いて入射する導光部品であり、図3に示すように、略直方体形状を成し、フレーム板13に四隅をネジ止めして固定されている。
 この集光型導光器8は、図4に示すように、上下に接合される一対の板材30、31を有し、各々の板材30、31の接合面には、表面に反射金属膜が蒸着された凹部が形成されている。これら板材30、31は例えば樹脂材を材料として金型等を用いて成形され、凹部の形状が正確に形成されている。これら凹部は、両者の合わせによって、導光機能、及び集光機能を有した反射面40を構成する。この反射面40には、光制御素子60が内設されている。これら反射面40、及び光制御素子60の詳細は後述する。
The condensing light guide 8 is a light guiding component that combines the light from the light source units 7A and 7B as light sources and guides the light to the holder unit 9 while condensing the light by reflection, as shown in FIG. It has a substantially rectangular parallelepiped shape, and is fixed to the frame plate 13 by screwing four corners.
As shown in FIG. 4, this condensing type light guide 8 has a pair of plate members 30 and 31 joined vertically, and a reflective metal film is formed on the surface of the joined surfaces of the plate members 30 and 31. A deposited recess is formed. The plate members 30 and 31 are formed of, for example, a resin material using a mold or the like, and the shape of the recess is accurately formed. These recesses constitute a reflecting surface 40 having a light guiding function and a light collecting function by combining the two. A light control element 60 is provided in the reflecting surface 40. The details of the reflective surface 40 and the light control element 60 will be described later.
 集光型導光器8には、光源ユニット7A、7Bのそれぞれの配置位置に対応して、光を反射面40に取り込む光源側開口32、33が設けられ、また前面には出射開口たる受光側開口34が設けられ、この受光側開口34にホルダーユニット9が接続されている。
 光源側開口32、33には、LEDパッケージ24A、24Bのレンズ体39が挿入され、光源側開口32、33からの光漏れが抑制されている。
The condenser type light guide 8 is provided with light source side openings 32 and 33 for taking light into the reflection surface 40 corresponding to the respective arrangement positions of the light source units 7A and 7B, and light reception which is an emission opening on the front surface A side opening 34 is provided, and the holder unit 9 is connected to the light receiving side opening 34.
The lens bodies 39 of the LED packages 24A and 24B are inserted into the light source side openings 32 and 33, and light leakage from the light source side openings 32 and 33 is suppressed.
 ホルダーユニット9は、ライトガイド2の入射端を、集光型導光器8の出射端(後述する第2焦点f2)に対し位置決めして保持するものであり、前掲図2に示すように、ケース体3の載置ステージ12に予め固定して組み付けられている。 The holder unit 9 positions and holds the incident end of the light guide 2 with respect to the output end (a second focal point f2 described later) of the condensing light guide 8, as shown in FIG. It is fixed to the mounting stage 12 of the case body 3 in advance and assembled.
 図5は、集光型導光器8が備える反射面40の構成を模式的に示す図である。
 反射面40は、光源ユニット7A、7BのLEDパッケージ24A、24Bが放射する光をライトガイド2の入射端面35に集光する集光光学系である。この反射面40は、LEDパッケージ24A、24Bからライトガイド2の入射端面35の近傍(手前)までの間の全てを包囲する形状を成している。
 具体的には、反射面40は、入射端面35の近傍まで光軸Kに沿って延びる長細い筒状の曲面である第1反射面50と、この第1反射面50の側面に垂直に接続された筒状の曲面である第2反射面51とを備えている。第1反射面50の端部にはLEDパッケージ24Aが配置され、第2反射面51の端部にはLEDパッケージ24Bが配置されている。
FIG. 5: is a figure which shows typically the structure of the reflective surface 40 with which the condensing light guide 8 is provided.
The reflective surface 40 is a condensing optical system that condenses the light emitted by the LED packages 24A and 24B of the light source units 7A and 7B on the incident end surface 35 of the light guide 2. The reflective surface 40 is shaped so as to surround everything from the LED packages 24A and 24B to the vicinity of (in front of) the incident end face 35 of the light guide 2.
Specifically, the reflective surface 40 is vertically connected to the side surface of the first reflective surface 50, which is a long thin cylindrical curved surface extending along the optical axis K to the vicinity of the incident end surface 35. And a second reflecting surface 51 which is a cylindrical curved surface. The LED package 24A is disposed at the end of the first reflection surface 50, and the LED package 24B is disposed at the end of the second reflection surface 51.
 第1反射面50は、中心軸L1を有した筒状の集光反射面であり、この例では、中心軸L1に沿った長さが略150mm、中心軸L1に垂直な方向における最大幅が略33.8mmの外観上は葉巻型、或いは楕円体に似た曲面形状を成している。
 この第1反射面50は、中心軸L1上の両端が開口し、それぞれが上記光源側開口32、及び受光側開口34として形成されている。光源側開口32には、中心軸L1に光軸Kを合わせてLEDパッケージ24Aが配置され、LEDパッケージ24Aの光が光源側開口32から第1反射面50に入射される。受光側開口34には、距離Wで離間した位置にライトガイド2の入射端面35が配置され、この入射端面35には、第1反射面50によって集光されながら導光したLEDパッケージ24Aの光が入射される。
 なお、第1反射面50の受光側開口34と、ライトガイド2の入射端面35との間に設ける距離Wを適宜に設定することができる。例えば、第1反射面50の受光側開口34の位置と入射端面35の位置とを合せてもよい。
The first reflective surface 50 is a cylindrical condensing reflective surface having a central axis L1. In this example, the length along the central axis L1 is approximately 150 mm, and the maximum width in the direction perpendicular to the central axis L1 is The appearance of about 33.8 mm has a curved shape resembling a cigar type or an ellipsoid.
The first reflecting surface 50 is open at both ends on the central axis L1, and is formed as the light source side opening 32 and the light receiving side opening 34, respectively. In the light source side opening 32, the LED package 24A is disposed with the optical axis K aligned with the central axis L1, and the light of the LED package 24A is incident on the first reflection surface 50 from the light source side opening 32. In the light receiving side opening 34, the incident end face 35 of the light guide 2 is disposed at a position separated by a distance W, and on the incident end face 35, the light of the LED package 24A guided while being condensed by the first reflection surface 50. Is incident.
In addition, the distance W provided between the light receiving side opening 34 of the first reflection surface 50 and the incident end face 35 of the light guide 2 can be appropriately set. For example, the position of the light receiving side opening 34 of the first reflection surface 50 may be aligned with the position of the incident end face 35.
 第2反射面51は、中心軸L2を有した集光反射面であり、第1反射面50に接続されていない側の端部が光源側開口33として開口している。光源側開口33には、中心軸L2に光軸Kを合わせてLEDパッケージ24Bが配置され第2反射面51に光が入射される。この第2反射面51は、その中心軸L2が上記第1反射面50の中心軸L1に垂直に交差する姿勢で第1反射面50の側面に連結されている。 The second reflection surface 51 is a condensing reflection surface having a central axis L 2, and an end on the side not connected to the first reflection surface 50 is opened as the light source side opening 33. In the light source side opening 33, the LED package 24B is disposed with the optical axis K aligned with the central axis L2, and light is incident on the second reflection surface 51. The second reflective surface 51 is connected to the side surface of the first reflective surface 50 in a posture in which the central axis L2 perpendicularly intersects with the central axis L1 of the first reflective surface 50.
 第1反射面50の中心軸L1上には中心軸L2との交点Mにダイクロイックミラー55が配置されている。ダイクロイックミラー55は、中心軸L1、L2の各々に対して45度の入射角度で設けられ、第2反射面51の光路を第1反射面50の光路に合成する光路合成光学素子である。第1反射面50には、前掲図4に示すように、ミラー挿入溝43が設けられ、このミラー挿入溝43にダイクロイックミラー55の縁部を挿入して設けられる。
 なお、ダイクロイックミラー55に代えて、例えばプリズムやハーフミラー等の他の光路合成光学素子を用いることもできる。
A dichroic mirror 55 is disposed on the central axis L1 of the first reflection surface 50 at an intersection point M with the central axis L2. The dichroic mirror 55 is an optical path combining optical element which is provided at an incident angle of 45 degrees with respect to each of the central axes L1 and L2 and combines the optical path of the second reflecting surface 51 with the optical path of the first reflecting surface 50. As shown in FIG. 4, the first reflection surface 50 is provided with a mirror insertion groove 43, and the edge of the dichroic mirror 55 is inserted into the mirror insertion groove 43.
Note that, instead of the dichroic mirror 55, another optical path combining optical element such as, for example, a prism or a half mirror can be used.
 反射面40にあっては、ダイクロイックミラー55が交点Mに配置されることで、第2反射面51が交点Mからみて第1反射面50と幾何光学的に等価(すなわち、同一構造)とみなせるように構成される。したがって、第2反射面51の光源側開口33から入射した光は、第1反射面50と同様に、第2反射面51の受光側開口34に向けて集光されながら導光され、ライトガイド2の入射端面35に入射されることとなる。 In the reflecting surface 40, by disposing the dichroic mirror 55 at the intersection point M, the second reflecting surface 51 can be regarded as geometrically optical equivalent (that is, the same structure) as the first reflecting surface 50 when viewed from the intersection point M. Configured as. Therefore, the light incident from the light source side opening 33 of the second reflecting surface 51 is guided while being condensed toward the light receiving side opening 34 of the second reflecting surface 51 in the same manner as the first reflecting surface 50, and a light guide The light is incident on the two incident end faces 35.
 反射面40には、上述の通り、第1波長帯域Δλ1を放射するLEDパッケージ24Aの光、及び第2波長帯域Δλ2を放射するLEDパッケージ24Bの光が入射される。したがって、両者の点滅状態に応じて、第1波長帯域Δλ1の光、第2波長帯域Δλ2の光、及び第1、及び第2波長帯域Δλ1、Δλ2を合成した波長帯域の光のいずれかが受光側開口34に入射される。 As described above, the light of the LED package 24A that emits the first wavelength band Δλ1 and the light of the LED package 24B that emits the second wavelength band Δλ2 are incident on the reflection surface 40. Therefore, either the light of the first wavelength band Δλ1, the light of the second wavelength band Δλ2, or the light of the combined wavelength band of the first and second wavelength bands Δλ1 and Δλ2 is received according to the blinking state of the both. It is incident on the side opening 34.
 ここで、第2反射面51は、第1反射面50と幾何光学的に等価であるから、集光型導光器8の反射面40の導光機能、集光機能、及び光路については、図5における第1反射面50によって説明される。
 第1反射面50は、光源側開口32の発光を受光側開口34に集光する集光反射面であるが、一般には、発光点の光を受光点に集光する反射型光学系として楕円反射面が知られており、第1反射面50を説明する前に、この楕円反射面について概説する。
Here, since the second reflection surface 51 is geometrically equivalent to the first reflection surface 50, the light guiding function, the light collecting function, and the light path of the reflection surface 40 of the light collecting type light guide 8 are as follows. This will be described by the first reflecting surface 50 in FIG.
The first reflection surface 50 is a condensing reflection surface that condenses the light emitted from the light source side opening 32 to the light receiving side opening 34. Generally, it is an ellipse as a reflective optical system that condenses the light of the light emission point to the light reception point A reflective surface is known, and before describing the first reflective surface 50, this elliptical reflective surface will be outlined.
 図6は楕円反射面70の説明図である。
 楕円反射面70は、第1焦点f1、及び第2焦点f2の2つの焦点を有し、第1焦点f1の発光を第2焦点f2に集光する反射面である。したがって、楕円反射面70の第1焦点f1にLEDパッケージ24Aを配置し、第2焦点f2にライトガイド2の入射端面35を配置すれば、理想的には、LEDパッケージ24Aの全ての光が入射端面35に集光することとなる。
FIG. 6 is an explanatory view of the elliptical reflecting surface 70.
The elliptical reflective surface 70 is a reflective surface that has two focal points of a first focal point f1 and a second focal point f2 and focuses the light emitted from the first focal point f1 to the second focal point f2. Therefore, if the LED package 24A is disposed at the first focal point f1 of the elliptical reflection surface 70 and the incident end face 35 of the light guide 2 is disposed at the second focal point f2, ideally all the light of the LED package 24A is incident The light is collected on the end face 35.
 しかしながら、光源たるLEDパッケージ24Aの発光面29は、図5に示すように、第1反射面50の光学設計上、点とみなせる程に小さくはなく、少なくともLEDチップ26の発光点である発光面27よりも大きな大きさD1を有している。したがって、第1焦点f1に位置した発光面29から放射され、楕円反射面70で反射されて第2焦点f2に向かう反射光には、図6に示すように、発光面29の大きさD1に応じた角度γで拡がって進行することで、第2焦点f2から外れる成分が生じる。この成分が存在すると、ライトガイド2の入射端面35の開口径D2(図5)の範囲に入射しない成分が生じてロスとなり、光の利用効率が低下することになる。 However, as shown in FIG. 5, the light emitting surface 29 of the LED package 24A, which is a light source, is not so small as to be regarded as a point due to the optical design of the first reflecting surface 50. It has a size D1 greater than 27. Therefore, as shown in FIG. 6, the reflected light emitted from the light emitting surface 29 located at the first focal point f1 and reflected by the elliptical reflecting surface 70 toward the second focal point f2 has a size D1 of the light emitting surface 29. By advancing at a corresponding angle γ, a component deviating from the second focal point f2 is generated. If this component is present, a component which does not enter into the range of the aperture diameter D2 (FIG. 5) of the incident end surface 35 of the light guide 2 is generated, resulting in loss and the light utilization efficiency is lowered.
 光の利用効率の低下は、ライトガイド2の開口数NAが小さくなるほど、ライトガイド2の入射端面35の開口径D2が小さくなるほど、及び、LEDパッケージ24Aの発光面29の大きさD1が大きくなるほど顕著となる。 The decrease in utilization efficiency of light is as the numerical aperture NA of the light guide 2 decreases, as the aperture diameter D2 of the incident end surface 35 of the light guide 2 decreases, and as the size D1 of the light emitting surface 29 of the LED package 24A increases. It becomes remarkable.
 一般に、内視鏡では、ライトガイド2の開口数NAが小さいほど、照明光の指向性が高められるから、狭い範囲に光量を集めて照射できる。この光源装置1では、開口数NAが0.2~0.35(最大入射角θmax=Arcsin(NA)=11.5°~20°)、開口径D2が約4mmのライトガイド2が用いられており、一般的なライトガイドよりも開口数NA、及び開口径D2が共に小さくなっている。さらに、この光源装置1では、LEDパッケージ24Aの発光面29の大きさD1が略2~3mmであり、何ら対策を施さなければ、光の利用効率の低下が顕著となる。 In general, in the endoscope, as the numerical aperture NA of the light guide 2 is smaller, the directivity of the illumination light is enhanced, so that the light quantity can be collected and irradiated in a narrow range. In this light source device 1, the light guide 2 having a numerical aperture NA of 0.2 to 0.35 (maximum incident angle θmax = Arcsin (NA) = 11.5 ° to 20 °) and an aperture diameter D2 of about 4 mm is used. Both the numerical aperture NA and the aperture diameter D2 are smaller than in a general light guide. Furthermore, in the light source device 1, the size D1 of the light emitting surface 29 of the LED package 24A is approximately 2 to 3 mm, and the light utilization efficiency is significantly reduced unless any measures are taken.
 そこで、この集光型導光器8では、第1反射面50、及び第2反射面51を楕円反射面70とするのではなく、次のようにして、光源の発光点である発光面29が大きさD1を有する場合でも、集光性の低下が抑えられている。 Therefore, in the light collecting type light guide 8, the first reflection surface 50 and the second reflection surface 51 are not the elliptical reflection surface 70, but the light emission surface 29 which is the light emission point of the light source as follows. Even in the case where the size D1 has a size D1, the decrease in the light collecting property is suppressed.
 図7はLEDパッケージ24Aの発光面29の構成を示す模式図である。
 LEDパッケージ24Aは、上述の通り、複数(図示例では4つ)の発光素子の一例たるLEDチップ26を備えている。それぞれのLEDチップ26は、1mm四方の平面視略矩形の発光面27を有し、これらの発光面27を格子状に隣接させて配置することで、2~3mm四方の大きさの外観上1つの発光面29が形成されている。LEDパッケージ24Bの構成も、LEDチップ26の発光波長帯域が異なる点を除きLEDパッケージ24Aと同じである。
 なお、LEDパッケージ24Aが備えるLEDチップ26の発光面27の平面視形状は正方形に限定されるものではなく、LEDチップ26の個数、及びLEDチップ26の並べ方も、LEDチップ26の平面視形状や大きさに応じて適宜に変更できる。
FIG. 7 is a schematic view showing the configuration of the light emitting surface 29 of the LED package 24A.
As described above, the LED package 24A includes the LED chip 26 which is an example of a plurality of (four in the illustrated example) light emitting elements. Each LED chip 26 has a 1 mm square light emitting surface 27 substantially rectangular in plan view, and by arranging the light emitting surfaces 27 adjacent to each other in a grid shape, the appearance 1 of a size of 2 to 3 mm square 1 One light emitting surface 29 is formed. The configuration of the LED package 24B is also the same as that of the LED package 24A except that the emission wavelength band of the LED chip 26 is different.
The plan view shape of the light emitting surface 27 of the LED chip 26 included in the LED package 24A is not limited to a square, and the number of the LED chips 26 and the arrangement of the LED chips 26 It can be suitably changed according to the size.
 ここで、LEDパッケージ24Aが備えるLEDチップ26の発光面27の大きさD3は次の範囲に収められている。すなわち、大きさD3の範囲は、光学設計において1つの点とみなせる範囲、或いは、図6に示した通常の楕円反射面70の第1焦点f1に発光面27を配置したときに光の利用効率が所定の値に収まる範囲である。この光の利用効率は、集光型導光器8の出射光に対し、入射光の入射角度依存性を有した部材の一例であるライトガイド2に入射する光の割合に応じた値である。光の利用効率の所定の値の下限値は、製品仕様上、効率が悪いとされない限度の値である。これにより、個々のLEDチップ26の発光面27は、集光型導光器8の第1反射面50の光学設計において、1つの点である発光点Pとみなして設計される。
 したがって、LEDパッケージ24Aが1個のLEDチップ26のみを備えると仮定した場合、図6に示した楕円反射面70を第1反射面50に用いるだけでも、LEDパッケージ24Aの光をライトガイド2の入射端面35に所定の光の利用効率で入射できる。
 しかしながら、LEDパッケージ24Aは、複数のLEDチップ26を備えている。したがって、いずれか1つのLEDチップ26の発光面27を第1焦点f1とした楕円反射面70では、他のLEDチップ26に対して十分な集光作用が得られない。
Here, the size D3 of the light emitting surface 27 of the LED chip 26 included in the LED package 24A is in the following range. That is, the range of the size D3 is a range that can be regarded as one point in optical design, or the utilization efficiency of light when the light emitting surface 27 is disposed at the first focal point f1 of the ordinary elliptical reflecting surface 70 shown in FIG. Is a range that falls within a predetermined value. The utilization efficiency of this light is a value according to the ratio of light incident on the light guide 2 which is an example of a member having incident angle dependency of incident light with respect to outgoing light of the condensing light guide 8 . The lower limit value of the predetermined value of the light utilization efficiency is a limit value that is not considered to be inefficient in terms of product specifications. Thereby, in the optical design of the 1st reflective surface 50 of condensing type light guide 8, the light emitting surface 27 of each LED chip 26 is designed considering it as the light emission point P which is one point.
Therefore, assuming that the LED package 24A includes only one LED chip 26, the light of the LED package 24A can be obtained from the light guide 2 simply by using the elliptical reflection surface 70 shown in FIG. 6 as the first reflection surface 50. The light can be incident on the incident end face 35 with a predetermined light utilization efficiency.
However, the LED package 24A includes a plurality of LED chips 26. Therefore, with the elliptical reflection surface 70 in which the light emitting surface 27 of any one of the LED chips 26 is set to the first focal point f1, sufficient light collecting effect can not be obtained with respect to the other LED chips 26.
 そこで、図8に示すように、重畳楕円面80によれば、光の利用効率の低下が抑制される。この重畳楕円面80は、LEDパッケージ24Aの各々のLEDチップ26ごとに、発光面27(すなわち発光点P)を第1焦点f1として規定される複数の楕円反射面70を重畳して成る曲面である。この重畳楕円面80によれば、第2焦点f2への集光作用が全てのLEDチップ26に対して得られる。これにより、LEDパッケージ24Aが複数のLEDチップ26を備える場合であっても、第2焦点f2に光を集め、光の利用効率の低下が抑制されるのである。
 特に、図7に示すLEDパッケージ24Aにおいては、各LEDチップ26が次のような態様で配置されることで、全てのLEDチップ26に対して均等に第2焦点f2への集光作用が得られている。すなわち、中心Oを中心として設定した仮想的な円の円周に沿って各LEDチップ26の発光面27が配置された態様、換言すれば、仮想的に設定した中心Oの周りに発光面27が等間隔に配置された態様である。この配置の態様において、中心Oは発光面29の中心となる。
Therefore, as shown in FIG. 8, according to the overlapping ellipsoidal surface 80, a decrease in light utilization efficiency is suppressed. The overlapping elliptical surface 80 is a curved surface formed by overlapping a plurality of elliptical reflecting surfaces 70 defined with the light emitting surface 27 (that is, the light emitting point P) as the first focal point f1 for each of the LED chips 26 of the LED package 24A. is there. According to this superimposed ellipsoidal surface 80, the light collecting effect on the second focal point f2 is obtained for all the LED chips 26. As a result, even when the LED package 24A includes the plurality of LED chips 26, light is collected to the second focal point f2, and a decrease in light utilization efficiency is suppressed.
In particular, in the LED package 24A shown in FIG. 7, by arranging the respective LED chips 26 in the following manner, a light collecting action on the second focal point f2 can be obtained equally to all the LED chips 26. It is done. That is, an aspect in which the light emitting surface 27 of each LED chip 26 is disposed along the circumference of a virtual circle set around the center O, in other words, the light emitting surface 27 around the virtually set center O Are arranged at equal intervals. In this aspect of the arrangement, the center O is the center of the light emitting surface 29.
 ここで、重畳楕円面80は、図8に示すように、各楕円反射面70を合成した図形の輪郭を結んで形成されることから、各楕円反射面70を繋ぐ境界線81を面内に有し、形状が複雑化する。これに加え、この重畳楕円面80は、各楕円反射面70によって中心軸L1の周りに異方性を有する。したがって、LEDパッケージ24Aの各LEDチップ26を、重畳楕円面80の各楕円反射面70の第1焦点f1に合わせて配置されていなければ、かえって集光性が低下し、重畳楕円面80とLEDパッケージ24Aの位置合わせが煩雑となる。 Here, as shown in FIG. 8, since the overlapping elliptical surface 80 is formed by connecting the outlines of the figures obtained by combining the respective elliptical reflecting surfaces 70, the boundary line 81 connecting the respective elliptical reflecting surfaces 70 is in the plane. Have complex shape. In addition to this, this overlapping elliptical surface 80 has anisotropy around the central axis L1 by each of the elliptical reflecting surfaces 70. Therefore, if the respective LED chips 26 of the LED package 24A are not arranged in alignment with the first focal point f1 of each of the elliptical reflecting surfaces 70 of the overlapping elliptical surface 80, the light collecting property is rather reduced, and the overlapping elliptical surface 80 and the LED Alignment of the package 24A is complicated.
 そこで、第1反射面50では、次のようにして、集光性の低下を抑制しつつ、中心軸L1の周りの異方性を無くしている。
 すなわち、図9に示すように第1反射面50は、LEDパッケージ24Aの発光面29の中心Oと第2焦点f2を結ぶ直線(第1反射面50の中心軸L1)を中心に楕円曲線83を回転させた回転体85の形状になっている。この楕円曲線83は、LEDパッケージ24Aが含むいずれかのLEDチップ26の発光面27(発光点P)を第1焦点f1とし、ライトガイド2の入射端面35を第2焦点として規定された楕円曲線である。
Therefore, in the first reflection surface 50, the anisotropy around the central axis L1 is eliminated while suppressing the decrease in the light collecting property as follows.
That is, as shown in FIG. 9, the first reflective surface 50 is an elliptic curve 83 centered on the straight line connecting the center O of the light emitting surface 29 of the LED package 24A and the second focal point f2 (the central axis L1 of the first reflective surface 50). Is in the shape of a rotating body 85 rotated. The elliptic curve 83 is an elliptic curve defined with the light emitting surface 27 (light emitting point P) of any of the LED chips 26 included in the LED package 24A as the first focal point f1 and the incident end surface 35 of the light guide 2 as the second focal point. It is.
 またLEDパッケージ24Aにあっては、上述の通り、各LEDチップ26の発光面27(発光点P)が中心Oを中心とした円上(すなわち、中心Oの周りに等間隔)に配置されている。これにより、楕円曲線83を回転させた回転体85にあっては、回転に伴う第1焦点f1の軌跡Q(図7)が全てのLEDチップ26の発光面27の発光点Pを通過することになる。すなわち、この回転体85は、重畳楕円面80と同様に、LEDチップ26の発光面27(発光点P)ごとに規定される全ての楕円反射面70の成分を含むように重畳されたものと言える。 In the LED package 24A, as described above, the light emitting surface 27 (light emitting point P) of each LED chip 26 is disposed on a circle centered on the center O (that is, equally spaced around the center O) There is. Thereby, in the rotary body 85 which has rotated the elliptic curve 83, the locus Q (FIG. 7) of the first focal point f1 accompanying the rotation passes the light emitting point P of the light emitting surface 27 of all the LED chips 26. become. That is, similar to the overlapping ellipsoidal surface 80, the rotating body 85 is superposed so as to include all the components of the elliptical reflecting surface 70 defined for each light emitting surface 27 (light emitting point P) of the LED chip 26. I can say that.
 したがって、この回転体85の形状を第1反射面50の形状とすることで、LEDパッケージ24Aが複数のLEDチップ26を有する場合であっても集光性の低下が抑制される。これに加え、回転体85は、中心軸L1周りの回転体形状であるから中心軸L1の周りに異方性が無く、LEDパッケージ24Aの各LEDチップ26と第1反射面50の中心軸L1周りの位置合わせが不要となる。 Therefore, by setting the shape of the rotating body 85 to the shape of the first reflection surface 50, the decrease in the light collection performance is suppressed even when the LED package 24A includes the plurality of LED chips 26. In addition to this, since the rotating body 85 has a rotating body shape around the central axis L1, there is no anisotropy around the central axis L1, and the central axis L1 of each LED chip 26 of the LED package 24A and the first reflecting surface 50 There is no need for peripheral alignment.
 なお、この集光型導光器8の反射面40は、上述の通り、第1反射面50の他に、第2反射面51を有し、この第2反射面51も第1反射面50と同様に、上記回転体85によって構成されている。 In addition to the first reflection surface 50, the reflection surface 40 of the condensing light guide 8 has the second reflection surface 51 in addition to the first reflection surface 50, and the second reflection surface 51 is also the first reflection surface 50. , And is constituted by the rotating body 85.
 図10は反射面40の第2焦点f2における照度分布を示す図である。
 第1反射面50、及び第2反射面51を単純な楕円反射面70とした場合には、上述の通り、LEDパッケージ24Aの発光面29の大きさD1に起因して第2焦点f2における集光性が劣化し、図10に破線で示すような分布となる。
 これに対して、この集光型導光器8によれば、第1反射面50、及び第2反射面51が上記回転体85によって構成されている。これにより、図10に示すように、第2焦点f2においては、中心軸L1に尖ったピークを有する照度分布となり、集光性が高められて良好な集光性特性が得られる。
FIG. 10 is a view showing the illuminance distribution at the second focal point f2 of the reflecting surface 40. As shown in FIG.
In the case where the first reflecting surface 50 and the second reflecting surface 51 are simple elliptical reflecting surfaces 70, as described above, the collection at the second focal point f2 due to the size D1 of the light emitting surface 29 of the LED package 24A. The light property is degraded, resulting in a distribution as shown by a broken line in FIG.
On the other hand, according to the condensing light guide 8, the first reflection surface 50 and the second reflection surface 51 are configured by the rotating body 85. As a result, as shown in FIG. 10, at the second focal point f2, an illuminance distribution having a peak that is sharpened at the central axis L1 is obtained, and the light collecting property is enhanced, and good light collecting property is obtained.
 図11は反射面40の配光特性を示す図である。
 発明者は、第1反射面50、及び第2反射面51(すなわち反射面40)が単純な楕円反射面70である場合、実験やシミュレーションにより、配光特性の半値角(2α)が約46°以上の値となる、との知見を得ている。
 これに対して、この反射面40は、半値角(2α)が約26度となり、楕円反射面70に比べて集光性が高められていることが分かる。
 なお、半値角に用いられる角度は、光軸Kと光線が成す角(以下、「出射角」という)αの角度である。本実施形態の説明においては、この出射角αは、ライトガイド2への上記入射角θと同じである。
FIG. 11 is a view showing light distribution characteristics of the reflecting surface 40. As shown in FIG.
In the case where the first reflective surface 50 and the second reflective surface 51 (i.e., the reflective surface 40) are the simple elliptical reflective surface 70, the inventors have found that the half-value angle (2α) of the light distribution characteristic is about 46 It has been found that it becomes a value of ° or more.
On the other hand, it can be seen that the reflecting surface 40 has a half-value angle (2α) of about 26 degrees, and the light collecting property is enhanced compared to the elliptical reflecting surface 70.
The angle used for the half-value angle is an angle (hereinafter, referred to as “emission angle”) α formed by the light axis K and the light ray. In the description of the present embodiment, the outgoing angle α is the same as the incident angle θ to the light guide 2.
 このように、集光型導光器8にあっては、複数のLEDチップ26を備えたLEDパッケージ24A、24Bを光源に用いた場合であっても、第2焦点f2における集光性が良好に維持される。これにより、この第2焦点f2に配置されたライトガイド2に効率良く光を入射できる。 Thus, in the light collecting type light guide 8, even when the LED packages 24A and 24B provided with the plurality of LED chips 26 are used as a light source, the light collecting property at the second focal point f2 is good. Maintained. Thus, light can be efficiently incident on the light guide 2 disposed at the second focal point f2.
 上述のように、反射面40の配光特性は半値角(2α)が良好であることから、図11に示されるように、出射角αのピーク範囲Wpは大凡20°の範囲に収められる。しかしながら、この反射面40では、ピーク範囲Wpの両サイドの範囲(以下、「サイドローブ範囲」という)Waの光強度も比較的大きく、出射角αが20°を超える光成分も出射光に多く含まれることが分かる。
 この光源装置1は、上述のとおり、開口数NAが0.2~0.35(最大入射角θmax=Arcsin(NA)=11.5°~20°)のライトガイド2の光源に用いられる。したがって、第2焦点f2での照度分布において、中心軸L1に鋭いピークを有しても、そのピークに含まれる光に出射角αが20°を超える光成分が多分に含まれると、その光成分はライトガイド2に入射しても導光せずにロスとなる。
As described above, since the light distribution characteristic of the reflective surface 40 has a good half-value angle (2α), as shown in FIG. 11, the peak range Wp of the output angle α is approximately within 20 °. However, in this reflection surface 40, the light intensity of the range (hereinafter referred to as "side lobe range") Wa on both sides of the peak range Wp is also relatively large, and many light components having an emission angle α exceeding 20 ° are also emitted. It is understood that it is included.
As described above, the light source device 1 is used as a light source of the light guide 2 having a numerical aperture NA of 0.2 to 0.35 (maximum incident angle θmax = Arcsin (NA) = 11.5 ° to 20 °). Therefore, in the illuminance distribution at the second focal point f2, even if the central axis L1 has a sharp peak, if the light contained in the peak contains a light component having an emission angle α exceeding 20 °, the light Even if the component is incident on the light guide 2, it is lost without being guided.
 そこで、この光源装置1は、上記集光型導光器8が上記反射面40の出射側の端部の中に上記光制御素子60を備えることで、サイドローブ範囲Waの光強度が低減されている。 Therefore, in the light source device 1, when the light collecting type light guide 8 includes the light control element 60 in the end portion on the light emission side of the reflection surface 40, the light intensity in the side lobe range Wa is reduced. ing.
 図12は、集光型導光器8の断面図である。なお、この図には、反射面40の光軸Kを含むように切った集光型導光器8の断面がLEDパッケージ24A、24Bとともに示されている。
 光制御素子60は、反射面40内で受光側開口34に指向する光が透過する透過型光学素子であり、受光点である第2焦点f2の側の反射面40の端部(以下、「受光点側端部」という)48の中に収めて設けられている。
 この光制御素子60は、受光点側端部48において反射面40を指向して当該光制御素子60に入射する光成分H1を屈折によって制御して、所定角度以下の出射角αで第2焦点f2を指向させる機能を備えている。この光源装置1において、出射角αの所定角度は上記最大入射角θmaxである。
 詳述すると、一般的な楕円反射面70において、反射光が第2焦点f2に入射する入射角θは、第1焦点f1から離れた箇所で反射するほど、すなわち第2焦点f2に近付いた箇所で反射するほど大きくなる。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the condensing light guide 8. In the drawing, a cross section of the condensing light guide 8 cut to include the optical axis K of the reflective surface 40 is shown together with the LED packages 24A and 24B.
The light control element 60 is a transmissive optical element through which light directed to the light receiving side opening 34 in the reflective surface 40 is transmitted, and the end of the reflective surface 40 on the side of the second focal point f2 which is a light receiving point (hereinafter The light receiving point side end portion is referred to as “48”.
The light control element 60 directs the reflecting surface 40 at the light receiving point side end 48 and controls the light component H1 incident on the light control element 60 by refraction to control the second focal point at an emission angle α of a predetermined angle or less. It has a function to direct f2. In the light source device 1, the predetermined angle of the emission angle α is the maximum incident angle θmax.
More specifically, in the general elliptical reflection surface 70, the incident angle θ at which the reflected light is incident on the second focal point f2 is such that the light is reflected at a point away from the first focal point f1, ie, a point closer to the second focal point f2. It becomes so large that it reflects.
 この反射面40は、楕円反射面70と完全に一致するものではないものの、複数の楕円反射面70に基づいて形成されている。したがって、この反射面40においても、反射光の入射角θは、第2焦点f2に近付いた箇所で反射するほど大きくなり、第2焦点f2の側の端部の所定範囲Yでは、その所定範囲Yで反射する光は、最大入射角θmaxを超える。
 そこで、光制御素子60は、反射面40の内部において、この所定範囲Yを指向する光成分H1の指向方向を制御し、最大入射角θmax以下で第2焦点f2に入射させる。これにより、配光特性においては、ピーク範囲Pwの光強度が高められ、サイドローブ範囲Waの光強度が低減されるので、ライトガイド2でのロスを抑え、効率が高められる。
The reflecting surface 40 is formed on the basis of a plurality of elliptical reflecting surfaces 70 although not completely coincident with the elliptical reflecting surface 70. Therefore, also on this reflecting surface 40, the incident angle θ of the reflected light becomes larger as it is reflected at a point closer to the second focus f2, and the predetermined range of the predetermined range Y at the end on the second focus f2 side The light reflected by Y exceeds the maximum incident angle θmax.
Therefore, the light control element 60 controls the directivity direction of the light component H1 directed to the predetermined range Y inside the reflective surface 40, and makes the light incident on the second focal point f2 at the maximum incident angle θmax or less. Thereby, in the light distribution characteristic, the light intensity in the peak range Pw is enhanced and the light intensity in the side lobe range Wa is reduced, so that the loss in the light guide 2 can be suppressed and the efficiency can be enhanced.
 図13は光制御素子60の分解図である。
 光制御素子60は、この図13に示すように、第1レンズ体61と、第2レンズ体62とを備えている。第1レンズ体61は、光成分H1に対し、受光点側端部48における反射面40への入射を妨げる方向へ屈折を与え、第2レンズ体62は第1レンズ体61の出射光の出射角αを屈折により最大入射角θmax以下にする。
FIG. 13 is an exploded view of the light control element 60. FIG.
The light control element 60 includes a first lens body 61 and a second lens body 62 as shown in FIG. The first lens body 61 refracts the light component H1 in a direction that prevents the light component H1 from entering the reflecting surface 40 at the light receiving point side end 48, and the second lens body 62 emits the light emitted from the first lens body 61. The angle α is made smaller than the maximum incident angle θmax by refraction.
 さらに詳述すると、第1レンズ体61は、入射光を集光する機能を有する透過型光学素子であり、略円錘状の胴部61Cを有し、一方の端面が凸面の入射面61Aとして形成され、縮径した他方の端面が出射面61Bとして形成されている。入射面61Aは、図13に示すように、所定範囲Yに光が進入する進入位置Yaに合せて配置され、出射面61Bは、第2焦点f2の手前(より正確には、受光側開口34から第2レンズ体62の配置スペースを確保する程度に離間した位置)に配置される。また胴部61Cは反射面40に係合する形状に形成されており、第1レンズ体61が当該反射面40に嵌め込み固定される。 More specifically, the first lens body 61 is a transmission-type optical element having a function of condensing incident light, has a substantially conical barrel 61C, and has one end face as a convex incident surface 61A. The other end surface which is formed and reduced in diameter is formed as the emission surface 61B. As shown in FIG. 13, the entrance surface 61A is disposed in accordance with the entrance position Ya where light enters the predetermined range Y, and the exit surface 61B is in front of the second focal point f2 (more precisely, the light receiving side opening 34 And the second lens body 62 is disposed at a position spaced apart to the extent that the arrangement space of the second lens body 62 is secured. The body 61 </ b> C is formed to engage with the reflective surface 40, and the first lens body 61 is fitted and fixed to the reflective surface 40.
 入射面61Aは、光軸Kに対して所定範囲Yの反射面40に入射する、すなわち胴部61Cの周面に入射する角度の光成分(上記光成分H1に相当)に対して光軸Kに集光するような屈折角の屈折を与える曲面に形成されている。
 さらに、この入射面61Aの曲面は、胴部61Cの周面に入射しない角度の光成分、すなわち第2焦点F1を指向する光成分H2(図12)に対しては、光成分H1に与える屈折角よりも小さな屈折を与える曲面ともなっている。
 出射面61Bは、第1レンズ体61と第2レンズ体62とを接続する面であり、第2レンズ体62の入射面62Aが隙間無く嵌め合わされる。
The incident surface 61A is incident on the reflecting surface 40 of the predetermined range Y with respect to the optical axis K, that is, the light component (corresponding to the light component H1) at an angle incident on the circumferential surface of the body 61C. It is formed in the curved surface which gives refraction of a refraction angle which condenses to.
Furthermore, the curved surface of the incident surface 61A is a refracting component given to the light component H1 with respect to the light component of an angle not incident on the circumferential surface of the body 61C, that is, the light component H2 (FIG. 12) pointing to the second focal point F1 It is also a curved surface that gives less refraction than the corners.
The exit surface 61B is a surface connecting the first lens body 61 and the second lens body 62, and the entrance surface 62A of the second lens body 62 is fitted without any gap.
 第2レンズ体62は、第1レンズ体61から入射した光を第2焦点f2に集光する機能を有した透過型光学素子であり、第2レンズ体62にはドラムレンズが用いられている。
 この第2レンズ体62は、入射面62A、及び出射面62Bが凸面に形成され、第1レンズ体61の屈折率n1よりも大きな屈折率n2を有している。
 第2レンズ体62は、出射光の出射角αが最大入射角θmaxを超えず、かつ第2焦点f2に出射光を集光する光学的機能を備えている。この光学的機能は、入射面62A、及び出射面62Bの凸面の曲率と、屈折率n2との設定によって実現されている。
The second lens body 62 is a transmission type optical element having a function of condensing the light incident from the first lens body 61 at the second focal point f2, and a drum lens is used for the second lens body 62. .
The second lens body 62 has an incident surface 62 A and an exit surface 62 B formed as convex surfaces, and has a refractive index n 2 larger than the refractive index n 1 of the first lens body 61.
The second lens body 62 has an optical function of condensing the emitted light at the second focal point f2 without the emission angle α of the emitted light exceeding the maximum incident angle θmax. This optical function is realized by the setting of the curvature of the convex surface of the entrance surface 62A and the exit surface 62B and the refractive index n2.
 かかる光制御素子60によれば、第1レンズ体61において、光成分H1が屈折によって集光されることで胴部61Cへの入射が抑えられ、その他の光成分H2とともに第2レンズ体62に入射される。そして、第2レンズ体62において、光成分H1、H2が第2焦点f2に焦点を合わせ、かつて出射角αが最大入射角θmax(この実施形態では、~20°)を超えずに集光されることとなる。
 また集光型導光器8の受光側開口34に光制御素子60が設けられ、当該光制御素子60が第2焦点f2に光を集めることから、第2焦点f2での集光性が高められる。
According to the light control element 60, in the first lens body 61, the light component H1 is condensed by refraction, whereby the incidence on the body portion 61C is suppressed, and the second lens body 62 is combined with the other light components H2. It is incident. Then, in the second lens body 62, the light components H1 and H2 are focused on the second focal point f2 and once the output angle α is collected without exceeding the maximum incident angle θmax (̃20 ° in this embodiment) The Rukoto.
Further, since the light control element 60 is provided in the light receiving side opening 34 of the condensing light guide 8 and the light control element 60 collects light at the second focal point f2, the condensing property at the second focal point f2 is enhanced. Be
 図14は、光制御素子60が内設された反射面40(すなわち、集光型導光器8)の配光特性を示す図である。
 図14と図11の対比から明らかなように、光制御素子60が反射面40の内側に設けられている場合の配光特性は、光制御素子60が設けられていない場合に比べ、サイドローブ範囲Waの光強度が大きく抑制される。これに加えて、光制御素子60が反射面40の内側に設けられている場合、光強度は、出射角αが20°以下の範囲であるピーク範囲Wpに集められている。
FIG. 14 is a view showing light distribution characteristics of the reflective surface 40 (that is, the condensing light guide 8) in which the light control element 60 is installed.
As apparent from the comparison between FIG. 14 and FIG. 11, the light distribution characteristic in the case where the light control element 60 is provided on the inner side of the reflection surface 40 is a side lobe compared to the case where the light control element 60 is not provided. The light intensity in the range Wa is largely suppressed. In addition to this, when the light control element 60 is provided inside the reflective surface 40, the light intensity is collected in the peak range Wp in which the emission angle α is in the range of 20 ° or less.
 そして、上述のとおり、この集光型導光器8にあっては、複数のLEDチップ26を備えたLEDパッケージ24A、24Bを光源に用いた場合であっても、第2焦点f2における集光性が良好に維持される。これにより、この第2焦点f2に配置されたライトガイド2に光が集められて入射され、入射した光がライトガイド2をロスなく導光する。 And as above-mentioned, in this condensing type light guide 8, even when it is a case where LED package 24A, 24B provided with several LED chips 26 is used for a light source, it is condensing in the 2nd focus f2 Good maintainability. Thereby, light is collected and incident on the light guide 2 disposed at the second focal point f2, and the incident light guides the light guide 2 without loss.
 この光源装置1では、上述の通り、LEDパッケージ24A、24Bのそれぞれは、放射する光の波長帯域が異なり、LEDパッケージ24Aは第1波長帯域Δλ1の光を放射し、LEDパッケージ24Bは第2波長帯域Δλ2の光を放射する。
 これら第1波長帯域Δλ1、及び第2波長帯域Δλ2は、光源装置1の使用目的等に応じて決定されている。この光源装置1では、内視鏡という用途、及びライトガイド2の材質に基づいて決められている。具体的には、第1波長帯域Δλ1には波長700nm以下(近赤外波長以下の可視光)の波長帯域が設定され、第2波長帯域Δλ2には波長700nm以上(近赤外波長以上)の波長帯域が設定されている。なお、第1波長帯域Δλ1と第2波長帯域Δλ2は、一部が重複した帯域、すなわち完全に離れた帯域でなくても良い。
In the light source device 1, as described above, each of the LED packages 24A and 24B has different wavelength bands of emitted light, and the LED package 24A emits light in the first wavelength band Δλ1 and the LED package 24B has a second wavelength It emits light in the band Δλ2.
The first wavelength band Δλ1 and the second wavelength band Δλ2 are determined in accordance with the purpose of use of the light source device 1 and the like. The light source device 1 is determined based on the use of the endoscope and the material of the light guide 2. Specifically, a wavelength band of 700 nm or less (visible light of near infrared wavelength) is set to the first wavelength band Δλ1, and a wavelength band of 700 nm or more (near infrared wavelength or more) is set to the second wavelength band Δλ2. A wavelength band is set. Note that the first wavelength band Δλ1 and the second wavelength band Δλ2 may not be partially overlapping bands, that is, not completely separated bands.
 第1波長帯域Δλ1の光を発するLEDパッケージ24Aは、合計4つのLEDチップ26を、図7に示すように、格子状に配列して構成される。これらのLEDチップ26は、赤色光(R)を発するチップ、緑色光(G)を発するチップ、青色光(B)を発するチップ、及び白色光を発するチップである。このように、発光色が異なるLEDチップ26を組み合わせることで、所望の波長帯域の光を容易に得ることができる。
 一方、第2波長帯域Δλ2の光を発するLEDパッケージ24Bは、同一の近赤外光(IR)を発する4つのLEDチップ26を、図7に示すように、格子状に配列して構成される。このように、同一発光色のLEDチップ26を組み合わせることで、光出力を容易に高めることができる。
The LED package 24A that emits light in the first wavelength band Δλ1 is configured by arranging a total of four LED chips 26 in a grid shape as shown in FIG. These LED chips 26 are a chip emitting red light (R), a chip emitting green light (G), a chip emitting blue light (B), and a chip emitting white light. As described above, by combining the LED chips 26 with different emission colors, it is possible to easily obtain light of a desired wavelength band.
On the other hand, the LED package 24B that emits light in the second wavelength band Δλ2 is configured by arranging four LED chips 26 that emit the same near-infrared light (IR) in a lattice as shown in FIG. . Thus, by combining the LED chips 26 of the same emission color, the light output can be easily enhanced.
 そして、LEDパッケージ24A、24Bのそれぞれが複数のLEDチップ26を備えることにより、LEDパッケージ24A、24Bのそれぞれが大きな発光面29を有した場合でも、上記集光型導光器8によって、次のような効果が得られる。すなわち、LEDパッケージ24A、24Bのそれぞれの発光面29から出射される光を第2焦点f2に集光する集光性が良好に維持される。これに加えて、ライトガイド2への入射効率が良好に維持される。これらの効果によって、ライトガイド2に入射し導光させるときのロスが抑えられる。 And, even if each of the LED packages 24A, 24B has a large light emitting surface 29 by having each of the LED packages 24A, 24B have a plurality of LED chips 26, the following condensing light guide 8 is used to An effect like that is obtained. That is, the condensing property which condenses the light radiate | emitted from each light emission surface 29 of LED package 24A, 24B on the 2nd focus f2 is maintained favorably. In addition to this, the incident efficiency to the light guide 2 is well maintained. By these effects, it is possible to suppress the loss when light is incident on the light guide 2 and guided.
 以上説明した本実施形態によれば次の効果を奏する。
 本実施形態では、集光型導光器8の反射面40の受光点側端部48に収められた光制御素子60が、受光点側端部48の反射面40を指向して入射してくる光成分H1を屈折させて所定角度以下の出射角αで出射する。
 これにより、配光特性において、光強度をピーク範囲Pwに集め、サイドローブ範囲Waの光強度を大きく低減させた高い集光性が得られる。
 なお、出射角αの所定角度は、光源装置1の用途に基づいて設定される。この光源装置1では、ライトガイド2の最大入射角θmaxに基づいて設定されている。
 また、光制御素子60は、その全体を反射面40の中に収めて設けてもよく、出射端側の一部を反射面40の受光点側端部48から露出させて設けてもよい。
According to this embodiment described above, the following effects are achieved.
In the present embodiment, the light control element 60 housed at the light receiving point side end 48 of the reflecting surface 40 of the light collecting type light guide 8 is directed to the reflecting surface 40 of the light receiving point side end 48 to be incident. The incoming light component H1 is refracted and emitted at an emission angle α equal to or less than a predetermined angle.
As a result, in the light distribution characteristic, it is possible to obtain high light collection performance in which the light intensity is collected in the peak range Pw and the light intensity in the side lobe range Wa is greatly reduced.
Note that the predetermined angle of the output angle α is set based on the application of the light source device 1. In the light source device 1, it is set based on the maximum incident angle θmax of the light guide 2.
Further, the light control element 60 may be provided entirely in the reflecting surface 40, or a part of the emitting end may be exposed from the light receiving point side end 48 of the reflecting surface 40.
 また本実施形態において、光制御素子60は、第1レンズ体61と、第2レンズ体62と、を備える構成とした。第1レンズ体61は、受光点側端部48の反射面40に指向する光成分H1を屈折させ集光する光学的機能を備えたレンズ部である。第2レンズ体62は、この第1レンズ体61によって集光される光の出射角αを所定角度以下にする光学的機能を備えたレンズ部である。
 この構成によれば、第1レンズ体61によって、受光点側端部48の反射面40に指向する光成分H1の反射が確実に抑えられる。また、第2レンズ体62によって、出射光の出射角αが正確に制御されて所定角度以下に抑えられる。
 すなわち、この光制御素子60によれば、光成分H1の反射の抑制と、出射光の出射角αの制御とが正確に行われる。
Further, in the present embodiment, the light control element 60 is configured to include the first lens body 61 and the second lens body 62. The first lens body 61 is a lens portion having an optical function of refracting and condensing the light component H1 directed to the reflection surface 40 of the light receiving point side end portion 48. The second lens body 62 is a lens portion having an optical function of making the emission angle α of the light condensed by the first lens body 61 equal to or less than a predetermined angle.
According to this configuration, the reflection of the light component H1 directed to the reflection surface 40 of the light receiving point side end portion 48 is reliably suppressed by the first lens body 61. Further, the emission angle α of the emitted light is accurately controlled by the second lens body 62 and is suppressed to a predetermined angle or less.
That is, according to the light control element 60, the suppression of the reflection of the light component H1 and the control of the emission angle α of the emitted light are performed accurately.
 また本実施形態において、集光型導光器8の反射面40(第1反射面50)を、複数の楕円反射面70を重畳して形成した。
 具体的には、光源たるLEDパッケージ24Aは、複数のLEDチップ26の発光面27の集合によって光学設計上1つの発光点とみなして設計される発光面29が形成されている。
 楕円反射面70は、LEDパッケージ24Aの発光面29に含まれるLEDチップ26の発光面27(発光点P)を第1焦点f1とし、受光点たるライトガイド2の入射端面35を第2焦点f2とした楕円面であり、個々の発光面27ごとに規定される。
 反射面40が、個々の発光面27ごとの楕円反射面70を重畳して反射面40が形成されることで、第2焦点f2への集光作用が全てのLEDチップ26に対して得られる。これにより、LEDパッケージ24Aが複数のLEDチップ26を備える場合であっても高い集光性が維持され、光の利用効率の低下が抑制される。
Further, in the present embodiment, the reflecting surface 40 (the first reflecting surface 50) of the condensing light guide 8 is formed by superposing a plurality of elliptical reflecting surfaces 70.
Specifically, the LED package 24A, which is a light source, has a light emitting surface 29 which is designed to be regarded as one light emitting point in optical design by a set of the light emitting surfaces 27 of the plurality of LED chips 26.
The elliptical reflecting surface 70 sets the light emitting surface 27 (light emitting point P) of the LED chip 26 included in the light emitting surface 29 of the LED package 24A as the first focal point f1, and the incident end face 35 of the light guide 2 as the light receiving point as the second focal point f2. And each of the light emitting surfaces 27 is defined.
The reflecting surface 40 is formed by superposing the elliptical reflecting surfaces 70 of the individual light emitting surfaces 27 to form the reflecting surface 40, so that the light collecting effect on the second focal point f2 can be obtained for all the LED chips 26. . Thereby, even in the case where the LED package 24A includes the plurality of LED chips 26, high light collection performance is maintained, and a decrease in light utilization efficiency is suppressed.
 特に、本実施形態のLEDパッケージ24Aは、中心Oを中心とした円の円周に沿って各LEDチップ26が配置されており、反射面40では、この円周に沿って配置された各LEDチップ26に対応して楕円反射面70が規定されている。これにより、集光型導光器8の反射面40では、全てのLEDチップ26に対して均等に第2焦点f2への集光作用が得られる。 In particular, in the LED package 24A of the present embodiment, the LED chips 26 are arranged along the circumference of a circle centered on the center O, and in the reflection surface 40, the respective LEDs arranged along the circumference An elliptical reflective surface 70 is defined corresponding to the chip 26. Thereby, on the reflective surface 40 of the condensing light guide 8, the condensing action to the second focal point f 2 can be obtained equally to all the LED chips 26.
 また本実施形態では、集光型導光器8の反射面40に、次のようにして楕円反射面70の各々を重畳させた機能を持たせている。
 すなわち、光源たるLEDパッケージ24Aが備える各LEDチップ26の配置の中心Oと第2焦点f2を結ぶ直線(すなわち、中心軸L1)を中心に楕円曲線83を回転させた回転体85を反射面40とする。この楕円曲線83は、いずれかのLEDチップ26を第1焦点f1、及び受光点たるライトガイド2の入射端面35を第2焦点f2として規定される曲線である。そして、この楕円曲線83の回転体85は、LEDチップ26の発光面27ごとに規定される楕円反射面70の全ての成分を含む。
 したがって、この回転体85を反射面40とすることにより、LEDパッケージ24Aが複数のLEDチップ26を有する場合でも集光性の低下が抑えられる。これに加え、回転体85は、中心軸L1周りの回転体形状であるから中心軸L1の周りに異方性が無く、LEDパッケージ24Aの各LEDチップ26と第1反射面50の中心軸L1周りの位置合わせを不要にできる。
Further, in the present embodiment, the reflecting surface 40 of the condensing light guide 8 has the function of superposing each of the elliptical reflecting surfaces 70 as follows.
That is, the reflecting surface 40 is a rotating body 85 formed by rotating an elliptic curve 83 around a straight line connecting the second focus f2 and the center O of the arrangement of the LED chips 26 provided as the light source and the LED package 26A. I assume. The elliptic curve 83 is a curve which is defined with the LED chip 26 as the first focal point f1 and the incident end face 35 of the light guide 2 as the light receiving point as the second focal point f2. The rotating body 85 of the elliptic curve 83 includes all components of the elliptical reflection surface 70 defined for each light emitting surface 27 of the LED chip 26.
Therefore, by using the rotating body 85 as the reflective surface 40, the decrease in the light collection performance can be suppressed even when the LED package 24A includes the plurality of LED chips 26. In addition to this, since the rotating body 85 has a rotating body shape around the central axis L1, there is no anisotropy around the central axis L1, and the central axis L1 of each LED chip 26 of the LED package 24A and the first reflecting surface 50 It can eliminate the need for alignment around it.
 また本実施形態では、反射面40が、第1反射面50、及び第2反射面51のそれぞれの光路を合成するダイクロイックミラー55を備える構成とした。この構成において、第2反射面51が第1反射面50に接続され、第1反射面50、及び第2反射面51のそれぞれの光路がダイクロイックミラー55により合成され、共通の受光点たるライトガイド2の入射端面35に光が集光される。
 これにより、第1反射面50、及び第2反射面51のそれぞれに配置した光源を、簡単に合成して効率良くライトガイド2に入射させることができる。
Further, in the present embodiment, the reflecting surface 40 is configured to include the dichroic mirror 55 that combines the optical paths of the first reflecting surface 50 and the second reflecting surface 51. In this configuration, the second reflection surface 51 is connected to the first reflection surface 50, and the respective light paths of the first reflection surface 50 and the second reflection surface 51 are combined by the dichroic mirror 55, and the light guide is a common light receiving point. The light is condensed on the incident end face 35 of FIG.
As a result, the light sources disposed on the first reflection surface 50 and the second reflection surface 51 can be easily combined and efficiently incident on the light guide 2.
 特に、本実施形態の光源装置1では、第1反射面50、及び第2反射面51のそれぞれに配置する光源の発光波長を異ならせたので、ライトガイド2に入射する光の波長を使用目的に応じて選択できる。 In particular, in the light source device 1 of the present embodiment, since the emission wavelengths of the light sources disposed on the first reflection surface 50 and the second reflection surface 51 are made different, the wavelength of the light incident on the light guide 2 is used It can be selected according to
 上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。 The embodiment described above is merely an example of the present invention, and any modification and application can be made without departing from the spirit of the present invention.
 本発明に係る光制御素子の構造は、光成分H1に対して、受光点側端部48の反射面40への入射を阻止する屈折を与え、かつ、出射光の出射角αが所定角度以下とする光学的な機能を備えていれば良く、上述した光制御素子60に限らない。 The structure of the light control element according to the present invention is such that the light component H1 is refracted so as to block the light incident on the reflection surface 40 of the light receiving point side end 48, and the emission angle α of the emitted light is a predetermined angle or less The light control element 60 is not limited to the above-described light control element 60 as long as it has an optical function to be set.
 図15は、本変形例に係る集光型導光器108の断面図である。また、図16は本変形例に係る光制御素子160の分解図である。なお、図15には、反射面40の光軸Kを含むように切った集光型導光器108の断面がLEDパッケージ24A、24Bとともに示されている。
 本変形例の集光型導光器108は、光制御素子160の構造が光制御素子60と異なっており、その他は、集光型導光器8と同様である。
FIG. 15 is a cross-sectional view of a condensing light guide 108 according to this modification. FIG. 16 is an exploded view of the light control element 160 according to this modification. In FIG. 15, a cross section of the condensing light guide 108 cut to include the optical axis K of the reflection surface 40 is shown together with the LED packages 24A and 24B.
The condensing light guide 108 of this modification is different from the light control element 60 in the structure of the light control element 160, and the other parts are the same as the condensing light guide 8.
 光制御素子160は、光成分H1に対し、受光点側端部48の反射面40への入射を妨げる方向に屈折を与える第1レンズ体161と、第1レンズ体161の出射光の出射角αを調整する第2レンズ体162とを備えている。
 第1レンズ体161は、入射光を集光する機能を有する透過型光学素子であり、反射面40に合せて湾曲し当該反射面40に係合する略円錘状の胴部161Cを有し、一方の端面が凸面の入射面161Aとして形成されている。この入射面161Aは、光軸Kを含む中央部161A1と、その周辺部161A2とで曲率が異なる凸面に形成されている。この第1レンズ体161では、中央部161A1は、周辺部161A2に比べて曲率が大きく形成されている。
 このように入射面161Aが2つの曲率を備えることで、光成分H1と、その他の光成分H2に対とのそれぞれに対して屈折を与える制御が正確に行われる。
The light control element 160 has a first lens body 161 that refracts the light component H1 in a direction that prevents the light component H1 from entering the reflection surface 40 of the light receiving point side end 48, and an emission angle of the outgoing light of the first lens body 161 and a second lens body 162 for adjusting α.
The first lens body 161 is a transmission type optical element having a function of condensing incident light, and has a substantially conical barrel 161C that is curved according to the reflecting surface 40 and engaged with the reflecting surface 40. One end face is formed as a convex incident surface 161A. The incident surface 161A is formed in a convex surface having different curvatures at the central portion 161A1 including the optical axis K and the peripheral portion 161A2. In the first lens body 161, the central portion 161A1 has a curvature larger than that of the peripheral portion 161A2.
As described above, when the incident surface 161A has two curvatures, control for giving refraction to each of the light component H1 and the other light components H2 is performed accurately.
 この入射面161Aの焦点は、中央部161A1、及び周辺部161A2のいずれも、胴部161Cの中の光軸Kの上に設定されている。そして、この胴部161Cには、入射面161Aの反対側の端面から光軸Kに沿って凹む挿入穴161Dが設けられている。この挿入穴Dには、第2レンズ体162が隙間無く(空気層を介在させることなく)嵌挿され、これにより第1レンズ体161の中に光軸Kに沿って第2レンズ体162が収められて、光制御素子160が一体化されている。
 このように光制御素子160が一体化されることで、第1レンズ体161、及び第2レンズ体162の位置ズレを防止し、光源装置1や集光型導光器108の組み立てが容易となる。
The focal point of the incident surface 161A is set on the optical axis K in the body portion 161C in both the central portion 161A1 and the peripheral portion 161A2. The body portion 161C is provided with an insertion hole 161D which is recessed along the optical axis K from the end surface on the opposite side of the incident surface 161A. The second lens body 162 is inserted into the insertion hole D without a gap (without an air layer), whereby the second lens body 162 is disposed along the optical axis K in the first lens body 161. As a result, the light control element 160 is integrated.
By integrating the light control element 160 in this manner, positional deviation of the first lens body 161 and the second lens body 162 is prevented, and assembly of the light source device 1 and the condensing light guide 108 is easy. Become.
 第2レンズ体162は、第1レンズ体161から入射する光を、所定の光束径Drの出射面162Bから出射する機能を有した透過型光学素子である。具体的には、この第2レンズ体162には、略円錐状のレンズが用いられ、外周面が入射面162Aとして形成され、底面が上記光束径Drの径を有した出射面162Bとして形成され、屈折率n1よりも小さな屈折率n2を有している。この光束径Drは、受光点での照射範囲に基づいて設定され、この集光型導光器108では、ライトガイド2の入射端面35の径に基づいて設定される。 The second lens body 162 is a transmissive optical element having a function of emitting the light incident from the first lens body 161 from the emission surface 162B of a predetermined luminous flux diameter Dr. Specifically, a substantially conical lens is used for the second lens body 162, the outer peripheral surface is formed as the incident surface 162A, and the bottom surface is formed as the output surface 162B having the diameter of the light beam diameter Dr. And a refractive index n2 smaller than the refractive index n1. The luminous flux diameter Dr is set based on the irradiation range at the light receiving point, and is set based on the diameter of the incident end face 35 of the light guide 2 in the condensing light guide.
 第2レンズ体162の入射面162Aは、第1レンズ体161から入射する光に対し、出射面162Bを指向し、かつ、出射角αが所定角度以下となる屈折を与える曲面(テーパー面、放物面、あるいは楕円面)に形成されている。
 したがって、この第2レンズ体162の出射面162Bからは、出射角αが所定角度以下であり、なおかつ、所定の光束径Drの出射光が出射される。
 これにより、この集光型導光器108によれば、ライトガイド2の入射端面35の範囲内に光が集まり、かつライトガイド2の中をロスなく導光する光を出射することができる。
A light incident surface 162A of the second lens body 162 is a curved surface (a tapered surface, a radiation surface that gives a refraction that makes the light output surface 162B the incident light from the first lens body 161 and the emission angle α becomes a predetermined angle or less). It is formed in an object plane or an elliptical surface).
Therefore, from the exit surface 162B of the second lens body 162, the exit angle α is equal to or less than the predetermined angle, and the exit light of the predetermined light flux diameter Dr is emitted.
Thus, according to the light collecting type light guide 108, light can be collected within the range of the incident end face 35 of the light guide 2 and light can be emitted without loss in the light guide 2.
 例えば、上述した実施形態において、円上に配置した複数のLEDチップ26を備えるLEDパッケージ24A、24Bにおいて、これらLEDチップ26の内側に、他のLEDチップ26が配置されていても良い。 For example, in the embodiment described above, in the LED packages 24A and 24B provided with a plurality of LED chips 26 arranged on a circle, another LED chip 26 may be arranged inside the LED chips 26.
 また例えば、複数のLEDチップ26を備えたLEDパッケージ24A、24Bに代えて、図17に示すように、COB型LED124(COB:Chip on Board)を用いてもよい。COB型LED124は、多数のLEDを密集配置して、1つの大きな面状の発光面129を形成した面発光光源(面状光源)の一例である。
 この場合、第1反射面150の形状は、楕円曲線を、発光面129の中心Oと第2焦点f2を結ぶ直線を中心に回転させた回転体185の形状である。この楕円曲線は、発光面129の内であって、当該発光面129の中心Oを外れた位置を第1焦点f1、及び受光点たるライトガイド2の入射端面35を第2焦点f2とする曲面である。このとき、発光面129における第1焦点f1の位置は、発光面129の中心Oから外縁129Aの中間地点とすることが好ましい。
For example, instead of the LED packages 24A and 24B including the plurality of LED chips 26, as shown in FIG. 17, a COB-type LED 124 (COB: Chip on Board) may be used. The COB type LED 124 is an example of a surface emitting light source (surface light source) in which a large number of light emitting surfaces 129 are formed by closely arranging a large number of LEDs.
In this case, the shape of the first reflection surface 150 is a shape of the rotating body 185 obtained by rotating an elliptic curve around a straight line connecting the center O of the light emitting surface 129 and the second focal point f2. The elliptic curve is a curved surface that has a first focus f1 at a position off the center O of the light emission surface 129 and the second end f2 of the light guide 2 as a light reception point. It is. At this time, it is preferable that the position of the first focal point f1 on the light emitting surface 129 be a midpoint between the center O of the light emitting surface 129 and the outer edge 129A.
 また上述した実施形態において、発光素子はLEDに限らず、他の半導体型の素子でもよい。 In the embodiment described above, the light emitting element is not limited to the LED, and may be another semiconductor type element.
 また上述した実施形態において、ダイクロイックミラー55により2つのLEDパッケージ24A、24Bの光を合成する構成したが、これに限らない。すなわち、例えばダイクロイックミラー55に代えてダイクロイックプリズムを用いる等して3つ以上の光を合成しても良い。また反射面40に第2反射面51を設けずに、第1反射面50のみで反射面40を構成しても良い。 In the embodiment described above, although the light of the two LED packages 24A and 24B is combined by the dichroic mirror 55, the present invention is not limited to this. That is, for example, in place of the dichroic mirror 55, a dichroic prism may be used to combine three or more lights. In addition, the reflection surface 40 may be configured by only the first reflection surface 50 without providing the second reflection surface 51 on the reflection surface 40.
 また例えば上述した実施形態において、光源の大きさが集光性を阻害しない程度である場合には、反射面40を楕円反射面70としてもよい。
 また、反射面40を楕円反射面70とする場合には、発光点(第1焦点f1)の側に、次の反射面を設けてもよい。すなわち、この反射面は、受光点(第2焦点f2)の側の反射面40に向けて光源の光を反射し、当該受光点の側の反射面40での反射により受光点に所定の入射角度で指向する光を得る曲面反射面である。この反射面には、特願2012-232292に開示された技術を用いることができる。
Also, for example, in the above-described embodiment, the reflective surface 40 may be an elliptical reflective surface 70 if the size of the light source does not impair the light collecting property.
When the reflecting surface 40 is an elliptical reflecting surface 70, the following reflecting surface may be provided on the side of the light emitting point (first focal point f1). That is, this reflective surface reflects the light of the light source toward the reflective surface 40 on the side of the light receiving point (the second focal point f2), and the predetermined incident on the light receiving point by the reflection on the reflective surface 40 on the side of the light receiving point. It is a curved reflective surface that obtains light directed at an angle. The technology disclosed in Japanese Patent Application No. 2012-232292 can be used for this reflective surface.
 図18は本変形例に係る反射面140の模式図である。
 この反射面40は、図18に示すように、楕円反射面70のうち、第1焦点f1の側の反射領域Rcに双曲反射面140Aを設けた複合楕円鏡となっている。
 双曲反射面140Aは、光源の光を反射した反射光(一次反射光)を、上記楕円反射面70の第2焦点f2の側で反射(二次反射光)させ、第2焦点f2に所定の角度で指向する反射光を得る反射面であり、双曲面形状を成している。
 具体的には、双曲反射面140Aは、この楕円反射面70のうち受光点側端部48の反射面に反射光(一次反射光)を入射する。加えて、双曲反射面140Aは、受光点側端部48の反射面で反射したときに、ライトガイド2の入射端面35内に収まり、かつ最大入射角θmax以下で入射端面35に入射する反射光(一次反射光)を受光点側端部48の反射面に入射する。
 これにより、反射領域Rcでの反射光(一次反射光)が、楕円反射面70での反射により最大入射角θmax以下の角度で、かつライトガイド2の開口径D2の範囲内に向かう反射光Eとなる。したがって、反射領域Rcでの反射光の多くをライトガイド2に入射させることができ、LEDパッケージ24、24Bの発光の利用効率が高められる。
 さらに、この反射面14の受光点側端部48に、上記光制御素子60、160が内設されることで、ライトガイド2に効率良く光を入射し、ロスなく導光させることができる。
 なお、双曲反射面140Aの曲面は、楕円反射面70のうち受光点側端部48に相当する箇所の範囲の広さ、及び曲率などに基づいて適宜に光学設計することで得られる。
FIG. 18 is a schematic view of a reflective surface 140 according to the present modification.
As shown in FIG. 18, the reflecting surface 40 is a complex elliptical mirror in which a hyperbolic reflecting surface 140A is provided in a reflecting area Rc on the side of the first focal point f1 in the elliptical reflecting surface 70.
The hyperbolic reflecting surface 140A reflects the reflected light (primary reflected light) obtained by reflecting the light of the light source on the side of the second focal point f2 of the elliptical reflecting surface 70 (secondary reflected light), and makes the second focal point f2 predetermined. It is a reflective surface which obtains the reflected light directed at the angle of and has a hyperboloid shape.
Specifically, the hyperbolic reflecting surface 140 A causes the reflected light (primary reflected light) to be incident on the reflecting surface of the light receiving point side end 48 of the elliptical reflecting surface 70. In addition, when the hyperbolic reflecting surface 140A is reflected by the reflecting surface of the light receiving point side end portion 48, it is contained in the incident end surface 35 of the light guide 2 and is incident on the incident end surface 35 at the maximum incident angle θmax or less. Light (primary reflected light) is incident on the reflection surface of the light receiving point side end 48.
Thereby, the reflected light (primary reflected light) in the reflection area Rc is reflected by the reflection on the elliptical reflection surface 70 and directed to an angle smaller than the maximum incident angle θmax and within the range of the aperture diameter D2 of the light guide 2 It becomes. Therefore, much of the reflected light in the reflection area Rc can be made incident on the light guide 2, and the utilization efficiency of light emission of the LED packages 24, 24B can be enhanced.
Furthermore, by providing the light control elements 60 and 160 inside the light receiving point side end portion 48 of the reflecting surface 14, light can be efficiently incident on the light guide 2 and can be guided without loss.
The curved surface of the hyperbolic reflecting surface 140A can be obtained by optical design as appropriate based on the size of the range of the portion corresponding to the light receiving point side end portion 48 of the elliptical reflecting surface 70, the curvature, and the like.
 1 光源装置
 7A、7B 光源ユニット
 8、108 集光型導光器(導光部品)
 24A、24B LEDパッケージ(光源)
 26 LEDチップ
 27 発光面(発光点)
 29 光源の発光面
 129 面発光光源の発光面
 32、33 光源側開口
 34 受光側開口
 35 入射端面
 40、140 反射面
 48 受光点側端部
 50、150 第1反射面(反射面)
 51 第2反射面
 55 ダイクロイックミラー(光路合成光学素子)
 60、160 光制御素子
 61、161 第1レンズ体
 62、162 第2レンズ体
 70 楕円反射面
 80 重畳楕円面
 81 境界線
 83 楕円曲線
 85、185 回転体
 f1 第1焦点
 f2 第2焦点
 K 光軸
 L1、L2 中心軸
 M 交点
 O 配置の中心
 P 発光点
 Y 所定範囲
 Ya 進入位置
 Wa サイドローブ範囲
 Wp ピーク範囲
 θmax 最大入射角
 
1 light source device 7A, 7B light source unit 8, 108 light collecting type light guide (light guide component)
24A, 24B LED package (light source)
26 LED chip 27 Light emitting surface (light emitting point)
29 light emitting surface of light source 129 light emitting surface of surface emitting light source 32, 33 light source side opening 34 light receiving side opening 35 incident end face 40, 140 reflecting surface 48 light receiving point side end 50, 150 first reflecting surface (reflection surface)
51 second reflecting surface 55 dichroic mirror (optical path combining optical element)
60, 160 light control element 61, 161 first lens body 62, 162 second lens body 70 elliptical reflecting surface 80 overlapping elliptical surface 81 boundary line 83 elliptic curve 85, 185 rotating body f1 first focal point f2 second focal point K optical axis L1, L2 Center axis M Intersection O Center of arrangement P Light emitting point Y Predetermined range Ya Approach position Wa Side lobe range Wp Peak range θmax Maximum angle of incidence

Claims (7)

  1.  光源から受光点に光軸に沿って延びる曲面形状を成し、前記光源の光を反射によって前記受光点に集光する反射面と、
     前記受光点の側の前記反射面の端部に収められた光制御素子と、を備え、
     前記光制御素子は、
     前記受光点の側の端部の反射面を指向して入射する光を屈折させ、所定角度以下の出射角で出射する
     ことを特徴とする導光部品。
    A reflective surface extending along the optical axis from the light source to the light receiving point, and reflecting the light of the light source onto the light receiving point by reflection;
    A light control element housed at an end of the reflecting surface on the side of the light receiving point;
    The light control element is
    A light guide component comprising: a reflection surface at an end portion on the side of the light receiving point, refracting incident light, and emitting the light at an emission angle equal to or less than a predetermined angle.
  2.  前記光制御素子は、
     前記受光点の側の端部の反射面に指向する光を屈折させて集光する第1レンズ体と、
     前記第1レンズ体から入射した光の出射角を所定角度以下にする第2レンズ体と、
     を備えることを特徴とする請求項1に記載の導光部品。
    The light control element is
    A first lens body that refracts and focuses light directed to a reflection surface at an end on the side of the light receiving point;
    A second lens body for setting an outgoing angle of light incident from the first lens body to a predetermined angle or less;
    The light guide component according to claim 1, comprising:
  3.  前記第1レンズ体よりも屈折率が大きな前記第2レンズ体を、前記第1レンズ体に収めたことを特徴とする請求項2に記載の導光部品。 The light guide component according to claim 2, wherein the second lens body having a refractive index larger than that of the first lens body is accommodated in the first lens body.
  4.  前記反射面は、
     複数の発光点が集合した発光面を有する前記光源の前記発光点を第1焦点とし、前記受光点を第2焦点として前記発光点ごとに規定される楕円反射面の各々を重畳して成る
     ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の導光部品。
    The reflective surface is
    The light emitting point of the light source having a light emitting surface in which a plurality of light emitting points are gathered is a first focal point, and the light receiving point is a second focal point, and each of elliptical reflecting surfaces defined for each light emitting point is superimposed. The light guiding component according to any one of claims 1 to 3, characterized in that
  5.  前記反射面は、前記光源を第1焦点、前記受光点を第2焦点とする楕円反射面の前記光源の側に第1反射面を有して成り、
     前記第1反射面は、
     前記光源の光を反射して前記楕円反射面の前記受光点の側に入射させ、かつ当該入射によって前記楕円反射面の前記受光点の側で反射する光の前記受光点への入射角度が所定の角度以下となる光を前記楕円反射面の前記受光点の側に入射する
     ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の導光部品。
    The reflective surface has a first reflective surface on the side of the light source of an elliptical reflective surface having the light source as a first focus and the light receiving point as a second focus,
    The first reflection surface is
    The light of the light source is reflected to be incident on the side of the light receiving point of the elliptical reflection surface, and the incident angle to the light receiving point of the light reflected on the side of the light reception point of the elliptical reflection surface by the incident is predetermined The light guiding component according to any one of claims 1 to 3, wherein light having an angle equal to or less than the angle of is incident on the side of the light receiving point of the elliptical reflection surface.
  6.  請求項1~5のいずれかに記載の導光部品を備え、
     前記受光点に配置されたライトガイドの入射端面に前記光源の光を入射する、ことを特徴とする光源装置。
    A light guiding component according to any one of claims 1 to 5, comprising:
    A light source device characterized in that the light of the light source is made incident on an incident end face of a light guide disposed at the light receiving point.
  7.  前記導光部品は、
     前記反射面と、
     それぞれの前記反射面の光路を合成する光路合成光学素子と、を備え、
     一方の前記反射面に他方の前記反射面が接続され、それぞれの前記反射面の光路が前記光路合成光学素子により合成され、共通の前記受光点に集光するものであり、2つの反射面のそれぞれに、波長帯域が互いに異なる光源を備える
     ことを特徴とする請求項6に記載の光源装置。
     
    The light guiding component is
    Said reflective surface,
    An optical path combining optical element that combines the optical paths of the respective reflecting surfaces,
    The other reflecting surface is connected to one of the reflecting surfaces, and the optical paths of the reflecting surfaces are combined by the optical path combining optical element and collected at a common light receiving point. The light source device according to claim 6, wherein the light source devices have different wavelength bands.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101894866B1 (en) * 2016-10-13 2018-10-04 한국전기연구원 Medical light source module, and medical light device having the same
WO2019038877A1 (en) * 2017-08-24 2019-02-28 創光科学株式会社 Method for manufacturing nitride semiconductor ultraviolet light emitting element, and nitride semiconductor ultraviolet light emitting element
JP2020017566A (en) * 2018-07-23 2020-01-30 サクサ株式会社 Illumination structure of electronic device and led lens

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06505813A (en) * 1991-02-19 1994-06-30 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー Device for redirecting light through a hollow tubular light conduit
JP2009080215A (en) * 2007-09-26 2009-04-16 Motoaki Masuda Solar lens
JP2009523308A (en) * 2006-01-11 2009-06-18 ライト プレスクリプションズ イノベーターズ エルエルシー Optical manifold for light-emitting diodes
JP2009244362A (en) * 2008-03-28 2009-10-22 Brother Ind Ltd Light pipe, illumination optical system, and image projection device
JP2011154930A (en) * 2010-01-28 2011-08-11 Seiko Epson Corp Lighting device and projector
JP2011210381A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Media Technology:Kk Light source device
WO2013008665A1 (en) * 2011-07-11 2013-01-17 株式会社レーベン販売 Condenser, light condensing system, solar power generation device, and solar system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06505813A (en) * 1991-02-19 1994-06-30 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー Device for redirecting light through a hollow tubular light conduit
JP2009523308A (en) * 2006-01-11 2009-06-18 ライト プレスクリプションズ イノベーターズ エルエルシー Optical manifold for light-emitting diodes
JP2009080215A (en) * 2007-09-26 2009-04-16 Motoaki Masuda Solar lens
JP2009244362A (en) * 2008-03-28 2009-10-22 Brother Ind Ltd Light pipe, illumination optical system, and image projection device
JP2011154930A (en) * 2010-01-28 2011-08-11 Seiko Epson Corp Lighting device and projector
JP2011210381A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Media Technology:Kk Light source device
WO2013008665A1 (en) * 2011-07-11 2013-01-17 株式会社レーベン販売 Condenser, light condensing system, solar power generation device, and solar system

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