[go: up one dir, main page]

JP2004039285A - Light source device - Google Patents

Light source device Download PDF

Info

Publication number
JP2004039285A
JP2004039285A JP2002190844A JP2002190844A JP2004039285A JP 2004039285 A JP2004039285 A JP 2004039285A JP 2002190844 A JP2002190844 A JP 2002190844A JP 2002190844 A JP2002190844 A JP 2002190844A JP 2004039285 A JP2004039285 A JP 2004039285A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
source device
group
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002190844A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Oba
大庭 堅一
Masahito Mizusaki
水崎 雅人
Hideo Okumura
奥村 秀生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissei Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissei Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissei Electric Co Ltd filed Critical Nissei Electric Co Ltd
Priority to JP2002190844A priority Critical patent/JP2004039285A/en
Publication of JP2004039285A publication Critical patent/JP2004039285A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact light source device for lighting of an optical equipment such as an optical microscope and a CCD camera that is capable of freely inserting from the outside of the equipment. <P>SOLUTION: In the light source device, a light-emitting element group (1) made of many LEDs (1a) are arranged in annular form, and one end face (3b) of each wire (3a) constituting an optical fiber wire group is provided opposed to each light-emitting element (1a) constituting the light-emitting element group (1), and the spaces between the wires (3a) are in an unbound state and form a multi-branched light incidence part and a light exit part that is bound in the annular form is formed at the other end face (3c). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子群(LED群)と光ファイバ素線を束ねたライトガイドを含む光源装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、特に光学顕微鏡用、CCDカメラ等の光学機器照明用、さらには画像照明用の光源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、光学顕微鏡等の光学機器(以下、単に“機器”と称することがある)においては、照射部を撮像するために、照射部の中央部分にCCDカメラ等の撮像機器が取付けられているものが多い。このため、被射体を照射するための光源は、照射部の中央部分に設けられたCCDカメラを避けて配置する必要がある。
この要求に応えるため、発光素子群を機器内にリング状に配置してなる光源を内蔵させることが提案されている。(特開2001−154103号公報参照)
しかし、この提案では、元々機器自体がコンパクトな設計のため、機器内には光源を内蔵する十分なスペースが無く、したがって十分な光量を得ることができないという光量不足の問題、さらには光源を内蔵させる分だけ機器の寸法が大きくなり、本来のコンパクトな設計から外れてしまうという問題もある。この問題に対処するには、該発光素子群に接続した光ファイバからなるライトガイドを、機器から離れた位置に別体物として配置することも考えられる。しかし、この場合は被射体に対して直下照射でなく斜め照射になるので、照度ムラが生じる。
以上のことから、内蔵型や別体型でなく、機器に外部から直接取付が可能な一体型で、照度ムラを惹起することなく十分な光量を得ることができるコンパクトな光源装置が待ち望まれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、上記の問題点を解消し、機器の外部から嵌装自在のコンパクトな光源装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、環状に配置した発光素子群に、光ファイバ素線群の一方の端面を対向させ且つ該素線群の端方の端面をリング状に結束した出射面として、少なくともライトガイトの該素線群で構成されるライトガイドの長手方向に内部空間を設けることにより、機器の外部から嵌装自在のコンパクトな光源装置を提供するに至った。
【0005】
かくして、本発明によれば、発光素子群からなる光源、および該光源からの光を一方の端面から入射させ、他方の端面から出射するための、光ファイバ素線群からなるライトガイドを含み、そして、以下の要件a〜dを具備することを特徴とする光源装置が提供される。
a.該発光素子群は環状に配置されていること;
b.該発光素子群を構成する各発光素子に、光ファイバ素線群を構成する各素線の一方の端面が対向・設置され且つ該素線間は非結束状態にあって多分岐入射部を形成していること;
c.該光ファイバ素線群の他方の端面は環状に結束された出射部を形成していること;
および
d.該環状出射部の内部環状空間は、該環状に配置された発光素子群に向かって延在していること。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光源装置を、光学顕微鏡に取付けた例について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の光源装置の一例を示す側面図である。
図2は、図1における発光素子群の配列状態を示す平面図である。
図3は、図1における光ファイバ素線群の配列状態を示す平面図である。
図4は、図1の部分拡大図である。
図5は、本発明の光源装置の好ましい態様を示す側面図である。
図6は、本発明の光源装置を光学顕微鏡の鏡筒部に取付けた例を示す正面図である。
図1〜図6において、(1)は発光素子群(以下、“LED群”と称する)、(1a)は該発光素子群(1)を構成する個々の発光素子(以下、“LED“と称する)、(2)は該LED群(1)をリング状に配置するための取付基板、(3)は光ファイバ素線群(以下、”素線群“と称する)からなるライトガイド、(3a)は該素線群を構成する個々の光ファイバ素線(以下、”素線“と称する)あるいはその複数本からなる束、(3b)は各素子(1a)に対向する素線(3a)の端面、(3c)はライトガイド(3)の終端に形成されたリング状出射端、(4)は素線(3a)をLED(1a)に対向させるための取付板、(5)は該リング状出射端(3b)の手前で素線群をリング状に再配置させるための固定具である。
ここで、該LED群(1)は、図2に示すように、LED取付基板(2)にリング状に配置されている。そして、各LED(1a)には、取付板(4)を介して配置された素線群(1)の各素線(3a)の端面(3b)が対向・設置されている。この取付板(4)には、個々の素線(3a)の挿通孔が環状に穿設されており、したがって、各素線(3a)は互いに分離し非結束状態で各発光素子(1a)に対向していることから、ここでは、一種の多分岐入射部が形成されている。他方、前記のライトガイド(3)の終端は、個々の素線(3a)が融着および/または接着剤などで互いに結束され、単一のリング状出射端(3c)を形成している。この状態は、図2のそれと同じであり、内部にリング状空間を有する。このようなリング状出射部(3c)を形成するには、該出射端(3c)の手前(上流)に、前記の素線取付板(4)と同様に挿通孔が環状に穿設された固定具(5)を利用すればよい。そして、前記の結束状態は、少なくとも固定具(5)の近傍まで延びる。このとき、リング状出射端(3c)の内部リング状空間は、すくなくともライトガイド(3)の長手方向に沿って延び、好ましくは、リング状に配置されたLED群(1)で形成される内部リング状空間まで延在する。このような延在した内部空間を形成するためには、LED用の取付基板(2)、素線用の取付板(4)および固定具(5)の各中心部分をくり貫いて貫通孔を設けておけばよい。
【0007】
本発明で特徴的なことは、まず、光源であるLED群(1)を環状に配置するとともに各LED(1a)に、素線(3a)の端面(3b)を対向させて多分岐入射部を形成し、他方出射端は環状に形成した点に在る。
こうすることにより、各LED(1a)からの光は、それに対向する素線(3a)に確実に入光しつつ素線群(1)に集光された後、リング状出射端(3c)から出射されるので、光源としてランプを用いた場合の光量斑の問題がなく、均一な出射光が得られる。さらに、本発明の第二の特徴として、少なくともライトガイド(3)の内部を“中抜け“状態に構成したので、この“中抜け“部を利用して、光学顕微鏡の鏡筒部等に簡単に嵌装することができ、これにより機器の外部からの直接取付が実現される。この態様は、後述するように、図6に示されている。
本発明で使用するLED(1a)としては、標準的な光量が得られる標準タイプや高輝度タイプ等、市販されている各種のものが挙げられる。リング状のLED群(1)を形成するに際しては、要求される照射照度にもよるが、通常、LED(1a)を50個から100個準備し、外径が40mmから80mm、内径が10mm〜60mm、リング幅が10mm〜30mmの範囲で、取付基板(2)に配置すればよい。このLED取付基板(2)の材質は、各LED(1a)間で、流れる電流を同一にするためにも、熱伝導性に優れた材料、例えば、金属、樹脂、あるいはセラミック等であるのが望ましい。
本発明で使用する光ファイバ素線(3a)は、斯界で常用されているガラスファイバあるいはプラスチックファイバ(POF)のいずれであってもよい。このときの素線外径は、出射光の均一化の精度、素線自体の強度および加工性の面から、20μm〜60μm、好ましくは、30μm〜50μmの範囲にあればよい。また、LED(1a)に対向する素線(3a)は単独のみならず、LED(1a)からの光が有効に入射できる限り、任意の本数が選択可能で、特に5本〜10本の束が好ましく用いられる。
この素線(3a)を位置固定する取付板(4)の材質には、LED用の取付基板(2)とは異なって熱伝導性などの特性は要求されないので、任意の材料、一般にはプラスチックが使用される。また、取付板(4)の外形として、方形状のものが図示されているが、これは一例に過ぎず任意の外形が採択される。
本発明において、LED(1a)の発光面と素線(3a)の端面(3b)との間隔は10mm〜30mmの範囲にあるのが好ましい。この間隔が狭すぎると、LED(1a)からの発光光が各素線(3a)の端面(3b)の中央部に集中し、端面全体に亘って均一に入射しなく、逆に間隔が広すぎると、LED(1a)からの発光光の一部が素線(3a)の端面(3b)に入射しにくくなリ、結果的には入射効率が低下して、リング状出射部(3c)での照度が低下する。
上記の入射効率に関して、本発明では、開口数が0.5以上、つまり開口数の比較的大きい素線(3a)を採用するのが好ましい。こうすることにより、LED(1a)からの出射光の広がりが大きい場合にも素線(3a)に確実に入光させることができる。すなわち、LED(1a)と素線(3a)とは非接触状態で結合されていることから、一般には入射効率に関して結合ロスは避けられないが、本発明ではこのような結合ロスが格段に低減される。
さらに、この入射効率の確保に万全を期するには、各素線(3a)の入射端面(3b)をLED(1a)の位置に応じた傾斜面とするのが好ましい。
具体的には、図4に示すように、リング状に配置されたLED群(1)の外周部に対向して配置される素線(3a)の端面(3b)の傾斜角を、該LED群(1)内周部に対向して配置される素線(3a)の端面(3b)の傾斜角に比べて、Q度からP度へと大きくなるようにする。
このようにする理由は、以下のとおりである。
一般に、素線の光軸とLEDの光軸が一致する場合には、素線の端面すなわち入射端面を傾斜面とする必要はない。この点、本発明においては、リング状に配置されたLED群(1)に対向する素線群(3)は、それらの終端では結束されて外径が縮小されたリング状出射端(3c)とされるので、分岐している各素線を屈曲させる必要があり且つこの屈曲の度合いは外周部の素線ほど大きくなる。したがって、素線の光軸とLEDの光軸を一致させるために、上述のように、特殊な入射端面とするものである。
また、LED(1a)には光量バラツキや経年変化による光量の低下も起こり得る。より精度の高い光量を得るためには、図5に示すように、個々のLED(1a)の内部あるいは外部に受光部(6)を設けるとともに、該受光部(6)に連接する光量制御部(7)により個々のLED(1a)の光量を制御することが望ましい。受光部(6)を設ける際には、これをLED(1a)の内部に設けたタイプの方が、検知感度が良くしかもスペースも削減できるので、より好ましい。受光部(6)としては、フォトトランジスタ、フォトダイオード等の受光センサ等各種光センサが利用できる。また、光量制御部(7)については、フィードバック制御方式等の周知の制御方式が利用できる。
以上の態様は、ライトガイド(3)の出射端(3c)がリング状の例であるが、本発明で言う“環状”は必ずしもリング状(円環状)のみを指すものではなく、多角形状の環状をも包含することは、本発明の趣旨に照らして容易に理解されよう。
【0008】
以下に、本発明の光源装置を光学顕微鏡に取付けた場合の具体例について、図6を参照しながら説明する。
該図において、(8)は光学顕微鏡、(8a)は対物レンズ、(8b)は鏡筒部(便宜上、縦断面で示した)、(8c)は該鏡筒部(8b)に内蔵してある撮像装置であるCCDカメラ、(8d)は試料台、そして(9)は観察対象である。このような顕微鏡の鏡筒部(8b)の外周に沿って、図1に示した光源装置が嵌装されている。
この光源装置は、以下のようにして作成されたものである。
光源となるLED(1a)として波長695μm 、発光面が2mm×2mmの高輝度タイプのものを80個 、リング状に外径80mmの取付基板(2)に配置した。このときのリング状配置の仕様は、外径50mm、内径20mm、リング幅30mmである。
次に、素線径が30μmの多成分ガラスからなる素線10本の集束体(外径0.5mm)を素線(1a)として80本用意しそれぞれを、80個の挿通孔を環状に穿設した素線用の取付板(4)を介して上記のLED(1a)に対向配置した。
一方、ライトガイド(3)の出射端(3c)から2mmの位置に、内径が30mm、外形が円形、厚さ0.5mmで、直径が51mmの素線挿通孔をリング状に80個設けたアルミニウム製の固定具(5)を配して、各素線(1a)を挿通した状態で、出射端(3c)に至る部分を接着剤(「TSE−322」(東芝シリコーン株式会社製))で固定し、外径55mm、内径31mmのリング状の出射端(3c)を形成した。
以上のような光源装置を嵌装した光学顕微鏡で、対象物を照射して光量等を測定した所、光量については従来のランプ(50W〜100W)並みの十分な光量が得られた。また、光量(照度)バラツキについても3%以下と、従来のランプでは、実現不可能であった高精度照明状態が得られた。このバラツキは、以下のようにして算出される。バラツキとはRmax/Xa*100%で示され、その際、Rmaxは有効照射部の照度分布における最大照度差、Xaはその平均とする。
なお、この図6では、本発明の光源装置全体、すなわち出射端(3c)からLED群(1)に至る全体を鏡筒部(8b)に嵌装した例を挙げたが、より高い照度を要求される場合、したがって、用いるLEDの個数の増加に伴いリング状配列部が大型化する時は、この部分を機器の外部に設ける可能性も残されている。
【0009】
さらに、本発明の光源装置を、光学機器照明装置や画像照明装置に取付ける態様について触れる。前者については、CCDカメラが代表的な例であり、この場合は、光軸に並行にカメラ本体に外部から嵌装する。後者については、部品実装検査装置が代表的な例であり、この場合は、出射部近傍に外部から取付・固定すればよい。
【0010】
【発明の効果】
本発明では、光源であるLED群(1)を環状に配置させ、これに併用されるライトガイドの入射部については、各LED(1a)に対向して、素線群を構成する各素線を環状に分岐配置させて確実に集光するので、環状出射部では、十分な照度でしかも、照度斑がない均一光を得ることができる。しかも、このような光源装置は光量等の仕様変更に対しても対応が容易であるばかりでなく、その“中抜け”部を利用して光学顕微鏡の外部から、嵌装できるので、その取付作業性も格段に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の光源装置の一例を示す側面図である。
【図2】図2は、図1におけるLED群の配列状態を示す平面図である。
【図3】図3は、図1における光ファイバ素線群の配列状態を示す平面図である。
【図4】図4は、図1の部分拡大図である。
【図5】図5は、本発明の光源装置の好ましい態様を示す側面図である。
【図6】図6は、本発明の光源装置を光学顕微鏡の鏡筒部に取付けた例を示す正面図である。
【符号の説明】
1     発光素子群(LED群)
1a  発光素子(LED)
2    発光素子の取付基板
3      ライトガイド
3a    光ファイバ素線
3b    光ファイバ素線の入射端面
3c    ライトガイドの出射端面
4      光ファイバ素線群の取付板
5      光ファイバ素線群の固定具
6      受光部
7      光量制御部
8      光学顕微鏡
8a    対物レンズ
8b    鏡筒部
8c   CCDカメラ
8d   試料台
9     観察対象
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light source device including a light guide in which light emitting element groups (LED groups) and optical fiber wires are bundled. More specifically, the present invention particularly relates to a light source device for illuminating optical devices such as an optical microscope and a CCD camera, and further for illuminating an image.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical device such as an optical microscope (hereinafter sometimes simply referred to as “device”), an imaging device such as a CCD camera is attached to a central portion of an irradiation unit in order to image the irradiation unit. There are many. For this reason, it is necessary to arrange the light source for irradiating the object so as to avoid the CCD camera provided at the central portion of the irradiating section.
In order to meet this demand, it has been proposed to incorporate a light source in which a light emitting element group is arranged in a ring shape in a device. (See JP-A-2001-154103)
However, in this proposal, since the device itself was originally designed to be compact, there was not enough space for a built-in light source inside the device, so it was not possible to obtain a sufficient amount of light. There is also a problem that the size of the device is increased by that much, and deviates from the original compact design. In order to cope with this problem, it is conceivable to arrange a light guide composed of an optical fiber connected to the light emitting element group as a separate object at a position away from the device. However, in this case, the irradiation of the object is not oblique irradiation but oblique irradiation, so that illuminance unevenness occurs.
In view of the above, there has been a long-awaited need for a compact light source device that is not a built-in type or a separate type, but is an integrated type that can be directly attached to a device from the outside and that can obtain a sufficient amount of light without causing uneven illuminance. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a compact light source device that can be fitted from the outside of the device.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have set at least a light guide as an emission surface in which one end face of an optical fiber strand group is opposed to a ring-shaped light emitting element group and the end face of the end of the strand group is bound in a ring shape. By providing an internal space in the longitudinal direction of the light guide composed of the element wire group, a compact light source device that can be fitted from the outside of the device has been provided.
[0005]
Thus, according to the present invention, a light source composed of a group of light emitting elements, and a light guide composed of a group of optical fiber wires, for allowing light from the light source to enter from one end face and exit from the other end face, And the light source device characterized by satisfying the following requirements a to d is provided.
a. The light emitting element group is arranged in a ring;
b. One end face of each of the optical fibers constituting the optical fiber group is opposed to and installed on each of the light emitting elements constituting the light emitting element group, and the wires are in a non-bound state to form a multi-branch incident portion. Doing things;
c. The other end face of the optical fiber group forms an emission portion bound in an annular shape;
And d. The internal annular space of the annular light emitting portion extends toward the light emitting element group arranged in the annular shape.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example in which the light source device of the present invention is mounted on an optical microscope will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing an example of the light source device of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an arrangement state of the light emitting element group in FIG.
FIG. 3 is a plan view showing an arrangement state of the optical fiber group in FIG.
FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.
FIG. 5 is a side view showing a preferred embodiment of the light source device of the present invention.
FIG. 6 is a front view showing an example in which the light source device of the present invention is attached to a lens barrel of an optical microscope.
1 to 6, (1) denotes a light emitting element group (hereinafter, referred to as “LED group”), and (1a) denotes individual light emitting elements (hereinafter, “LED”) constituting the light emitting element group (1). , (2) is a mounting board for arranging the LED group (1) in a ring shape, (3) is a light guide comprising an optical fiber group (hereinafter referred to as “element group”), 3a) is an individual optical fiber (hereinafter referred to as "element") constituting the element group or a bundle of a plurality thereof, and (3b) is an element (3a) facing each element (1a). ), (3c) is a ring-shaped emission end formed at the end of the light guide (3), (4) is a mounting plate for making the wire (3a) face the LED (1a), and (5) is This is a fixture for rearranging the strands in a ring shape before the ring-shaped emission end (3b).
Here, as shown in FIG. 2, the LED group (1) is arranged in a ring shape on the LED mounting board (2). An end face (3b) of each wire (3a) of the wire group (1) arranged via the mounting plate (4) is opposed to each LED (1a). The mounting plate (4) has annular holes for individual wires (3a). Therefore, the wires (3a) are separated from each other and each light emitting element (1a) is separated and unbound. Therefore, here, a kind of multi-branch incident part is formed. On the other hand, at the end of the light guide (3), the individual wires (3a) are bound together by fusion and / or an adhesive to form a single ring-shaped emission end (3c). This state is the same as that of FIG. 2, and has a ring-shaped space inside. In order to form such a ring-shaped emission part (3c), an insertion hole is formed annularly in front (upstream) of the emission end (3c) as in the case of the element wire mounting plate (4). The fixture (5) may be used. Then, the binding state extends at least to the vicinity of the fixture (5). At this time, the internal ring-shaped space of the ring-shaped emission end (3c) extends at least along the longitudinal direction of the light guide (3), and is preferably formed of an LED group (1) arranged in a ring shape. It extends to a ring-shaped space. In order to form such an extended internal space, a through-hole is cut through each central portion of the mounting board (2) for the LED, the mounting plate (4) for the strand, and the fixture (5). It should be provided.
[0007]
A characteristic of the present invention is that, first, the LED group (1) as a light source is arranged in a ring shape, and the end face (3b) of the element wire (3a) faces each LED (1a). Is formed, while the emission end is located at a point formed in an annular shape.
By doing so, the light from each LED (1a) is focused on the element group (1) while reliably entering the element (3a) facing the LED (1a), and then the ring-shaped emission end (3c) From the light source, there is no problem of uneven light amount when a lamp is used as a light source, and uniform emitted light can be obtained. Further, as a second feature of the present invention, since at least the inside of the light guide (3) is configured to be in a "hollow-out" state, the "hollow-out" portion can be easily used in a lens barrel or the like of an optical microscope. , Whereby a direct attachment from outside of the device is realized. This aspect is illustrated in FIG. 6, as described below.
Examples of the LED (1a) used in the present invention include various types that are commercially available, such as a standard type capable of obtaining a standard light amount and a high-brightness type. In forming the ring-shaped LED group (1), usually, 50 to 100 LEDs (1a) are prepared, the outer diameter is 40 to 80 mm, and the inner diameter is 10 to What is necessary is just to arrange | position on the mounting board (2) in the range of 60 mm and a ring width of 10 mm-30 mm. The material of the LED mounting board (2) is a material having excellent thermal conductivity, for example, a metal, a resin, or a ceramic in order to make the current flowing between the LEDs (1a) the same. desirable.
The optical fiber (3a) used in the present invention may be either glass fiber or plastic fiber (POF) commonly used in the art. The outer diameter of the wire at this time may be in the range of 20 μm to 60 μm, preferably 30 μm to 50 μm from the viewpoint of uniformity of emitted light, strength of the wire itself, and workability. In addition, the wire (3a) facing the LED (1a) is not limited to a single wire, and any number of wires can be selected as long as light from the LED (1a) can be effectively incident. Is preferably used.
Unlike the mounting substrate (2) for LEDs, the material of the mounting plate (4) for fixing the position of the element wire (3a) does not require properties such as thermal conductivity. Is used. Although a rectangular shape is illustrated as the outer shape of the mounting plate (4), this is merely an example, and an arbitrary outer shape is adopted.
In the present invention, the distance between the light emitting surface of the LED (1a) and the end face (3b) of the element wire (3a) is preferably in the range of 10 mm to 30 mm. If this interval is too narrow, the light emitted from the LED (1a) concentrates at the center of the end face (3b) of each element wire (3a), and does not uniformly enter the entire end face, and conversely the interval is wide. If it is too long, a part of the light emitted from the LED (1a) will not easily enter the end face (3b) of the element wire (3a), and as a result, the incidence efficiency will decrease, and the ring-shaped emission section (3c) The illuminance at
With respect to the above-mentioned incidence efficiency, in the present invention, it is preferable to employ a strand (3a) having a numerical aperture of 0.5 or more, that is, a relatively large numerical aperture. By doing so, even when the spread of the light emitted from the LED (1a) is large, it is possible to reliably enter the element wire (3a). That is, since the LED (1a) and the element wire (3a) are coupled in a non-contact state, coupling loss is generally unavoidable with respect to the incident efficiency. However, in the present invention, such coupling loss is significantly reduced. Is done.
Furthermore, in order to ensure this incident efficiency, it is preferable to make the incident end face (3b) of each wire (3a) an inclined face according to the position of the LED (1a).
Specifically, as shown in FIG. 4, the inclination angle of the end face (3b) of the element wire (3a) arranged to face the outer periphery of the LED group (1) arranged in a ring shape is determined. The angle is increased from Q degrees to P degrees as compared with the inclination angle of the end face (3b) of the element wire (3a) arranged to face the inner periphery of the group (1).
The reason for this is as follows.
Generally, when the optical axis of the wire and the optical axis of the LED coincide, it is not necessary to make the end face of the wire, that is, the incident end face, an inclined surface. In this regard, in the present invention, the wire group (3) opposed to the LED group (1) arranged in a ring shape has a ring-shaped emission end (3c) whose outer diameter is reduced by being bound at the ends thereof. Therefore, it is necessary to bend each of the branched wires, and the degree of this bending becomes larger as the wires at the outer peripheral portion become larger. Therefore, in order to make the optical axis of the strand coincide with the optical axis of the LED, a special incident end face is used as described above.
In addition, the light intensity of the LED (1a) may decrease due to variation in light intensity or aging. In order to obtain a more accurate light quantity, as shown in FIG. 5, a light receiving section (6) is provided inside or outside each LED (1a), and a light quantity control section connected to the light receiving section (6) is provided. It is desirable to control the light amount of each LED (1a) by (7). When the light receiving section (6) is provided, a type in which the light receiving section (6) is provided inside the LED (1a) is more preferable because the detection sensitivity is good and the space can be reduced. As the light receiving section (6), various optical sensors such as a light receiving sensor such as a phototransistor and a photodiode can be used. In addition, a known control method such as a feedback control method can be used for the light amount control unit (7).
The above embodiment is an example in which the light emitting end (3c) of the light guide (3) has a ring shape. However, the term “annular” in the present invention does not necessarily indicate only a ring shape (annular shape), but a polygonal shape. The inclusion of an annulus will be readily understood in light of the spirit of the invention.
[0008]
Hereinafter, a specific example in which the light source device of the present invention is mounted on an optical microscope will be described with reference to FIG.
In the figure, (8) is an optical microscope, (8a) is an objective lens, (8b) is a lens barrel (shown in a longitudinal section for convenience), and (8c) is built in the lens barrel (8b). A CCD camera as an imaging device, (8d) is a sample stage, and (9) is an observation target. The light source device shown in FIG. 1 is fitted along the outer periphery of the lens barrel (8b) of such a microscope.
This light source device is created as follows.
80 high-brightness type LEDs (195a) having a wavelength of 695 μm and a light-emitting surface of 2 mm × 2 mm as light sources were arranged on a mounting substrate (2) having an outer diameter of 80 mm in a ring shape. The specifications of the ring-shaped arrangement at this time are an outer diameter of 50 mm, an inner diameter of 20 mm, and a ring width of 30 mm.
Next, 80 bundles (outer diameter 0.5 mm) of 10 strands made of multi-component glass having a strand diameter of 30 μm are prepared as strands (1a), and each of them is provided with 80 insertion holes in a ring shape. The LED (1a) was disposed to face the above-mentioned LED (1a) via the perforated wire attachment plate (4).
On the other hand, at a position 2 mm from the emission end (3c) of the light guide (3), 80 ring-shaped wire insertion holes having an inner diameter of 30 mm, an outer shape of circular shape, a thickness of 0.5 mm, and a diameter of 51 mm were provided. With the fixture (5) made of aluminum and the wires (1a) inserted, the portion reaching the emission end (3c) is adhesive ("TSE-322" (manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.)). To form a ring-shaped emitting end (3c) having an outer diameter of 55 mm and an inner diameter of 31 mm.
When the object was irradiated with an optical microscope fitted with the above light source device and the light amount and the like were measured, the light amount was sufficient as a conventional lamp (50 W to 100 W). In addition, the variation in light amount (illuminance) was 3% or less, and a high-precision illumination state that was impossible with the conventional lamp was obtained. This variation is calculated as follows. The variation is represented by Rmax / Xa * 100%, where Rmax is the maximum illuminance difference in the illuminance distribution of the effective irradiation section, and Xa is its average.
FIG. 6 shows an example in which the entire light source device of the present invention, that is, the entire light source device (3c) to the LED group (1) is fitted in the lens barrel (8b). If required, therefore, when the size of the ring-shaped arrangement increases with the increase in the number of LEDs used, there is still the possibility of providing this part outside the device.
[0009]
Further, a mode in which the light source device of the present invention is attached to an optical device illumination device or an image illumination device will be described. The former is a typical example of a CCD camera. In this case, the CCD camera is externally fitted to the camera body in parallel with the optical axis. A typical example of the latter is a component mounting inspection apparatus. In this case, the component mounting inspection apparatus may be externally mounted and fixed in the vicinity of the emission section.
[0010]
【The invention's effect】
In the present invention, the LED group (1) as the light source is arranged in a ring shape, and the light-receiving portion used together with the LED group (1a) faces each LED (1a) and constitutes the element wire group. Are divergently arranged in a ring to converge light surely, so that uniform light with sufficient illuminance and no illuminance unevenness can be obtained at the annular emission portion. Moreover, such a light source device is not only easy to cope with a change in specifications such as the amount of light, but also can be fitted from the outside of the optical microscope by using the “hollow portion”. Sex is also greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an example of a light source device of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an arrangement state of an LED group in FIG. 1;
FIG. 3 is a plan view showing an arrangement state of an optical fiber group in FIG. 1;
FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 1;
FIG. 5 is a side view showing a preferred embodiment of the light source device of the present invention.
FIG. 6 is a front view showing an example in which the light source device of the present invention is attached to a lens barrel of an optical microscope.
[Explanation of symbols]
1 Light emitting element group (LED group)
1a Light emitting device (LED)
Reference Signs List 2 Light-emitting element mounting substrate 3 Light guide 3a Optical fiber strand 3b Optical fiber strand input end face 3c Light guide emission end face 4 Optical fiber strand group mounting plate 5 Optical fiber strand group fixture 6 Light receiving part 7 Light intensity control unit 8 Optical microscope 8a Objective lens 8b Barrel unit 8c CCD camera 8d Sample table 9 Object to be observed

Claims (5)

発光素子群(LED群)からなる光源、および該光源からの光を一方の端面から入射させ、他方の端面から出射するための、光ファイバ素線群からなるライトガイドを含み、そして、以下の要件a〜dを具備することを特徴とする光源装置。
a.該発光素子群は環状に配置されていること;
b.該発光素子群を構成する各発光素子に、光ファイバ素線群を構成する各素線の一方の端面が対向・設置され且つ該素線間は非結束状態にあって多分岐入射部を形成していること;
c.該光ファイバ素線群の他方の端面は環状に結束された出射部を形成していること;
および
d.該環状出射部の内部環状空間は、該環状に配置された発光素子群に向かって延在していること。
A light source comprising a light emitting element group (LED group), and a light guide comprising an optical fiber group for causing light from the light source to enter from one end face and exit from the other end face, and A light source device having requirements a to d.
a. The light emitting element group is arranged in a ring;
b. One end face of each of the optical fibers constituting the optical fiber element group is opposed to and installed on each of the light emitting elements constituting the light emitting element group, and the wires are in a non-bound state to form a multi-branch incident portion. Doing things;
c. The other end face of the optical fiber group forms an emission portion bound in an annular shape;
And d. The inner annular space of the annular light emitting portion extends toward the light emitting element group arranged in the annular shape.
該光ファイバ素線が0.5以上の開口数を有する、請求項1に記載の光源装置。The light source device according to claim 1, wherein the optical fiber has a numerical aperture of 0.5 or more. 該光ファイバ素線の入射端面が対向する各発光素子の位置に応じた傾斜面を形成している請求項1または2に記載の光源装置。The light source device according to claim 1, wherein an incident end surface of the optical fiber forms an inclined surface corresponding to a position of each of the light emitting elements facing each other. 該発光素子の内部に受光部が設けられ且つ該受光部が該素子の光量を制御する光量制御部に連結されている請求項1〜3のいずれかに記載の光源装置。The light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein a light receiving unit is provided inside the light emitting element, and the light receiving unit is connected to a light amount control unit that controls the light amount of the element. 該光源装置が、光学顕微鏡装置に外部から嵌装する一体取付型である請求項1〜4のいずれかに記載の光源装置。The light source device according to any one of claims 1 to 4, wherein the light source device is an integrally mounted type that is fitted into the optical microscope device from the outside.
JP2002190844A 2002-06-28 2002-06-28 Light source device Pending JP2004039285A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002190844A JP2004039285A (en) 2002-06-28 2002-06-28 Light source device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002190844A JP2004039285A (en) 2002-06-28 2002-06-28 Light source device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004039285A true JP2004039285A (en) 2004-02-05

Family

ID=31700651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002190844A Pending JP2004039285A (en) 2002-06-28 2002-06-28 Light source device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004039285A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102116451B (en) * 2009-12-31 2013-01-02 北京控制工程研究所 Optical fiber starlight illumination system
JP2013525840A (en) * 2010-04-23 2013-06-20 デグデント・ゲーエムベーハー Method and apparatus for inputting radiation emitted by an LED
WO2014034830A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 株式会社吉田製作所 Handpiece with built-in camera and dental treatment method using said handpiece
KR101761384B1 (en) * 2010-09-17 2017-08-04 엘지이노텍 주식회사 Lamp apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102116451B (en) * 2009-12-31 2013-01-02 北京控制工程研究所 Optical fiber starlight illumination system
JP2013525840A (en) * 2010-04-23 2013-06-20 デグデント・ゲーエムベーハー Method and apparatus for inputting radiation emitted by an LED
US8979340B2 (en) 2010-04-23 2015-03-17 Degudent Gmbh Method and arrangement for coupling in radiation emitted by LEDs
KR101761384B1 (en) * 2010-09-17 2017-08-04 엘지이노텍 주식회사 Lamp apparatus
WO2014034830A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 株式会社吉田製作所 Handpiece with built-in camera and dental treatment method using said handpiece
JP2014046016A (en) * 2012-08-31 2014-03-17 Yoshida Dental Mfg Co Ltd Handpiece with built-in camera and dental treatment method using the handpiece
US9930294B2 (en) 2012-08-31 2018-03-27 The Yoshida Dental Mfg. Co., Ltd. Handpiece with built-in camera and dental treatment method using handpiece

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6832849B2 (en) Light radiation device, light source device, light radiation unit, and light connection mechanism
US9192290B2 (en) Illumination apparatus for an image sensing means at the distal end of an endoscope
US7364335B2 (en) Modular optical light line unit
JP6113872B2 (en) Ring light illuminators and beam shapers for ring light illuminators
US10209438B2 (en) Endoscope, exoscope or microscope and a method for illuminating a manipulation region of an endoscope, exoscope or microscope
US8926152B2 (en) Ring light illuminator, beam shaper and method for illumination
US20110257483A1 (en) Light source device and endoscope apparatus using the same
WO2006011571A1 (en) Light source and endoscope equipped with this light source
JP2000021206A (en) Lighting system
CN103748407A (en) LED lamp with lens system comprising fresnel lens and aspherical lenses in honeycomb arrangement
JP2004077123A (en) Light irradiation device and light irradiation unit
JP2017099485A (en) Imaging device with illumination device
JP2004039285A (en) Light source device
JP2003317518A (en) Lighting device
JP3366746B2 (en) Video scope camera head
JP2004191214A (en) Line lighting system, and inspection device using line lighting system
JPH11219608A (en) Illuminating light source for light guide and lighting system
JP2008311137A (en) Linear light guide and linear illumination device
JP2019020442A (en) Coaxial epi-illumination device
JP2004247312A (en) Light source device
JP3554318B2 (en) Light source device and light irradiation unit
JP2000164019A (en) Lighting system
JP2011076965A (en) Led light source device
JP2004279442A (en) Optical fiber light guide for illumination improved in color rendering properties
JP2007072388A (en) Multi-branch light guide