(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバの接続状態を検出できるだけでなく、筐体の内部に粉塵が侵入することを抑制できる光学装置を提供する。【解決手段】光ファイバ３に接続される光学装置１において、光ファイバ３が挿入されることで閉塞される筒状の挿入口部６ｂを有する筐体６と、筐体６の内部を陽圧にすべく、筐体６の内部に気体を流入する流入部１０と、筐体６の内部の圧力及び気体の流量の少なくとも一つを検出する検出部１１と、検出部１１の検出に基づいて、光ファイバ３の接続状態を判定する制御部１２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバに接続される光学装置において、
前記光ファイバが挿入されることで閉塞される筒状の挿入口部を有する筐体と、
前記筐体の内部を陽圧にすべく、前記筐体の内部に気体を流入する流入部と、
前記筐体の内部の圧力及び気体の流量の少なくとも一つを検出する検出部と、
前記検出部の検出に基づいて、前記光ファイバの接続状態を判定する制御部と、を備える光学装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記筐体の内部の圧力を測定する圧力測定部を備え、
前記制御部は、前記圧力測定部が測定した圧力に基づいて、前記光ファイバの接続状態を判定する請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記筐体の内部から外部へ気体を流出するための流出部を備え、
前記検出部は、前記流出部から流出する気体の流量を測定する流量測定部を備え、
制御部は、前記流量測定部が測定した流量に基づいて、前記光ファイバの接続状態を判定する請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
前記流入部は、前記光ファイバを冷却すべく、前記光ファイバに向けて気体を流入させる請求項３に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバに接続される光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバに接続される光学装置として、発光する光源と、光源を収容する筐体とを備える光源装置が、知られている。そして、筐体は、光ファイバに挿入されることで閉塞される筒状の挿入口部を備えており、光源装置は、光ファイバの接続状態を検出するセンサを備えている。
【０００３】
当該センサは、光学センサ（例えば、特許文献１）であったり、接触センサ（例えば、特許文献２）であったりする。ところで、筐体の内部に収容されるものとして、粉塵により性能が低下する機器（例えば、光源、光学素子等）が多く存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９３５１号公報
【特許文献２】特開２００６−１５８７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、光ファイバの接続状態を検出できるだけでなく、筐体の内部に粉塵が侵入することを抑制できる光学装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
光学装置は、光ファイバに接続される光学装置において、前記光ファイバが挿入されることで閉塞される筒状の挿入口部を有する筐体と、前記筐体の内部を陽圧にすべく、前記筐体の内部に気体を流入する流入部と、前記筐体の内部の圧力及び気体の流量の少なくとも一つを検出する検出部と、前記検出部の検出に基づいて、前記光ファイバの接続状態を判定する制御部と、を備える。
【０００７】
また、光学装置においては、前記検出部は、前記筐体の内部の圧力を測定する圧力測定部を備え、制御部は、前記圧力測定部が測定した圧力に基づいて、前記光ファイバの接続状態を判定する、という構成でもよい。
【０００８】
また、光学装置は、前記筐体の内部から外部へ気体を流出するための流出部を備え、前記検出部は、前記流出部から流出する気体の流量を測定する流量測定部を備え、制御部は、前記流量測定部が測定した流量に基づいて、前記光ファイバの接続状態を判定する、という構成でもよい。
【０００９】
また、光学装置においては、前記流入部は、前記光ファイバを冷却すべく、前記光ファイバに向けて気体を流入させる、という構成でもよい。
【発明の効果】
【００１０】
以上の如く、本発明に係る光学装置は、光ファイバの接続状態を検出できるだけでなく、筐体の内部に粉塵が侵入することを抑制できる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係るプロジェクタの全体概略図である。
【図２】同実施形態に係る光源装置の全体概略図であって、光ファイバが接続されている状態を示す図である。
【図３】同実施形態に係る光源装置の全体概略図であって、光ファイバが接続されていない状態を示す図である。
【図４】他の実施形態に係る光源装置の全体概略図であって、光ファイバが接続されている状態を示す図である。
【図５】同実施形態に係る光源装置の全体概略図であって、光ファイバが接続されていない状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
以下、光学装置における第１の実施形態について、図１〜図３を参酌して説明する。なお、各図（図４及び図５も同様）において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致していない。
【００１３】
図１に示すように、プロジェクタ１００は、光を出射する光源装置１と、光源装置１から出射された光で光画像を生成し、スクリーン２００に投影する画像投影装置２とを備えている。また、プロジェクタ１００は、光源装置１から出射された光を画像投影装置２に入射させるべく、光源装置１と画像投影装置２とに各端部を接続される光ファイバ３を備えている。
【００１４】
光源装置１は、光を出射する光源部４と、光学部４から出射した光を光ファイバ３に入射させる光学系５と、光源部４及び光学系５を内部に収容する筐体６とを備えている。そして、筐体６は、光ファイバ３の一端部と着脱可能に接続される接続部６ａを備えている。
【００１５】
画像投影装置２は、画像形成光学系及び投影光学系を構成する光学素子７と、光学素子７を内部に収容する筐体８とを備えている。そして、筐体８は、光ファイバ３の他端部と着脱可能に接続される接続部８ａを備えている。
【００１６】
なお、画像形成光学系は、光源装置１から出射された光で光画像を形成するために、光を変調することで光画像にする空間変調素子（透過型液晶素子、反射型液晶素子、又はデジタルマイクロミラーデバイス）等の光学素子７を備えている。また、投影光学系は、画像形成光学系から出射された光画像を入射してスクリーン２００に投影する投影レンズなどの光学素子７を備えている。
【００１７】
図２に示すように、光ファイバ３は、光源装置１からの光が入射されるファイバ線３ａと、ファイバ線３ａの端部を内部で保持する筒状のフェルール３ｂと、筐体６の接続部６ａに固定するための固定部（例えば、袋ナット）３ｃとを備えている。そして、ファイバ線３ａは、中心部分に配置されて光を伝搬するコアと、コアの外側に配置され、コアよりも低い屈折率であるクラッドとを備えている。
【００１８】
光源装置１は、光源部４、光学系５、及び筐体６の他にも、図２及び図３に示すように、気体を供給する気体源９と、気体源９の気体を筐体６の内部に流入する流入部１０とを備えている。また、光源装置１は、筐体６の内部の圧力を検出する検出部１１と、検出部１１が検出する圧力に基づいて、光ファイバ３の接続状態を判定する制御部１２と、情報を出力する出力部１３とを備えている。
【００１９】
光源部４は、複数の発光素子４ａを備えている。本実施形態においては、発光素子４ａは、レーザ光を出射する半導体レーザとしている。なお、該半導体レーザは、１つのエミッタを有するＣＡＮタイプでもよく、複数のエミッタを有するアレイタイプでもよい。
【００２０】
光学系５は、発光素子４ａから発せられた光が入射され且つ該光を平行光にして出射するコリメータレンズ５ａと、コリメータレンズ５ａから出射された光を反射する反射ミラー５ｂとを備えている。また、光学系５は、反射ミラー５ｂで反射された光が入射され且つ該光を集束させるようにして出射する集束レンズ５ｃを備えている。
【００２１】
筐体６は、接続部６ａに、光ファイバ３が挿入されることで閉塞される筒状の挿入口部６ｂを備えている。該挿入口部６ｂは、外周に、光ファイバ３の固定部３ｃと螺合する螺合部６ｃを備えている。そして、フェルール３ｂが挿入口部６ｂに挿入され、固定部３ｃが螺合部６ｃと螺合することで、光ファイバ３が接続部６ａに固定されて接続される。
【００２２】
また、筐体６は、壁の一部に、発光素子４ａを冷却する冷却体６ｄを備えている。該冷却体６ｄは、薄板状の複数のフィン６ｅを有するヒートシンク６ｆと、ヒートシンク６ｆと発光素子４ａとにそれぞれ連結される板状の伝熱部６ｇとを備えている。本実施形態においては、伝熱部６ｇが、筐体６の壁の一部を構成している。
【００２３】
流入部１０は、本実施形態においては、気体源９からの気体を筐体６の内部に流入する流入管である。なお、気体源９は、例えば、圧縮気体を収容するボンベ、圧縮気体を形成するコンプレッサ、気体を送風する加圧ファン等である。また、気体は、例えば、ＨＥＰＡフィルタ等で除塵処理された空気、窒素、ヘリウム等の気体である。
【００２４】
そして、流入部１０が気体を筐体６の内部に流入することで、筐体６の内部は、外部（大気圧）に対して陽圧になる。なお、筐体６は、挿入口部６ｂが光ファイバ３に閉塞されている際に、気体が外部に流出しないように完全に密封されている構成でもよく、また、筐体６の内部が陽圧を維持できる程度に、気体が隙間等から筐体６の外部に流出するような構成でもよい。
【００２５】
検出部１１は、筐体６の内部の圧力を測定する圧力測定部１１ａを備えている。該圧力測定部１１ａは、筐体６の内部の圧力の絶対圧力又はゲージ圧力を測定する構成（例えば、圧力測定センサ）でもよく、筐体６の内部と外部との圧力差を測定する構成（例えば、差圧測定センサ）でもよい。
【００２６】
制御部１２は、設定値を記憶する記憶部１２ａを備えている。また、制御部１２は、記憶部１２ａに記憶される設定値と検出部１１で検出した圧力とに基づいて、光ファイバ３の接続部６ａに対する接続状態を判定する判定部１２ｂを備えている。
【００２７】
図２に示すように、光ファイバ３が接続部６ａに接続されている場合には、挿入口部６ｂが閉塞されている。そして、流入部１０を経由して筐体６の内部に流入された気体は、筐体６の外部に流出しない（又は、殆ど流出しない）。これにより、光ファイバ３が接続部６ａに接続されている場合には、筐体６の内部は、高い陽圧になるため、記憶部１２ａに記憶されている設定値よりも高い圧力になる。
【００２８】
反対に、図３に示すように、光ファイバ３が接続部６ａに接続されていない場合には、挿入口部６ｂが開放されている。そして、流入部１０を経由して筐体６の内部に流入された気体は、挿入口部６ｂを経由して筐体６の外部に流出する。これにより、光ファイバ３が接続部６ａに接続されていない場合には、筐体６の内部は、低い陽圧（又は大気圧）になるため、記憶部１２ａに記憶されている設定値よりも低い圧力になる。
【００２９】
そこで、判定部１２ｂは、測定した圧力が設定値以上である場合に、光ファイバ３が接続部６ａに接続されている（挿入口部６ｂが閉塞されている）と判定し、測定した圧力が設定値未満である場合に、光ファイバ３が接続部６ａに接続されていない（挿入口部６ｂが開放されている）と判定する。さらに、判定部１２ｂは、測定した圧力が設定値未満であり且つ光源部４に電力が供給されている場合に、光ファイバ３の接続状態を異常と判定する。
【００３０】
出力部１３は、制御部１２が光ファイバ３の接続状態を異常と判定した際に、外部に向けて出力する。なお、出力部１３の出力としては、例えば、視覚的出力（表示灯等）、聴覚的出力（ブザー等）が挙げられる。
【００３１】
以上より、本実施形態に係る光学装置１は、光ファイバ３に接続される光学装置１において、前記光ファイバ３が挿入されることで閉塞される筒状の挿入口部６ｂを有する筐体６と、前記筐体６の内部を陽圧にすべく、前記筐体６の内部に気体を流入する流入部１０と、前記筐体６の内部の圧力及び気体の流量の少なくとも一つ（具体的には、筐体６の内部の圧力）を検出する検出部１１と、前記検出部１１の検出に基づいて、前記光ファイバ３の接続状態を判定する制御部１２と、を備える。
【００３２】
斯かる構成によれば、流入部１０が、筐体６の内部に気体を流入するため、筐体６の内部は、陽圧になる。これにより、粉塵を含む外気が筐体６の外部から内部に向けて流入することを抑制できるため、筐体６の内部に粉塵が侵入することを抑制できる。
【００３３】
また、光ファイバ３が筒状の挿入口部６ｂに挿入された場合、挿入口部６ｂが閉塞される一方、光ファイバ３が挿入口部６ｂから外れた場合、挿入口部６ｂが開放される。そこで、検出部１１は、筐体６の内部の圧力及び気体の流量の少なくとも一つ（具体的には、筐体６の内部の圧力）を検出する。そして、制御部１２は、検出部１１の検出に基づいて、光ファイバ３の接続状態を判定する。これにより、光ファイバ３の接続状態を検出することができる。
【００３４】
また、光学装置１においては、前記検出部１１は、前記筐体６の内部の圧力を測定する圧力測定部１１ａを備え、前記制御部１２は、前記圧力測定部１１ａが測定した圧力に基づいて、前記光ファイバ３の接続状態を判定する、という構成である。
【００３５】
斯かる構成によれば、圧力測定部１１ａは、筐体６の内部の圧力を測定する。そして、制御部１２は、圧力測定部１１ａが測定した圧力に基づいて、光ファイバ３の接続状態を判定する。これにより、光ファイバ３の接続状態を検出することができる。
【００３６】
＜第２実施形態＞
次に、光学装置における第２の実施形態について、図４及び図５を参酌して説明する。なお、図４及び図５において、図１〜図３の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と略同様の構成又は略同様の機能（作用）を有する要素を表し、その説明は、繰り返さない。
【００３７】
図４及び図５に示すように、本実施形態に係る光源装置１は、第１実施形態に係る光源装置１に対して、筐体６の内部から外部へ気体を流出するための流出部１４を備えていることと、流入部１０、検出部１１、及び制御部１２の構成とで、相違している。したがって、流入部１０、検出部１１、及び制御部１２の構成についてのみ、以下に説明する。
【００３８】
流入部１０は、光ファイバ３に向けて気体を流入させている。具体的には、流入管である流入部１０は、光ファイバ３の先端部に向けて延設されている。これにより、流入部１０を経由して流れた気体は、光ファイバ３の先端部に向けて流れるため、光ファイバ３を冷却することができる。
【００３９】
検出部１１は、気体の流量を検出すべく、流出部１４から流出する気体の流量を測定する流量測定部１１ｂを備えている。そして、制御部１２の判定部１２ｂは、記憶部１２ａに記憶される設定値と流量測定部１１ｂで測定した流量とに基づいて、光ファイバ３の接続部６ａに対する接続状態を判定している。
【００４０】
図４に示すように、光ファイバ３が接続部６ａに接続されている場合には、挿入口部６ｂが閉塞されている。そして、流入部１０を経由して筐体６の内部に流入された気体の殆どは、流出部１４から筐体６の外部に流出する。
【００４１】
反対に、図５に示すように、光ファイバ３が接続部６ａに接続されていない場合には、挿入口部６ｂが開放されている。そして、流入部１０を経由して筐体６の内部に流入された気体は、流出部１４だけでなく、挿入口部６ｂも経由して筐体６の外部に流出する。これにより、光ファイバ３が接続部６ａに接続されていない場合には、光ファイバ３が接続部６ａに接続されている場合と比較して、流出部１４を流れる気体の流量は、少なくなる。
【００４２】
そこで、判定部１２ｂは、測定した流量が設定値以上である場合に、光ファイバ３が接続部６ａに接続されている（挿入口部６ｂが閉塞されている）と判定し、測定した流量が設定値未満である場合に、光ファイバ３が接続部６ａに接続されていない（挿入口部６ｂが開放されている）と判定する。さらに、判定部１２ｂは、測定した流量が設定値未満であり且つ光源部４に電力が供給されている場合に、光ファイバ３の接続状態を異常と判定する。
【００４３】
以上より、本実施形態に係る光学装置１は、光ファイバ３に接続される光学装置１において、前記光ファイバ３が挿入されることで閉塞される筒状の挿入口部６ｂを有する筐体６と、前記筐体６の内部を陽圧にすべく、前記筐体６の内部に気体を流入する流入部１０と、前記筐体６の内部の圧力及び気体の流量の少なくとも一つ（具体的には、気体の流量）を検出する検出部１１と、前記検出部１１の検出に基づいて、前記光ファイバ３の接続状態を判定する制御部１２と、を備える。
【００４４】
斯かる構成によれば、流入部１０が、筐体６の内部に気体を流入するため、筐体６の内部は、陽圧になる。これにより、粉塵を含む外気が筐体６の外部から内部に向けて流入することを抑制できるため、筐体６の内部に粉塵が侵入することを抑制できる。
【００４５】
また、光ファイバ３が筒状の挿入口部６ｂに挿入された場合、挿入口部６ｂが閉塞される一方、光ファイバ３が挿入口部６ｂから外れた場合、挿入口部６ｂが開放される。そこで、検出部１１は、筐体６の内部の圧力及び気体の流量の少なくとも一つ（具体的には、気体の流量）を検出する。そして、制御部１２は、検出部１１の検出に基づいて、光ファイバ３の接続状態を判定する。これにより、光ファイバ３の接続状態を検出することができる。
【００４６】
また、光学装置１は、前記筐体６の内部から外部へ気体を流出するための流出部１４を備え、前記検出部１１は、前記流出部１４から流出する気体の流量を測定する流量測定部１１ｂを備え、制御部１２は、前記流量測定部１１ｂが測定した流量に基づいて、前記光ファイバ３の接続状態を判定する、という構成である。
【００４７】
斯かる構成によれば、流出部１４は、筐体６の内部から外部へ気体を流出し、流量測定部１１ｂは、流出部１４から流出する気体の流量を測定する。そして、制御部１２は、流量測定部１１ｂが測定した流量に基づいて、光ファイバ３の接続状態を判定する。これにより、光ファイバ３の接続状態を検出することができる。
【００４８】
また、光学装置１においては、前記流入部１０は、前記光ファイバ３を冷却すべく、前記光ファイバ３に向けて気体を流入させる、という構成である。
【００４９】
斯かる構成によれば、流入部１０が光ファイバ３に向けて気体を流入させるため、光ファイバ３を冷却することができる。これにより、光ファイバ３が高温になることを抑制することができる。
【００５０】
なお、光学装置は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、光学装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記した複数の実施形態の各構成や各方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る各構成や各方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００５１】
上記第１実施形態に係る光学装置１においては、検出部１１は、筐体６の内部の圧力を測定する圧力測定部１１ａを備える、という構成であり、上記第２実施形態に係る光学装置１においては、検出部１１は、流出部１４から流出する気体の流量を測定する流量測定部１１ｂを備える、という構成である。しかしながら、光学装置は、斯かる構成に限られない。
【００５２】
例えば、光学装置においては、検出部１１は、筐体６の内部の圧力を測定する圧力測定部と、流入部１０から流入する気体の流量を測定する流量測定部とを備える、という構成でもよい。斯かる構成においては、例えば、圧力測定部で測定する筐体６の内部の圧力が一定となるように、気体が流入部１０から流入されている。そして、挿入口部６ｂの開閉の変化により、流入部１０から流入する気体の流量が変化するため、流量測定部で測定する流量も変化する。
【００５３】
また、上記各実施形態に係る光学装置１は、光源装置１である、という構成である。しかしながら、光学装置は、斯かる構成に限られない。例えば、光学装置は、画像投影装置２である、という構成でもよい。即ち、上記各実施形態に係る光源装置１の構成は、画像投影装置２にも適用できる。
【００５４】
また、上記各実施形態に係る光学装置１は、プロジェクタ１００に用いられる、という構成である。しかしながら、光学装置は、斯かる構成に限られない。例えば、光学装置は、照明装置、露光装置に用いられる、という構成でもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１…光源装置（光学装置）、２…画像投影装置、３…光ファイバ、３ａ…ファイバ線、３ｂ…フェルール、３ｃ…固定部、４…光源部、４ａ…発光素子、５…光学系、５ａ…コリメータレンズ、５ｂ…反射ミラー、５ｃ…集束レンズ、６…筐体、６ａ…接続部、６ｂ…挿入口部、６ｃ…螺合部、６ｄ…冷却体、６ｅ…フィン、６ｆ…ヒートシンク、６ｇ…伝熱部、７…光学素子、８…筐体、８ａ…接続部、９…気体源、１０…流入部、１１…検出部、１１ａ…圧力測定部、１１ｂ…流量測定部、１２…制御部、１２ａ…記憶部、１２ｂ…判定部、１３…出力部、１４…流出部、１００…プロジェクタ、２００…スクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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