(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次光を出射する光源ユニットと、受光した前記１次光を基に生成した光を照明光として前記光源ユニットとは逆側に出射する照明ユニットとを有する照明装置において、
前記照明ユニットは、
前記１次光の少なくとも一部の光学特性を変換する第１の光変換部材と、
前記第１の光変換部材を内部に保持するホルダと、
を具備し、
前記ホルダは、
前記１次光が入射するホルダ入射部と、
前記照明光を出射するホルダ出射部と、
を有し、
前記第１の光変換部材は、
前記１次光が透過する光透過部と、
前記照明光に含まれる２次光を生成するために、前記光透過部の内部に形成され、前記光透過部の内部を進行する前記１次光の少なくとも一部を照射され、照射された前記１次光の少なくとも一部を前記２次光として拡散する少なくとも１つの光拡散部と、
を有し、
前記光拡散部は、前記光透過部の屈折率とは異なる屈折率を有し、
前記光拡散部は、前記光透過部に形成された孔部、屈折率改質部、及びクラック部のうちのいずれかを含む、照明装置。
【請求項２】
前記光拡散部は、略柱形状または略球形状を有する請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源ユニットから出射された前記１次光を前記照明ユニットに導光する導光部材を具備し、
前記光拡散部は、前記導光部材のＮＡ以上の配光角を有する前記２次光を生成する請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記ホルダは、前記ホルダ入射部と前記ホルダ出射部とに連通し、前記光透過部が配置される中空部を有し、
前記中空部は前記ホルダ入射部から前記ホルダ出射部に向けて徐々に拡大する円錐台形状を有し且つ前記光透過部は円錐台形状または略球形状を有する、または前記中空部は略柱形状を有し且つ前記光透過部は略柱形状を有し、
前記光拡散部の少なくとも一部は、前記ホルダ入射部から前記光透過部に入射する前記１次光の中心軸上に形成される請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光拡散部は、前記ホルダ出射部と前記ホルダ入射部との間において前記ホルダ出射部よりも前記ホルダ入射部の近くに配置され、
前記光拡散部の直径は、前記導光部材の直径と同一または前記直径よりも小さい請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光拡散部は、前記中心軸に直交する平面上に配置され、
前記中心軸上における前記光拡散部の長さは、前記中心軸に直交する方向における前記光拡散部の長さよりも短い請求項４に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光拡散部は、前記光透過部の略中心に配置される請求項４に記載の照明装置。
【請求項８】
前記光拡散部は、第１光拡散部と第２光拡散部とを有し、
前記第１光拡散部と前記第２光拡散部とは、前記中心軸方向において、互いに離れて配置され、
前記ホルダ入射部の近くに配置される前記第１光拡散部における光の拡散量は、前記ホルダ入射部から離れて配置される前記第２光拡散部における光の拡散量よりも小さい請求項４に記載の照明装置。
【請求項９】
前記中心軸に直交する方向において、前記第２光拡散部の面積は、前記第１光拡散部の面積よりも大きい請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第１光拡散部の密度は、前記第２光拡散部の密度よりも低い請求項８に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記ホルダは、前記ホルダ入射部と前記ホルダ出射部とに連通し、前記光透過部が配置される中空部を有し、
前記中空部は、前記ホルダ入射部から前記ホルダ出射部に向けて徐々に拡大する円錐台形状を有し、
前記ホルダは、前記ホルダのテーパ状の内周面に配置され、前記１次光と前記２次光とを前記ホルダ出射部に向けて反射する反射部材を有する請求項１に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記反射部材は、前記２次光の少なくとも一部を反射し、前記２次光の放射角を狭角に変換する請求項１１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記反射部材は、前記光拡散部から前記ホルダ入射部側に進行する前記２次光の一部が前記光拡散部に再入射せずに前記ホルダ出射部に進行するように、前記２次光の一部を反射する請求項１１に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記照明ユニットは、前記ホルダ入射部から前記光透過部に入射する前記１次光の中心軸方向において前記光拡散部と前記ホルダ出射部との間に配置されまたは前記光源ユニットの配置位置とは逆側を示す前記ホルダ出射部の前方に配置され、前記１次光または前記２次光を受光した際に、受光した光の少なくとも一部の光学特性を変換して前記照明光に含まれる３次光を生成する第２の光変換部材を有する請求項１に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記第１の光変換部材が前記１次光から前記２次光を生成する際と前記第２の光変換部材が前記２次光から前記３次光を生成する際、
生成に伴う前記第２の光変換部材の発熱量は、生成に伴う前記第１の光変換部材の発熱量よりも大きい請求項１４に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記第２の光変換部材は、前記２次光の配光角よりも大きい配光角を有する前記３次光を生成する配光角変換部材を有する請求項１４に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記第２の光変換部材は、前記２次光の波長領域とは異なる波長領域を有する前記３次光を生成する波長変換部材を有する請求項１４に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記第２の光変換部材は、前記２次光を拡散して前記３次光を生成する拡散部材またはレンズを有する請求項１４に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記光透過部は、ガラスまたはアクリルを有する請求項１に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記光源ユニットは、１つの波長を有する１つのレーザ光をまたは１つの波長をそれぞれが有する複数のレーザ光を前記１次光として出射する、または互いに異なる波長を有する複数のレーザ光を前記１次光として出射する請求項１に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記光源ユニットは、互いに異なる波長を有する複数の前記レーザ光を合波する光合波部を有する請求項２０に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明ユニットを有する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１は、単線の光ファイバを有する照明システムを開示している。この照明システムは、光ファイバによって導光された１次光であるレーザ光を照明光として広範囲に照射するために、光ファイバの先端面に配置される楕円状の拡散体を有する。拡散体は、光ファイバとは別部材である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４８０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
拡散体が光ファイバの先端面に配置された際、外部に露出する拡散体が外力といった外部から印加される物理的な負荷によって損傷し、拡散体の形状が変形することが考えられる。拡散体の形状が変形した場合、変形前の状態に比べて、拡散体の配光特性が変動してしまう。【０００５】
一般的に、レーザ光の発光点は小さく、レーザ光のエネルギ密度は高い。このため、特許文献１に開示される照明システムが内視鏡に組み込まれる場合、レーザ光に対する、内視鏡の使用者の安全確保が重要である。特許文献１では、レーザ光は拡散体によって拡散されるため、アイセーフが確保される。【０００６】
しかしながら、例えば、内視鏡が使用、運搬または洗浄される際、照明システムには、熱的、物理的または化学的に様々な負荷が外部から印加される。特に、内視鏡が洗浄される際、滅菌・消毒処理によって、例えば、温度変化、急激な加減圧、衝撃などといった負荷が照明システムに繰り返し印加されることが考えられる。このような状況下では、例えば外部に対して露出している拡散体の一部が負荷によって欠損してしまい、欠損前の状態に比べて拡散体の配光特性が変動してしまう。【０００７】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、外力を含む外部から印加される負荷に対して配光特性の変動が少ない照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の照明装置の一態様は、１次光を出射する光源ユニットと、受光した前記１次光を基に生成した光を照明光として前記光源ユニットとは逆側に出射する照明ユニットとを有し、前記照明ユニットは、前記１次光の少なくとも一部の光学特性を変換する第１の光変換部材と、前記第１の光変換部材を内部に保持するホルダと、を具備し、前記ホルダは、前記１次光が入射するホルダ入射部と、前記照明光を出射するホルダ出射部と、を有し、前記第１の光変換部材は、前記１次光が透過する光透過部と、前記照明光に含まれる２次光を生成するために、前記光透過部の内部に形成され、前記光透過部の内部を進行する前記１次光の少なくとも一部を照射され、照射された前記１次光の少なくとも一部を前記２次光として拡散する少なくとも１つの光拡散部と、を有する。前記光拡散部は、前記光透過部の屈折率とは異なる屈折率を有する。前記光拡散部は、前記光透過部に形成された孔部、屈折率改質部、及びクラック部のうちのいずれかを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外力を含む外部から印加される負荷に対して配光特性の変動が少ない照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態の照明ユニットを有する照明装置の概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第１の実施形態の照明ユニットを模式的に示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、照明ユニットにおける１次光と２次光と照明光との進行を模式的に示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、照明ユニットの光拡散部の一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、光拡散部の一例を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、光拡散部の一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、照明装置を搭載する内視鏡システムの概略図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示す内視鏡システムの構成を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、照明ユニットの変形例１を模式的に示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、照明ユニットの変形例２を模式的に示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、照明ユニットの変形例３を模式的に示す図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、照明ユニットの変形例４を模式的に示す図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、照明ユニットの変形例５を模式的に示す図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、照明ユニットの変形例６を模式的に示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第２の実施形態の照明ユニットを有する照明装置の概略図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第２の実施形態の照明ユニットを模式的に示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、第２の実施形態の照明ユニットの変形例を模式的に示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第３の実施形態の照明ユニットを模式的に示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第３の実施形態の照明ユニットの変形例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。なお、一部の図面では図示の明瞭化のために部材の一部の図示を省略する。
【００１２】
ホルダ入射部８３ａから光透過部７１に入射する１次光ＰＬの中心軸を、中心軸Ｃと称する。中心軸Ｃ方向とは、例えば、ホルダ入射部８３ａからホルダ出射部８３ｂに向かう方向を示す。
【００１３】
図１に示す照明装置１０は、例えば、図４Ａに示す内視鏡システム１００に搭載される内視鏡用照明装置であることを一例に説明する。なお照明装置１０は、例えば顕微鏡に搭載されてもよいし、装置単独として機能してもよい。
【００１４】
照明光ＩＬとは、照明ユニット６０から照明ユニット６０の外部に出射された光を示す。照明光ＩＬは、少なくとも１次光ＰＬ以外の光（例えば、２次光ＳＬまたは３次光ＴＬ）を含む。
【００１５】
[第１の実施形態]
［構成］  
以下に、本発明の第１の実施形態について説明する。  
図１に示すように、照明装置１０は、光源ユニット２０と、導光部材５０と、照明ユニット６０とを有する。
【００１６】
光源ユニット２０は、互いに異なる波長を有する複数のレーザ光を１次光ＰＬとして出射する。光源ユニット２０は、例えば、光源２１Ｂ，２１Ｇと，２１Ｒと、導光部材３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒと、光合波部４１と有する。
光源２１Ｂは、例えば、青色のレーザ光を出射するレーザダイオードを有する。レーザ光の中心波長は、例えば、４４５ｎｍとなっている。
光源２１Ｇは、例えば、緑色のレーザ光を出射するレーザダイオードを有する。レーザ光の中心波長は、例えば、５３２ｎｍとなっている。
光源２１Ｒは、例えば、赤色のレーザ光を出射するレーザダイオードを有する。レーザ光の中心波長は、例えば、６３５ｎｍとなっている。
導光部材３１Ｂは、光源２１Ｂと光合波部４１とに光学的に接続されており、光源２１Ｂから出射されたレーザ光を光合波部４１に導光する。
導光部材３１Ｇは、光源２１Ｇと光合波部４１とに光学的に接続されており、光源２１Ｇから出射されたレーザ光を光合波部４１に導光する。
導光部材３１Ｒは、光源２１Ｒと光合波部４１とに光学的に接続されており、光源２１Ｒから出射されたレーザ光を光合波部４１に導光する。
導光部材３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒは、例えば、マルチモードの単線の光ファイバを有する。
【００１７】
なお光源２１Ｂと導光部材３１Ｂとの間には、図示しない集光レンズが配置される。光源２１Ｂから出射された光は、集光レンズによって導光部材３１Ｂに集光される。この点は、光源２１Ｇと導光部材３１Ｇ、光源２１Ｒと導光部材３１Ｒとについても同様である。
【００１８】
光合波部４１は、導光部材３１Ｂと導光部材３１Ｇと導光部材３１Ｒとによって導光された互いに異なる波長を有する複数のレーザ光を合波する。レーザ光の波長が互いに異なり、レーザ光が上述したような青色、緑色及び赤色の波長を有する場合には、合波された光は例えば白色光となる。光合波部４１は、導光部材５０に光学的に接続されており、合波した白色光を１次光ＰＬとして導光部材５０に向けて出射する。これにより、単線の導光部材５０によって白色光観察が実施可能となる。
【００１９】
光合波部４１は、例えば光ファイバコンバイナを有する。これにより、光合波部４１は、小型且つ効率的にレーザ光を合波可能となる。光合波部４１は、例えばレンズとダイクロイックミラーとを有する空間光学系を有してもよい。
【００２０】
利用される光源は、光源２１Ｂ，２１Ｇ，２１Ｒに限定されない。４つ以上の光源が配置されると、演色性の高い白色光を用いた白色光観察が実施可能となる。青紫色の光を出射する光源と光源２１Ｇとが用いられる場合、ヘモグロビンの光吸収特性を利用する特殊光観察が実施可能となる。特殊光観察では、血管が強調されて表示される。近赤外光を出射する光源が用いられる場合、近赤外光を利用する観察が実施可能となる。観察に応じて、使用する光源が選択されてもよい。
【００２１】
光源ユニット２０は、１つの波長を有する１つのレーザ光を１次光ＰＬとして出射してもよいし、または１つの波長をそれぞれが有する複数のレーザ光を１次光ＰＬとして出射してもよい。この場合、光源２１Ｂ，２１Ｇ，２１Ｒそれぞれは、同一の波長のレーザ光を出射するレーザダイオードを有する。
【００２２】
導光部材５０は、光源ユニット２０から出射された１次光ＰＬを照明ユニット６０に導光する。このため導光部材５０は、光合波部４１と照明ユニット６０とに光学的に接続される。導光部材５０は、光合波部４１から照明ユニット６０に向けて１次光ＰＬを導光する。
【００２３】
導光部材５０の外径は、例えば、数十μｍ〜数百μｍである。導光部材５０は、例えば、マルチモードファイバの光ファイバである。例えば、光ファイバのコア径は５０μｍ、開口数（ＮＡ）は０．２である。１次光ＰＬとしてレーザ光が用いられるため、導光部材５０は、単線の光ファイバを用いる。しかしながら、導光部材５０は、バンドルファイバを用いてもよい。導光部材５０の材料は、例えば、石英ガラス、プラスチックまたは樹脂である。導光部材５０は、棒状部材である。導光部材５０は、外力によって湾曲可能な細長い部材である。導光部材５０は、光合波部４１に光学的に接続され且つ光合波部４１から出射された１次光ＰＬが入射する入射端部と、入射端部とは逆側に配置される出射端部とを有する。図２Ａに示すように、出射端部は、導光部材５０の中心軸に対して直交している出射端面５０ｃを有する。出射端面５０ｃは、１次光ＰＬを照明ユニット６０に出射する平面である。導光部材５０の側面は、導光部材５０の中心軸に対して平行である。
【００２４】
図２Ａに示すように、導光部材５０は、１次光ＰＬを導光するコア５０ｄと、コア５０ｄの外周に配置され、コア５０ｄの屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド５０ｅとを有する。コア５０ｄの屈折率とクラッド５０ｅの屈折率との差によって、クラッド５０ｅは、１次光ＰＬをコア５０ｄに閉じ込める機能を有する。例えば、コア５０ｄの先端面とクラッド５０ｅの先端面とは、互いに同一平面上に配置され、コア５０ｄの中心軸に対して直交する平面である。コア５０ｄの先端面とクラッド５０ｅの先端面とは、出射端面５０ｃに含まれる。なお図示はしないが、導光部材５０は、クラッド５０ｅの外周に配置されるジャケットを有してもよい。ジャケットは、例えば、引っ張り耐性及び曲げ耐性といった導光部材５０の機械的な強度を向上する。ジャケットは、例えば、ナイロン、アクリル、ポリイミド、ＥＴＦＥといった樹脂を用いる。
【００２５】
図１に示すように、照明ユニット６０は、光源ユニット２０とは逆側に配置される導光部材５０の出射端部に配置される。照明ユニット６０は、導光部材５０を介して光源ユニット２０に光学的に接続される。照明ユニット６０は、光源ユニット２０から出射された１次光ＰＬを受光する。照明ユニット６０は、受光した１次光ＰＬを基に生成した光を照明光ＩＬとして光源ユニット２０とは逆側に出射する。例えば、照明ユニット６０は、照明光ＩＬを照明ユニット６０の外部に出射する。照明ユニット６０は、照明光ＩＬを照明ユニット６０の外部における照明ユニット６０の前方に出射する。具体的には、照明ユニット６０は、ホルダ出射部８３ｂからホルダ出射部８３ｂの前方に向かって、照明光ＩＬを出射する。前方とは、例えば、図１，２，３において紙面の右側を示し、中心軸Ｃ方向において光源ユニット２０及び導光部材５０の配置位置とは逆側を示す。本実施形態の照明光ＩＬは、１次光ＰＬと２次光ＳＬとを含む、または２次光ＳＬである。
【００２６】
図２Ａに示すように、照明ユニット６０は、受光した１次光ＰＬの少なくとも一部の光学特性を変換して２次光ＳＬを生成する第１の光変換部材７０と、導光部材５０の出射端部と第１の光変換部材７０とを内部に保持するホルダ８０とを有する。出射端部と第１の光変換部材７０とは、ホルダ８０の内部に配置される。出射端部と第１の光変換部材７０とホルダ８０とは、中心軸Ｃを中心に、回転対称に配置される。
【００２７】
第１の光変換部材７０は、１次光ＰＬと２次光ＳＬとが透過する光透過部７１と、照明光ＩＬに含まれる２次光ＳＬを生成するために光透過部７１の内部に形成される少なくとも１つの光拡散部７３とを有する。本実施形態では、１つの光拡散部７３が配置されるものとする。詳細については後述するが、光拡散部７３は、１次光ＰＬを基に２次光ＳＬを生成する。
【００２８】
光透過部７１は、例えば、円錐台形状を有する。光透過部７１は、導光部材５０の出射端面５０ｃに光学的に接続され、出射端面５０ｃから出射される１次光ＰＬが入射する小さい円形の入射面７１ａと、入射面７１ａと対向する大きい円形の出射面７１ｂと、入射面７１ａと出射面７１ｂとの間の外周面である側面７１ｃとを有する。入射面７１ａは、出射端面５０ｃと同一の大きさであるか、出射端面５０ｃよりも大きい。出射面７１ｂは、外部に露出しており、照明光ＩＬを出射する。側面７１ｃ全体は、ホルダ８０の内周面８３ｃに接触する。
【００２９】
例えば、光透過部７１は、１次光ＰＬと２次光ＳＬとに対して高い透過率を有する透明な部材を有する。光透過部７１は、１次光ＰＬと２次光ＳＬとを透過させる性質を有していればよい。
【００３０】
ホルダ８０は、例えば円柱形状を有する。ホルダ８０は、例えば、金属製の真鍮を有する。第１ホルダ８０は、アルミまたは銅などの金属、窒化アルミといった金属化合物を有してもよい。ホルダ８０は、導光部材５０の出射端部が配置される中空部８１と、光透過部７１が配置される中空部８３とを有する。中空部８１，８３は、中心軸Ｃ方向において互いに対してホルダ８０の内部にて連続している。中空部８１，８３は、中心軸Ｃ方向においてホルダ８０の内部を貫通している貫通孔である。例えば、中空部８１は円柱形状であり、中空部８３は円錐台形状である。
【００３１】
中空部８１の直径は、導光部材５０の出射端部の直径よりも微小に大きい。出射端部は、中空部８１に接着などによって固定される。
【００３２】
中空部８３は、光透過部７１の入射面７１ａ側が配置される開口部であり、１次光ＰＬが入射するホルダ入射部８３ａと、光透過部７１の出射面７１ｂ側が配置される開口部であり、照明光ＩＬを出射するホルダ出射部８３ｂとに連通する。中空部８３の直径は中心軸Ｃ方向においてホルダ入射部８３ａからホルダ出射部８３ｂに向けて徐々に拡大している。言い換えると中空部８３は、ホルダ入射部８３ａからホルダ出射部８３ｂにかけて拡径している円錐台形状を有する。中空部８３におけるホルダ８０の内周面８３ｃは、テーパ面である。
【００３３】
ホルダ８０は、ホルダ８０の内周面８３ｃに配置され、１次光ＰＬと２次光ＳＬとをホルダ出射部８３ｂに向けて反射する反射部材８５を有する。反射部材８５は、１次光ＰＬと２次光ＳＬとに対して高い反射率を有することが好ましい。反射部材８５は、１次光ＰＬと２次光ＳＬとが反射部材８５に入射したときに、１次光ＰＬと２次光ＳＬとを正反射または拡散反射する。反射部材８５は、高い透過率を有する樹脂などの接着剤によって、光透過部７１の側面７１ｃに固定される。
【００３４】
反射部材８５は、内周面８３ｃの少なくとも一部に配置されてもよい。例えば、反射部材８５が配置されていない内周面８３ｃにおいて、光透過部７１の側面７１ｃは接着剤によって内周面８３ｃに固定される。
【００３５】
本実施形態における反射部材８５は、例えば、内周面８３ｃに銀またはアルミニウムなどの金属を薄くめっきした金属反射膜（反射ミラー）である。反射部材８５は、図示はしない保護膜によって保護されてもよい。保護膜は、反射部材８５を覆う。保護膜は、例えば、二酸化ケイ素、または導電性ガラスといった金属酸化膜といった、高い透過率を有する部材である。
【００３６】
ここで、光拡散部７３における一般的な拡散現象について説明する。拡散現象は、ミー散乱とレイリー散乱とに大きく分けられる。
【００３７】
ミー散乱は、光拡散部７３の直径が１次光ＰＬの波長と略同一の場合に、発生する。ミー散乱において、２次光ＳＬが光拡散部７３の前方に散乱（進行）する成分を示す前方散乱成分が多く、２次光ＳＬが光拡散部７３の後方に散乱（進行）する成分を示す後方散乱成分が少ない。
【００３８】
レイリー散乱は、光拡散部７３の直径が１次光ＰＬの波長の略１/１０以下である場合に、発生する。レイリー散乱において、前方散乱成分は、後方散乱成分と略同一である。
【００３９】
ホルダ出射部８３ｂから前方に向かって出射される照明光ＩＬの明るさを考慮すると、本実施形態では、前方散乱成分が後方散乱成分よりも多いミー散乱を利用することが好ましい。一方で、多色の１次光ＰＬを散乱させる場合、散乱の波長依存性を考慮する必要がある。ミー散乱の波長依存性はレイリー散乱の波長依存性よりも大きいと一般的には考えられており、照明光ＩＬの色むらを無くすためには、レイリー散乱が好ましい。
【００４０】
ミー散乱とレイリー散乱とのどちらが利用されても、２次光ＳＬが生成される際、前方散乱成分だけでなく、後方散乱成分が発生する。つまり２次光ＳＬは、光拡散部７３の周囲に進行する。前方散乱成分は照明光ＩＬとして利用されるが、後方散乱成分は照明光ＩＬには寄与しない。
【００４１】
そこで、図２Ｂに示すように、例えば、反射部材８５は、反射部材８５を照射した２次光ＳＬが反射によって光拡散部７３に再入射せずにホルダ出射部８３ｂに進行するように、２次光ＳＬをホルダ出射部８３ｂに反射する。
【００４２】
例えば、２次光ＳＬが、光拡散部７３から中心軸Ｃ方向において光拡散部７３とホルダ出射部８３ｂとの間に配置される反射部材８５に進行した後に反射部材８５によって反射されたとする。この２次光ＳＬは、前方散乱成分に含まれる。このとき反射部材８５は、２次光ＳＬが光拡散部７３に再入射せずにホルダ出射部８３ｂに進行するように、光拡散部７３からホルダ出射部８３ｂ側に進行する２次光ＳＬをホルダ出射部８３ｂに反射する。
【００４３】
例えば、２次光ＳＬが、光拡散部７３から中心軸Ｃ方向において光拡散部７３とホルダ入射部８３ａとの間に配置される反射部材８５に進行した後に反射部材８５によって反射されたとする。この２次光ＳＬは、後方散乱成分に含まれる。このとき反射部材８５は、２次光ＳＬが光拡散部７３に再入射せずにホルダ出射部８３ｂに進行するように、光拡散部７３からホルダ入射部８３ａ側に進行する２次光ＳＬをホルダ出射部８３ｂに反射する。このように反射部材８５は、光拡散部７３からホルダ入射部８３ａ側に進行する後方散乱成分に含まれる２次光ＳＬの一部が光拡散部７３に再入射せずにホルダ出射部８３ｂに進行するように、２次光ＳＬの一部を反射する。言い換えると、反射部材８５は、光拡散部７３からホルダ入射部８３ａ側に進行した後に反射部材８５によって反射された２次光ＳＬが光拡散部７３に再入射せずにホルダ出射部８３ｂに進行するように、光拡散部７３からホルダ入射部８３ａ側に進行する２次光ＳＬをホルダ出射部８３ｂに反射する。
【００４４】
図２Ｂに示すように、光拡散部７３は、照明光ＩＬに含まれる２次光ＳＬを生成するために、光透過部７１の内部を進行する１次光ＰＬを照射され、照射された１次光ＰＬの少なくとも一部を２次光ＳＬとして拡散する。配光が非常に狭い１次光ＰＬが光拡散部７３を照射した際、１次光ＰＬは光拡散部７３によって拡散され、広い配光角を有する２次光ＳＬである拡散光が拡散によって生成される。言い換えると、２次光ＳＬとは、光拡散部７３によって拡散された１次光ＰＬ（拡散光）である。本実施形態では、拡散は、屈折を含む。１次光ＰＬの拡散のために、光拡散部７３と光拡散部７３が密接する密接部材である光透過部７１との界面において、屈折率差が必要となる。したがって、光拡散部７３は、光透過部７１の屈折率とは異なる屈折率を有する。光拡散部７３は、受光した１次光ＰＬの波長を変換せず、１次光ＰＬとは異なる配光角を有する２次光ＳＬに１次光ＰＬを変換する。光拡散部７３は、光拡散部７３の拡散条件によって、導光部材５０のコア５０ｄのＮＡ以上の配光角を有する２次光ＳＬを生成する。光拡散部７３の拡散条件は、例えば、光拡散部７３の屈折率と光透過部７１の屈折率との差と、光拡散部７３の大きさとを含む。
【００４５】
光拡散部７３は、例えばレーザ加工によって、光透過部７１に形成される。このため、光透過部７１は、モース硬度が２以上であるガラスまたはセラミックといった無機材料、またはロックウェル硬度がＭ５０以上であるアクリルといった樹脂を有する。光拡散部７３は、光透過部７１が中空部８３に配置される前にレーザ加工によって形成されてもよいし、光透過部７１が中空部８３に配置された後にレーザ加工によって形成されてもよい。レーザ加工に用いられるレーザ光は、光透過部７１の入射面７１ａと出射面７１ｂと側面７１ｃとのいずれかから照射されてもよい。レーザ加工に用いられるレーザ光は、光透過部７１を保持するホルダ８０の外周面から照射されてもよい。レーザ加工に用いられるレーザ光は、光源ユニット２０から出射されるレーザ光とは異なる。
【００４６】
例えば、光拡散部７３は、略柱形状（図２Ａ，２Ｂ参照）を有する。なお光拡散部７３は、略球形状（図３Ａ，３Ｂ参照）を有してもよい。
【００４７】
図２Ａに示すように、光拡散部７３の少なくとも一部は、ホルダ入射部８３ａから光透過部７１に入射する１次光ＰＬの中心軸Ｃ上に配置される。本実施形態では、光拡散部７３の中心軸は、中心軸Ｃ上に配置される。例えば、光拡散部７３の直径は、導光部材５０のコア５０ｄの直径と同一である。光拡散部７３の直径は、コア５０ｄの直径よりも小さくてもよい。中心軸Ｃ上において、光拡散部７３とホルダ入射部８３ａとの間の距離は、光拡散部７３とホルダ出射部８３ｂとの間の距離よりも短い。すなわち、光ファイバ固有のＮＡによって規定される配光角を有した状態で出射される１次光ＰＬが光拡散部７３を照射するように、光拡散部７３は、ホルダ出射部８３ｂとホルダ入射部８３ａとの間においてホルダ出射部８３ｂよりもホルダ入射部８３ａの近くに配置される。つまり、光拡散部７３の配置位置は、１次光の配光角と光拡散部７３のサイズとを基に決定される。
【００４８】
光拡散部７３の直径がコア５０ｄの直径と同一である場合、１次光ＰＬの大部分が光拡散部７３を照射する。光拡散部７３の直径がコア５０ｄの直径よりも小さい場合、１次光ＰＬの一部は光拡散部７３を照射し、１次光ＰＬの残りの一部は光拡散部７３に入射することなく光透過部７１を進行する。このように、光拡散部７３は、光透過部７１の内部を進行する１次光ＰＬの少なくとも一部を照射される。
【００４９】
光拡散部７３は、拡散のために、様々な部位または形状を有する。図２Ａに示すように、光拡散部７３は、孔部７３ａを有してもよい。図３Ａに示すように、光拡散部７３は、密接部材である光透過部７１の屈折率よりも高い屈折率を有する屈折率改質部７３ｂを有してもよい。光拡散部７３は、クラック部７３ｃ（図３Ｃ参照）を有してもよい。このような光拡散部７３は、例えばレーザ加工によって形成される。
【００５０】
例えば、レーザ加工が光透過部７１の内部の一部のみに実施された際、この一部は蒸散し、気孔のような孔部７３ａ（図２Ａ参照）が形成される。孔部７３ａは、気体が充填される空間部または真空の空間部である。孔部７３ａの形状及びサイズは、レーザ加工に用いられるレーザ光の、集光スポット径、エネルギ密度及び照射時間に応じて調整される。
【００５１】
例えば、レーザ加工が光透過部７１の内部の一部のみに実施された際、一部は改質され、一部の屈折率はレーザ加工が実施されていない光透過部７１の他の部位の屈折率に比べて高まる。図３Ａに示す屈折率改質部７３ｂは、レーザ加工によって改質された光透過部７１の一部である。屈折率改質部７３ｂの形状は、特に限定されない。屈折率は、レーザ加工に用いられるレーザ光の、集光スポット径、エネルギ密度及び照射時間に応じて調整される。
【００５２】
例えば、レーザ加工が光透過部７１の内部の一部のみに実施された際、この一部の形状は、レーザ加工によって略柱形状（図２Ａ，２Ｂ参照）または略球形状（図３Ｂ参照）に変化する。形状が変化した部位が略柱形状または略球形状を有する光拡散部７３として機能する。図３Ｂに示すように、この場合の光拡散部７３は、光透過部７１によって覆われ、光透過部７１の内部に形成される空間部７３ｄである。空間部７３ｄの形状及びサイズは、レーザ加工に用いられるレーザ光の、集光スポット径、エネルギ密度及び照射時間に応じて調整される。光拡散部７３が略柱形状（例えば略円柱形状）を有する場合、光拡散部７３の中心軸は、中心軸Ｃに対して直交する必要もない。
【００５３】
例えば、レーザ加工が光拡散部７３の一部のみに実施された際、この一部に、レーザ加工によってクラックが発生する。クラックが発生した部位がクラック部７３ｃ（図３Ｃ参照）として機能する。クラック部７３ｃのサイズ及び形状は、レーザ加工に用いられるレーザ光の、集光スポット径、エネルギ密度及び照射時間に応じて調整される。
【００５４】
孔部７３ａと略柱形状の光拡散部７３と略球形状の光拡散部７３とクラック部７３ｃと空間部７３ｄとのそれぞれの屈折率は、レーザ加工に用いられるレーザ光の、集光スポット径、エネルギ密度及び照射時間に応じて調整される。このようなレーザ加工によって、光拡散部７３は、光透過部７１の屈折率とは異なる屈折率を有し且つ光拡散部７３のサイズを調整された状態で、形成される。
【００５５】
例えば略柱形状の光拡散部７３において、光拡散部７３は、中心軸Ｃに直交する平面上に配置される。中心軸Ｃ上における光拡散部７３の長さは、中心軸Ｃに直交する方向における光拡散部７３の長さよりも短い。
【００５６】
光拡散部７３は、光透過部７１の内部に形成されるが、これに限定される必要はない。光拡散部７３は、光透過部７１を貫通してもよい。入射面７１ａから入射した１次光ＰＬが光拡散部７３を直接照射できれば、光拡散部７３の位置及び貫通の方向は特に限定されない。
【００５７】
図４Ａと図４Ｂとを参照して、照明装置１０が搭載される内視鏡システム１００について説明する。
【００５８】
内視鏡システム１００は、例えば、被観察部に照明光ＩＬを照明し、被観察部を撮像する内視鏡１１０と、内視鏡１１０に着脱自在に接続される制御装置１４０とを有する。この被観察部とは、例えば体腔内における患部や病変部等である。内視鏡システム１００は、制御装置１４０に接続され、内視鏡１１０によって撮像された被観察部を表示する例えばモニタである画像表示装置１５０と、内視鏡１１０に着脱自在に接続され、制御装置１４０に着脱自在に接続される光源装置１７０とを有する。内視鏡システム１００は、被観察部を撮像する撮像ユニット１８０を有する。
【００５９】
内視鏡１１０は、例えば体腔に挿入される中空の細長い挿入部１２０と、挿入部１２０の基端部に連結され、操作者によって把持される把持部１２７とを有する。
【００６０】
挿入部１２０は、挿入部１２０の先端部側から挿入部１２０の基端部側に向かって、先端硬質部１２１と、湾曲部１２３と、可撓管部１２５とを有する。先端硬質部１２１の基端部は湾曲部１２３の先端部に連結され、湾曲部１２３の基端部は可撓管部１２５の先端部に連結される。
【００６１】
可撓管部１２５は、把持部１２７から延出される。把持部１２７は、湾曲部１２３を湾曲操作する湾曲操作部１２７ａと、送気・送水と吸引と撮影とのためのスイッチ部１２７ｂと、把持部１２７に接続されるユニバーサルコード１２７ｃとを有する。
【００６２】
ユニバーサルコード１２７ｃは、把持部１２７の側面から延出される。ユニバーサルコード１２７ｃの端部は分岐しており、各端部にコネクタ１２７ｄが配置される。一方のコネクタ１２７ｄは制御装置１４０に着脱可能となっており、他方のコネクタ１２７ｄは光源装置１７０に着脱可能となっている。
【００６３】
制御装置１４０は、照明装置１０と内視鏡１１０と画像表示装置１５０と光源装置１７０と撮像ユニット１８０とを制御する。
【００６４】
撮像ユニット１８０は、被観察部を撮像する撮像部１８１と、撮像部１８１によって撮像された画像を伝送する撮像ケーブル１８５と、撮像ケーブル１８５によって伝送された画像を処理する画像処理部１８３とを有する。画像処理部１８３によって処理された画像は、画像表示装置１５０によって表示される。撮像部１８１は先端硬質部１２１に配置され、画像処理部１８３は制御装置１４０に配置され、撮像ケーブル１８５は内視鏡１１０に配置される。撮像部１８１は、例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳを有する。画像処理部１８３は、例えば、ＡＳＩＣなどを含むハードウエア回路によって構成される。画像処理部１８３は、プロセッサによって構成されても良い。画像処理部１８３がプロセッサで構成される場合、プロセッサがアクセス可能な図示しない内部メモリまたは外部メモリが制御装置１４０に配置される。内部メモリまたは外部メモリは、プロセッサが実行することで当該プロセッサを画像処理部１８３として機能させるためのプログラムコードを記憶する。
【００６５】
光源ユニット２０は、光源装置１７０に搭載される。導光部材５０と照明ユニット６０とは、内視鏡１１０に内蔵される。具体的には、導光部材５０の出射端部と照明ユニット６０とは、先端硬質部１２１に配置される。
【００６６】
［動作］  
光源２１Ｂ，２１Ｇ，２１Ｒそれぞれから出射されたレーザ光は、導光部材３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒによって光合波部４１に導光される。複数のレーザ光は、光合波部４１によって合波される。合波された光である１次光ＰＬは、導光部材５０によって照明ユニット６０に導光される。
【００６７】
図２Ｂに示すように、１次光ＰＬは、出射端面５０ｃから第１の光変換部材７０に向かって出射される。出射端面５０ｃから出射される１次光ＰＬの配光は狭く、例えば配光半値角は約１５度である。なお１次光ＰＬの強度は、中心軸Ｃにおいて最も高く、中心軸Ｃに直交する方向において中心軸Ｃから離れるにつれて低くなる。
【００６８】
１次光ＰＬは、ホルダ入射部８３ａ（入射面７１ａ）から光透過部７１に入射し、光透過部７１の内部を進行する。そして、１次光ＰＬは、光拡散部７３に向かって進行する。
【００６９】
光拡散部７３に入射した１次光ＰＬの少なくとも一部は、光拡散部７３によって、１次光ＰＬの波長を変更せずに、１次光ＰＬとは異なる方向（例えば中心軸Ｃから離れる方向）に進行する２次光ＳＬに変換される。これにより、光拡散部７３に入射した１次光ＰＬの少なくとも一部の配光角が広げられる。すなわち、１次光ＰＬは、導光部材５０のコア５０ｄのＮＡ以上の配光角を有する２次光ＳＬに変換される。なお図示はしないが、１次光ＰＬの一部は、光透過部７１を透過し、光拡散部７３を透過し、光拡散部７３によって拡散されずに、ホルダ出射部８３ｂ（出射面７１ｂ）に向かって進行してもよい。
【００７０】
図２Ｂに示すように、光拡散部７３は、光透過部７１の内部に形成される。このため、２次光ＳＬは、光透過部７１の内部を進行する。２次光ＳＬの少なくとも一部は、光透過部７１を透過し、光拡散部７３からホルダ出射部８３ｂ（出射面７１ｂ）に直接向かって進行する。
【００７１】
前方散乱成分に含まれる２次光ＳＬの一部は、光拡散部７３の前方に向かって且つ反射部材８５のホルダ出射部８３ｂ（出射面７１ｂ）側に向かって進行する。反射部材８５のホルダ出射部８３ｂ（出射面７１ｂ）側とは、中心軸Ｃ方向において光拡散部７３とホルダ出射部８３ｂとの間に配置される反射部材８５の一部位を示す。２次光ＳＬが反射部材８５のこの一部位によって反射された後、２次光ＳＬは反射によって光拡散部７３に再入射することなくホルダ出射部８３ｂ（出射面７１ｂ）に向かって進行する。
【００７２】
後方散乱成分に含まれる２次光ＳＬの他の一部は、光拡散部７３の後方に向かって且つ反射部材８５のホルダ入射部８３ａ（入射面７１ａ）側に向かって進行する。後方とは、中心軸Ｃ方向において光源ユニット２０側を示す。反射部材８５のホルダ入射部８３ａ（入射面７１ａ）側とは、中心軸Ｃ方向において光拡散部７３とホルダ入射部８３ａとの間に配置される反射部材８５の一部位を示す。２次光ＳＬが反射部材８５のこの一部位によって反射された後、この２次光ＳＬは反射によって光拡散部７３に再入射することなくホルダ出射部８３ｂ（出射面７１ｂ）に向かって進行する。
【００７３】
反射部材８５における反射は、少なくとも１度実施される。
【００７４】
ホルダ出射部８３ｂ（出射面７１ｂ）に到達した１次光ＰＬ及び２次光ＳＬは、照明光ＩＬとして、ホルダ出射部８３ｂ（出射面７１ｂ）から外部に向かって出射される。照明光ＩＬは、ホルダ出射部８３ｂ（出射面７１ｂ）から前方に向かって出射される。
【００７５】
なお反射部材８５が配置されるホルダ８０の内周面８３ｃはホルダ入射部８３ａからホルダ出射部８３ｂにかけて拡径している。したがって、２次光ＳＬが光拡散部７３の後方に向かって且つ反射部材８５のホルダ入射部８３ａ（入射面７１ａ）側に向かって進行し反射部材８５によって反射された際、２次光ＳＬは狭角になる。
【００７６】
中心軸Ｃ方向において光拡散部７３とホルダ出射部８３ｂとの間に配置される反射部材８５の一部位は、２次光ＳＬが光拡散部７３に再入射せずにホルダ出射部８３ｂに進行するように、２次光ＳＬをホルダ出射部８３ｂに反射する。したがって、照明光ＩＬは、効率よく取り出される。
【００７７】
［効果］
本実施形態では、導光部材の先端面に、導光部材とは別体であり２次光ＳＬを生成する拡散体が直接配置されるのではない。本実施形態では、光拡散部７３は光透過部７１の内部に形成され、光透過部７１を有する第１の光変換部材７０は導光部材５０の出射端面５０ｃに配置された状態でホルダ８０の内部に配置され、第１の光変換部材７０はホルダ８０に保持される。言い換えると、光拡散部７３は、光透過部７１とホルダ８０とによって囲まれており、光透過部７１とホルダ８０とによって保護されており、外部に対して露出していない。したがって、外力といった外部から印加される物理的な負荷による光拡散部７３の損傷を防止でき、光拡散部７３の形状は変形せず、配光特性の変動を少なくできる。
【００７８】
また、熱的、物理的または化学的に様々な負荷が外部から照明ユニット６０に印加されても、光拡散部７３は光透過部７１とホルダ８０とによって保護される。このため、負荷による光拡散部７３の欠損を防止でき、配光特性の変動を少なくできる。よって、レーザ光である１次光ＰＬを常に確実に拡散でき、レーザ光が直接外部に出射されることを防止でき、拡散光である２次光ＳＬを広い配光を有する照明光ＩＬとして利用できる。このように本実施形態では、外力を含む外部から印加される負荷に対して配光特性の変動が少ない照明装置１０を提供でき、これにより高い信頼性を有する照明装置１０を提供できる。
【００７９】
光拡散部７３の少なくとも一部が中心軸Ｃ上に配置される。したがって、１次光ＰＬの少なくとも一部の光学特性を確実に変換できる。
【００８０】
１次光ＰＬの強度は、中心軸Ｃ上において最も高く、中心軸Ｃに直交する方向において中心軸Ｃから離れるにつれて低くなる。本実施形態では、光拡散部７３の少なくとも一部が中心軸Ｃ上に配置される。したがって、１次光ＰＬにおいて密度が最も高い部分を光拡散部７３によって確実に拡散でき、１次光ＰＬを効率よく２次光ＳＬに変換できる。
【００８１】
光拡散部７３における拡散によって、レーザ光特有の現象であるスペックルを低減できる。
【００８２】
光拡散部７３によって、導光部材５０のコア５０ｄのＮＡ以上の配光角を有する２次光ＳＬを生成できる。
【００８３】
反射部材８５によって、２次光ＳＬの配光特性を調整でき、所望の配光特性を有する照明光ＩＬを提供できる。
【００８４】
以下に、本実施形態の照明ユニット６０の変形例１〜６を説明する。変形例１〜６に用いられる図面において、照明ユニット６０を進行する光の中で１次光ＰＬと２次光ＳＬと照明光ＩＬとの一例を図示している。
【００８５】
［変形例１］
図５Ａに示すように、中空部８３は、略柱形状を有する。光透過部７１は、略柱形状を有し、中空部８３に係合する。光透過部７１のサイズは、中空部８３のサイズと略同一である。光拡散部７３は、光透過部７１の略中心に配置される。
【００８６】
本変形例では、中空部８３を容易に加工できる。本変形例では、光透過部７１が中空部８３に組み込まれる際に、光拡散部７３を簡単且つ確実に中心軸Ｃ上に配置できる。
【００８７】
［変形例２］
図５Ｂに示すように、光透過部７１は、略球形状を有し、円錐台形状の中空部８３に係合する。光透過部７１は、略柱形状でもよい。中空部８３において、導光部材５０の出射端面５０ｃと第１の光変換部材７０との間には、空気が充填されてもよいし、光透過部材７５が配置されてもよい。光透過部材７５は、１次光ＰＬと２次光ＳＬとが透過する部材を有する。このような光透過部材７５は、例えば、透明なシリコーン系の樹脂または透明なエポキシ系の樹脂である。光透過部材７５は、第１の光変換部材７０とホルダ出射部８３ｂとの間に配置されてもよい。
【００８８】
本変形例では、様々な形状の光透過部７１を円錐台形状の中空部８３に組み合わせることができる。中空部８３は、オーバル状であってもよい。
【００８９】
［変形例３，４］
変形例３として、図５Ｃに示すように、中心軸Ｃ上において、光拡散部７３とホルダ入射部８３ａとの間の距離は、光拡散部７３とホルダ出射部８３ｂとの間の距離と同じでもよい。つまり、光拡散部７３は、中心軸Ｃ上において、ホルダ出射部８３ｂとホルダ入射部８３ａとの間の中央に配置されてもよい。または変形例４として、図５Ｄに示すように、中心軸Ｃ上において、光拡散部７３とホルダ入射部８３ａとの間の距離は、光拡散部７３とホルダ出射部８３ｂとの間の距離よりも長くてもよい。つまり光拡散部７３は、ホルダ出射部８３ｂとホルダ入射部８３ａとの間においてホルダ入射部８３ａよりもホルダ出射部８３ｂの近くに配置されてもよい。この場合、光拡散部７３の密度は、高いことが好ましい。密度とは拡散の度合いを示し、密度が高いと配光を広げる効果が大きく、密度が低いと配光を広げる効果が小さい。これにより、図５Ｄに示すように、光拡散部７３の後方にも２次光ＳＬは出射される。本変形例では、１次光ＰＬの中心軸Ｃに直交する方向において、光拡散部７３の面積は、１次光ＰＬの広がりに応じて、第１の実施形態の光拡散部７３の面積よりも広い。例えば、光拡散部７３の直径は、導光部材５０のコア５０ｄの直径よりも大きい。
【００９０】
本変形例では、光拡散部７３の位置によって、照明光ＩＬの所望する配光特性を得られる。例えば、図５Ｄに示す構成によって、照明光ＩＬの配光角を第１の実施形態よりも広げることができる。図５Ｄに示す構成では、光拡散部７３によって、１次光ＰＬを、配光角が充分広がり且つスペックルが充分低減した２次光ＳＬに変換でき、２次光ＳＬの一部を反射部材８５によって反射できる。したがって、光拡散部７３から出射される２次光ＳＬを狭角にでき、且つスペックルを充分低減した照明光ＩＬを出射できる。
【００９１】
本変形例では、反射部材８５は、２次光ＳＬの少なくとも一部を反射して反射部材８５の前方に出射し、２次光ＳＬの放射角を本来の２次光ＳＬの放射角よりも狭角に変換する。
【００９２】
光拡散部７３は、光透過部７１の内部に形成される。したがって、２次光ＳＬの一部は、光拡散部７３の後方に向かって且つ反射部材８５のホルダ入射部８３ａ（入射面７１ａ）側に向かって進行する。２次光ＳＬが反射部材８５によって反射された後、２次光ＳＬは反射によって光拡散部７３に再入射することなくホルダ出射部８３ｂ（出射面７１ｂ）に向かって進行する。そして２次光ＳＬは、ホルダ出射部８３ｂ（出射面７１ｂ）から照明光ＩＬとして出射される。このように２次光ＳＬを照明光ＩＬとして効率よく出射できる。
【００９３】
［変形例５，６］
図５Ｅと図５Ｆとに示すように、本変形例では、３つの光拡散部７３１，７３３，７３５が配置されるものとする。光拡散部７３１，７３３，７３５は、中心軸Ｃ方向において、互いに離れて配置される。
【００９４】
図５Ｅに示すように、変形例５として、例えば、ホルダ入射部８３ａの近くに配置される第１光拡散部７３１における光の拡散量は、ホルダ入射部８３ａから離れて配置される第２光拡散部７３３における光の拡散量よりも小さい。第２光拡散部７３３における光の拡散量は、ホルダ出射部８３ｂの近くに配置される第３光拡散部７３５における光の拡散量よりも小さい。このため例えば、１次光ＰＬの中心軸Ｃに直交する方向において、第２光拡散部７３３の面積は第１光拡散部７３１の面積よりも大きく、第３光拡散部７３５の面積は第２光拡散部７３３の面積よりも大きい。
【００９５】
図５Ｅに示すように、変形例６として、第１光拡散部７３１は、照明された１次光ＰＬの一部を拡散して拡散光である第１の２次光ＳＬ１を生成する。２次光ＳＬ１の一部は、第２光拡散部７３３を照射し、第２光拡散部７３３によって拡散される。そして、第２の２次光ＳＬ２が生成され、第２の２次光ＳＬ２の拡散量は第１の２次光ＳＬ１の拡散量よりも大きい。２次光ＳＬ２の一部は、第３光拡散部７３５を照射し、第３光拡散部７３５によって拡散される。そして、第３の２次光ＳＬ３が生成され、第３の２次光ＳＬ３の拡散量は第２の２次光ＳＬ２の拡散量よりも大きい。２次光ＳＬ３は、照明光ＩＬとしてホルダ出射部８３ｂから外部に出射される。
【００９６】
図示はしないが、第１光拡散部７３１によって拡散されなかった１次光ＰＬは、第２光拡散部７３３を照射し、第２光拡散部７３３によって第２の２次光ＳＬ２に変換されてもよい。第２光拡散部７３３によって拡散されなかった１次光ＰＬ及び第１の２次光ＳＬ１は、第３光拡散部７３５を照射し、第３光拡散部７３５によって第３の２次光ＳＬ３に変換されてもよい。第３光拡散部７３５によって拡散されなかった１次光ＰＬと第１の２次光ＳＬ１と第２の２次光ＳＬ２とは、照明光ＩＬとしてホルダ出射部８３ｂから外部に出射されてもよい。
【００９７】
図５Ｆに示すように、光拡散部７３１，７３３，７３５は、互いに同じ面積を有してもよい。光拡散部７３１，７３３，７３５それぞれの密度は、互いに異なる。例えば、第１光拡散部７３１の密度は第２光拡散部７３３の密度よりも低く、第２光拡散部７３３の密度は第３光拡散部７３５の密度よりも低い。密度は、例えば、光拡散部７３１，７３３，７３５のサイズ、光拡散部７３１，７３３，７３５の形状、レーザ加工に用いられるレーザ光の、集光スポット径、エネルギ密度及び照射時間によって調整される。密度の差によって、照明光ＩＬの配光角を調整でき、照明光ＩＬの強度分布を調整できる。
【００９８】
本変形例では、光拡散部７３の数に応じて、拡散の回数を調整でき、照明光ＩＬの配光を調整できる。光拡散部７３１，７３３，７３５によって、拡散が複数回実施される。したがって、より広い配光角を有する照明光ＩＬを提供でき、ホルダ出射部８３ｂにおける照明光ＩＬの強度分布を調整できる。
【００９９】
[第２の実施形態]
以下に、図６Ａと図６Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態とは異なることのみを記載する。
【０１００】
図６Ａに示すように、光源ユニット２０は、１次光ＰＬとして、１つの波長を有するレーザ光を出射する。例えば、光源ユニット２０は、光源２１Ｂを有する。光源２１Ｂは、導光部材５０に光学的に直接接続される。
【０１０１】
図６Ｂに示すように、照明ユニット６０は、中心軸Ｃ方向において、光拡散部７３とホルダ出射部８３ｂとの間に配置される第２の光変換部材９１を有する。詳細には、例えば、第２の光変換部材９１は、第１の光変換部材７０の出射面７１ｂとホルダ出射部８３ｂとの間に配置される。第２の光変換部材９１は、ホルダ８０の内部に配置され、ホルダ８０によって保持される。
【０１０２】
第２の光変換部材９１は、１次光ＰＬまたは２次光ＳＬを受光した際に、受光した光の少なくとも一部の光学特性を変換して照明光ＩＬに含まれる３次光ＴＬを生成する。第２の光変換部材９１は、生成した３次光ＴＬを照明光ＩＬの一部として出射する。１次光ＰＬの一部と２次光ＳＬの一部とは、３次光ＴＬに変換されず、第２の光変換部材９１を透過し、照明光ＩＬの一部として出射されてもよい。したがって、本実施形態の照明光ＩＬは、１次光ＰＬと２次光ＳＬと３次光ＴＬとを含む。
【０１０３】
第２の光変換部材９１は、受光した光（例えば２次光）の配光角よりも大きい配光角を有する３次光ＴＬを生成する配光角変換部材を有する。例えば、第２の光変換部材９１は、受光した光（例えば２次光）の波長領域とは異なる波長領域を有する３次光ＴＬを生成する波長変換部材９３を有する。波長変換部材９３は、例えば、蛍光体を有する。蛍光体は、例えば４４５ｎｍの青色レーザ光（１次光ＰＬまたは２次光ＳＬ）によって黄色蛍光（３次光ＴＬ）を励起する黄色蛍光体であり、黄色蛍光を出射する。なお発生した蛍光は前方以外の方向にも進行するため、蛍光体は広義の拡散部材と言うこともできる。本実施形態では、１次光ＰＬの一部と２次光ＳＬの一部とは、第２の光変換部材９１によって波長を変換されずに、第２の光変換部材９１を透過してもよい。したがって、ホルダ出射部８３ｂ（出射面７１ｂ）は、黄色蛍光と拡散された青色レーザ光とが混合された白色の照明光ＩＬを出射してもよい。
【０１０４】
第１の光変換部材７０の光拡散部７３が１次光ＰＬから２次光ＳＬを生成する際と第２の光変換部材９１が受光した光（例えば２次光）から３次光ＴＬを生成する際、生成に伴う第２の光変換部材９１の発熱量は、生成に伴う第１の光変換部材７０の光拡散部７３の発熱量よりも大きい。
【０１０５】
第２の光変換部材９１は円錐台形状を有し、第２の光変換部材９１の外周面９１ｃ全体は反射部材８５に接続される。第１の光変換部材７０の出射面７１ｂは第２の光変換部材９１の入射面９１ａに積層し、第２の光変換部材９１の出射面９１ｂはホルダ出射部８３ｂに配置される。入射面９１ａは、出射面９１ｂよりも小さい。入射面９１ａは、中心軸Ｃに直交する方向において光拡散部７３の面積よりも大きい。入射面９１ａは、光拡散部７３から離れて配置されており、光拡散部７３とホルダ出射部８３ｂとの間に配置される。入射面９１ａと出射面９１ｂとは、例えば円形である。入射面９１ａには例えば１次光ＰＬと２次光ＳＬとが入射し、出射面９１ｂは例えば照明光ＩＬを出射する。第２の光変換部材９１は、第１の光変換部材７０とホルダ８０とに熱的に接続される。
【０１０６】
［動作］  
光源２１Ｂから出射された１次光ＰＬは、導光部材５０によって照明ユニット６０に導光される。
【０１０７】
１次光ＰＬは、出射端面５０ｃから第１の光変換部材７０に向かって出射される。
【０１０８】
１次光ＰＬは、ホルダ入射部８３ａ（入射面７１ａ）から光透過部７１に入射し、光透過部７１の内部を進行する。１次光ＰＬは、光拡散部７３に向かって進行する。図示はしないが、１次光ＰＬの一部は、光透過部７１を透過し、光拡散部７３を透過して光拡散部７３によって拡散されずに反射部材８５に向かって進行し、反射部材８５によって反射された後、光拡散部７３に入射することなく、第２の光変換部材９１に向かって進行してもよい。図示はしないが、１次光ＰＬの一部は、光透過部７１を透過し、光拡散部７３を透過し、光拡散部７３によって拡散されずに第２の光変換部材９１に直接向かって進行してもよい。
【０１０９】
光拡散部７３に入射した１次光ＰＬの少なくとも一部は、光拡散部７３によって、１次光ＰＬの波長を変更せずに、１次光ＰＬとは異なる配光角を有する２次光ＳＬに変換される。２次光ＳＬの少なくとも一部は、光透過部７１の内部を進行し、第２の光変換部材９１に直接向かって進行する。図示はしないが、２次光ＳＬの一部は、反射部材８５によって反射された後に第２の光変換部材９１に向かって進行してもよい。
【０１１０】
第２の光変換部材９１は、図示しない１次光ＰＬの一部と、２次光ＳＬとを照射され、照射された光の少なくとも一部の光学特性を変換して３次光ＴＬを生成する。１次光ＰＬの一部と２次光ＳＬの一部とは、第２の光変換部材９１によって波長を変換されずに、第２の光変換部材９１を透過してもよい。１次光ＰＬと２次光ＳＬと３次光ＴＬとは、照明光ＩＬとして、ホルダ出射部８３ｂ（出射面９１ｂ）から外部に向かって出射される。照明光ＩＬは、ホルダ出射部８３ｂ（出射面９１ｂ）から前方に向かって出射される。
【０１１１】
３次光ＴＬの一部は、第２の光変換部材９１から第２の光変換部材９１の後方に向かって且つ反射部材８５のホルダ入射部８３ａ（入射面７１ａ）側に向かって進行する。反射部材８５のホルダ入射部８３ａ（入射面７１ａ）側とは、中心軸Ｃ方向において第２の光変換部材９１とホルダ入射部８３ａとの間に配置される反射部材８５の一部位を示す。３次光ＴＬは、反射部材８５のこの一部位によって反射された後、第２の光変換部材９１に向かって進行する。そして、３次光ＴＬは、第２の光変換部材９１を透過し、ホルダ出射部８３ｂ（出射面９１ｂ）から前方に照明光ＩＬとして出射される。
【０１１２】
［効果］  
本実施形態では、第２の光変換部材９１が用いられるため、光源の数を減らすことができ、照明装置１０のコストを下げることができる。本実施形態では、第２の光変換部材９１はホルダ８０の内部に配置されるため、第２の光変換部材９１を保護できる。したがって、外力を含む外部から印加される負荷に対して配光特性の変動が少ない照明装置１０を提供でき、これにより高い信頼性を有する照明装置１０を提供できる。
【０１１３】
また蛍光体を有する第２の光変換部材９１が波長変換する際、第２の光変換部材９１を照射する光は一定比率で熱に変わるため、第２の光変換部材９１は熱を発する。特に、第２の光変換部材９１が高いエネルギ密度を有するレーザ光である１次光ＰＬを直接照射された場合、レーザ光を照射された第２の光変換部材９１におけるレーザ光の照射領域は発熱してしまう。つまり、第２の光変換部材９１は、局所的に発熱してしまう。すると、第２の光変換部材９１そのもの、または第２の光変換部材９１の周辺部材（例えば、光透過部７１）が熱によって焦げてしまう。これにより、第２の光変換部材９１と周辺部材とが焦げによって割れてしまう不具合が発生することがある。この不具合を回避するために、第２の光変換部材９１におけるレーザ光の照射領域を広げ、第２の光変換部材９１は低いエネルギ密度を有する光を照射される必要がある。
【０１１４】
ここで、光拡散部７３が配置されておらず、照明ユニット６０が十分に大きいと想定する。この場合、１次光ＰＬの配光角が狭くても、出射端面５０ｃと第２の光変換部材９１との間の距離が長くなる。したがって、第２の光変換部材９１における１次光ＰＬの照射領域が広がり、第２の光変換部材９１は低いエネルギ密度を有する光を照射されることとなる。よって、上述した不具合は、回避される。しかしながら、照明ユニット６０が例えば挿入部１２０の先端部の内部における狭いスペースに配置される場合、照明ユニット６０を小さくする必要がある。したがって、出射端面５０ｃと第２の光変換部材９１との間の距離が短くならざるを得ず、第２の光変換部材９１における１次光ＰＬの照射領域が狭くなり、第２の光変換部材９１は高いエネルギ密度を有する光を照射されることとなる。そして、上述した不具合が発生してしまう。
【０１１５】
そこで本実施形態では、光拡散部７３の少なくとも一部が中心軸Ｃ方向において出射端面５０ｃと第２の光変換部材９１との間に配置され、光拡散部７３は１次光ＰＬの少なくとも一部を拡散する。したがって、出射端面５０ｃと第２の光変換部材９１との間の距離が短くても、第２の光変換部材９１が１次光ＰＬを直接照射される状態に比べて、第２の光変換部材９１における１次光ＰＬの照射領域を広げることができ、１次光ＰＬに比べて低いエネルギ密度を有する光を第２の光変換部材９１に照射できる。そして、上述した不具合を回避でき、１次光ＰＬとして高出力のレーザ光を使用でき、高い出力の照明光ＩＬを実現できる。
【０１１６】
第２の光変換部材９１の発熱量は第１の光変換部材７０の発熱量よりも大きい。したがって、第２の光変換部材９１から発生した熱を、光透過部７１に伝達でき、熱による第２の光変換部材９１の損傷を防止できる。また第２の光変換部材９１は、ホルダ８０に熱的に直接接続され、また光透過部７１を介してホルダ８０に熱的に接続される。したがって、第２の光変換部材９１から発生した熱をホルダ８０に伝達でき、熱による第２の光変換部材９１の損傷を防止できる。
【０１１７】
［変形例１］
図６Ｃに示すように、第２の光変換部材９１は、柱形状を有してもよい。第２の光変換部材９１の外周面９１ｃは、光透過部７１に囲まれており、光透過部７１に接触しており、ホルダ８０の内周面８３ｃから離れて配置される。したがって、第２の光変換部材９１の側方には、光透過部７１が配置される。
【０１１８】
２次光ＳＬの一部は、光透過部７１を透過し、第２の光変換部材９１に入射することなく、第２の光変換部材９１の側方の光透過部７１を介してホルダ出射部８３ｂに直接向かって進行してもよい。２次光ＳＬの一部は、第２の光変換部材９１に入射することなく、反射部材８５によって反射されて第２の光変換部材９１の側方の光透過部７１を介してホルダ出射部８３ｂに向かって進行してもよい。そして、２次光ＳＬは、照明光ＩＬとして出射されてもよい。
【０１１９】
３次光ＴＬの一部は、第２の光変換部材９１の側方の光透過部７１を介して反射部材８５によって反射されてホルダ出射部８３ｂに直接向かって進行してもよい。そして、３次光ＴＬは、照明光ＩＬとして出射されてもよい。本変形例では、３次光ＴＬを効率よく取り出すことができる。
【０１２０】
[第３の実施形態]
以下に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第１，２の実施形態とは異なることのみを記載する。
【０１２１】
図７Ａに示すように、第２の光変換部材９１は、受光した光（例えば２次光）を拡散して３次光ＴＬを生成する拡散部材９５を有する。受光した光とは、１次光ＰＬの一部と２次光ＳＬとを示す。拡散部材９５は、図示しない拡散粒子と、拡散粒子を包含する図示しない包含部材とを有する。
【０１２２】
拡散粒子は、包含部材の内部に分散され、包含部材によって封止される。拡散粒子は、例えば、金属または金属化合物によって形成される微粒子である。このような拡散粒子は、例えばアルミナ、酸化チタン、硫酸バリウム等である。拡散粒子の粒径は、数百ｎｍ〜数十μｍである。拡散粒子の屈折率は、包含部材の屈折率とは異なる。例えば、拡散粒子の屈折率は、包含部材の屈折率よりも高いことが好ましい。これにより、拡散部材は、光の拡散性を向上可能となる。
【０１２３】
包含部材は、１次光ＰＬと２次光ＳＬとが透過する部材によって形成される。このような包含部材は、例えば、透明なガラス、透明なシリコーン系の樹脂または透明なエポキシ系の樹脂である。包含部材は、１次光ＰＬと２次光ＳＬとに対して高い透過率を有する。包含部材は、包含している部材を封止する。
【０１２４】
拡散部材９５の配光角は、例えば、包含部材に対する拡散粒子の濃度と、拡散部材の厚み等によって制御される。
【０１２５】
本実施形態では、拡散部材９５によって、受光した光の配光角をさらに広げることができる。
【０１２６】
［変形例１］
図７Ｂに示すように、第２の光変換部材９１は、中心軸Ｃ方向においてホルダ出射部８３ｂの前方に配置される。第２の光変換部材９１は、受光した光（例えば２次光）を拡散して３次光ＴＬを生成するレンズ９７を有してもよい。第２の光変換部材９１は、ホルダ出射部８３ｂに着脱自在である。
【０１２７】
第２の光変換部材９１は、ホルダ出射部８３ｂから外部に向かって凹設される凹レンズである。凹レンズは、２次光ＳＬの配光をさらに広げる。第２の光変換部材９１は、ホルダ出射部８３ｂから外部に向かって凸設され、２次光ＳＬの配光を狭める凸レンズを有してもよい。
【０１２８】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
0006746707.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
0006746707.tif 000006
【図３Ｃ】
0006746707.tif 000007
【図４Ａ】
0006746707.tif 000008
【図４Ｂ】
0006746707.tif 000009
【図５Ａ】
0006746707.tif 000010
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
0006746707.tif 000012
【図５Ｄ】
0006746707.tif 000013
【図５Ｅ】
0006746707.tif 000014
【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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