【手続補正書】
【提出日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射される照明光を拡散させるために配置された照明光学系において、
前記照明光学系を構成する光学素子の少なくとも一面を砂目状とし、該砂目状の面の算術平均粗さを０．０５〜０．７５[μｍ]の範囲となるように構成し、前記砂目状の面における面形状のうねり回数が該光学素子の直径方向に対して２０回以下、うねりのＰＶ値が５０[μｍ]以下であることを特徴とする照明光学系。  
【請求項２】
前記光源として、ライトガイドファイバ束又は発光素子を用いたことを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
【請求項３】
前記砂目状とした面の屈折力をψとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１及び２に記載の照明光学系。
｜ψ｜  ＞  ０．１
ここで、ψは面の屈折力ψ＝（ｎ’−ｎ）／ｒであり、ｎ’は出射側の屈折率、ｎは入射側の屈折率、ｒは曲率半径である。
【請求項４】
前記照明光学系において、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３に記載の照明光学系。
１×１０-3  ＜  Ｐｃ／Ｒａ  ＜  １×１０3 
ここで、Ｐｃはライトガイドファイバ束のコアとコアとの間隔、Ｒａは照明光学系の砂目状の粗さである。なお、ＬＥＤのような光源を複数用いる場合は、光源間の光らない部分の間隔をＰｃとする。
【請求項５】
前記照明光学系において、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３に記載の照明光学系。
１×１０-4[１／ｍｍ]＜｜１／ｆ｜×Ｐｃ／Ｒａ＜１×１０4[１／ｍｍ]
ここで、Ｐｃはライトガイドファイバ束のコアとコアとの間隔、Ｒａは照明光学系の砂目状の粗さ、ｆは照明光学系の焦点距離、｜１／ｆ｜は１／ｆの大きさである。なお、ＬＥＤのような光源を複数用いる場合は、光源間の光らない部分の間隔をＰｃ、砂目状レンズの焦点距離は光軸近傍の形状を球面形状で近似した場合のレンズの焦点距離とする。
【請求項６】
前記照明光学系において、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の照明光学系。
１×１０-4[１／ｍｍ]＜｜１／ｆ｜×Ｐｃ／Ｒａ×（１／ＮＡ）＜１×１０5[１／ｍｍ]
ここで、Ｐｃはライトガイドファイバ束のコアとコアとの間隔、Ｒａは照明光学系の砂目状の粗さ、ｆは照明光学系の焦点距離、｜１／ｆ｜は１／ｆの大きさ、ＮＡはライトガイドファイバのＮＡである。なお、ＬＥＤのような光源を複数用いる場合は、光源間の光らない部分の間隔をＰｃ、砂目状レンズの焦点距離は光軸近傍の形状を球面形状で近似した場合のレンズの焦点距離、ＬＥＤのような光源の場合は、光源からの出射光の広がり角度の正弦値をＮＡとする。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の照明光学系を用いたことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
光源からの出射光を被写体に照射するための照明装置および該被写体画像を目視観察あるいは外部表示装置に表示させて観察するための観察装置を含む観察システムにおいて、請求項１〜６のいずれかに記載の照明光学系又は請求項７に記載の照明装置を用いたことを特徴とする観察システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明による照明光学系は、光源から出射される照明光を拡散させるために配置された照明光学系において、  前記照明光学系を構成する光学素子の少なくとも一面を砂目状とし、該砂目状の面の算術平均粗さを０．０５〜０．７５[μｍ]の範囲となるように構成し、前記砂目状の面における面形状のうねり回数が該光学素子の直径方向に対して２０回以下、うねりのＰＶ値が５０[μｍ]以下であることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、本発明による照明光学系は、前記光源として、ライトガイドファイバ束又は発光素子を用いたことを特徴としている。
また、本発明による照明光学系は、前記砂目状とした面の屈折力をψとしたとき、次の条件式を満足することを特徴としている。
｜ψ｜  ＞  ０．１
ここで、ψは面の屈折力ψ＝（ｎ’−ｎ）／ｒであり、ｎ’は出射側の屈折率、ｎは入射側の屈折率、ｒは曲率半径である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、本発明による照明光学系は、前記照明光学系において、次の条件式を満足することを特徴としている。
１×１０-3  ＜  Ｐｃ／Ｒａ  ＜  １×１０3 
ここで、Ｐｃはライトガイドファイバ束のコアとコアとの間隔、Ｒａは照明光学系の砂目状の粗さである。なお、ＬＥＤのような光源を複数用いる場合は、光源間の光らない部分の間隔をＰｃとする。
また、本発明による照明光学系は、前記照明光学系において、次の条件式を満足することを特徴としている。
１×１０-4[１／ｍｍ]＜｜１／ｆ｜×Ｐｃ／Ｒａ＜１×１０4[１／ｍｍ]
ここで、Ｐｃはライトガイドファイバ束のコアとコアとの間隔、Ｒａは照明光学系の砂目状の粗さ、ｆは照明光学系の焦点距離、｜１／ｆ｜は１／ｆの大きさである。なお、ＬＥＤのような光源を複数用いる場合は、光源間の光らない部分の間隔をＰｃ、砂目状レンズの焦点距離は光軸近傍の形状を球面形状で近似した場合のレンズの焦点距離とする。
また、本発明による照明光学系は、前記照明光学系において、次の条件式を満足することを特徴としている。
１×１０-4[１／ｍｍ]＜｜１／ｆ｜×Ｐｃ／Ｒａ×（１／ＮＡ）＜１×１０5[１／ｍｍ]
ここで、Ｐｃはライトガイドファイバ束のコアとコアとの間隔、Ｒａは照明光学系の砂目状の粗さ、ｆは照明光学系の焦点距離、｜１／ｆ｜は１／ｆの大きさ、ＮＡはライトガイドファイバのＮＡである。なお、ＬＥＤのような光源を複数用いる場合は、光源間の光らない部分の間隔をＰｃ、砂目状レンズの焦点距離は光軸近傍の形状を球面形状で近似した場合のレンズの焦点距離、ＬＥＤのような光源の場合は、光源からの出射光の広がり角度の正弦値をＮＡとする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
（１）前記光源として、ライトガイドファイバ束又は発光素子を用いたことを特徴とす  る請求項１に記載の照明光学系。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２５】
（６）前記照明光学系を構成する光学素子に設けられた砂目状の面における面形状のう  ねり回数が、該砂目状の面を有する光学素子の直径方向に対して、２０回以下であるこ  とを特徴とする請求項１、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の照明光学系。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２６】
（７）前記照明光学系を構成する光学素子に設けられた砂目状の面における面形状のうねりのＰＶ値が５０［μｍ］以下であることを特徴とする請求項１、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の照明光学系。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２７】
（８）ライトガイドファイバ束の断面積をＳ０、ライトガイドファイバ束を構成するコア部分の全断面積をＳ１とし、ライトガイドファイバ束の断面積に対するコア部分の全断面積の比率ΔＳをΔＳ＝Ｓ１／Ｓ０としたとき、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（７）のいずれかに記載の照明光学系。
ΔＳ≧０．５
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
（９）ライトガイドファイバ束の断面積をＳ０、ライトガイドファイバ束を構成するコア部分の全断面積をＳ１とし、ライトガイドファイバ束の断面積に対するコア部分の全断面積の比率ΔＳをΔＳ＝Ｓ１／Ｓ０としたとき、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（８）のいずれかに記載の照明光学系。
ΔＳ≧０．６
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
（１０）前記照明光学系における砂目状の面を該照明光学系の出射端面を除く部分に設けたことを特徴とする請求項１、上記（１）〜（９）のいずれかに記載の照明光学系。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
（１１）前記照明光学系の最も物体側に平行平面板を設け、該平行平面板の光源側の面もしくは該平行平面板を除く最も物体側に位置する光学素子に砂目状の面を設けたことを特徴とする請求項１、上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の照明光学系。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３１】
（１２）前記照明光学系を構成する光学素子の砂目状の面が、球面もしくは非球面に形成されていることを特徴とする請求項１、上記（１）〜（１１）のいずれかに記載の照明光学系。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３２】
（１３）前記照明光学系が、少なくとも一つの単ファイバを有することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（１２）のいずれかに記載の照明光学系
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３４】
（１５）前記照明光学系が、１枚以上の凸レンズを含み、該凸レンズの少なくとも１面が砂目状に形成されていることを特徴とする請求項１、上記（１）〜（１４）のいずれかに記載の照明光学系。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
（１６）前記照明光学系が、凹レンズを含み、該凹レンズの少なくとも１面が砂目状に形成されていることを特徴とする請求項１、上記（４）〜（１５）のいずれかに記載の照明光学系。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
（１７）前記照明光学系が、レンズ屈折力のない光学素子を含み、該光学素子の少なくとも１面が砂目状に形成されていることを特徴とする請求項１、上記（４）〜（１６）のいずれかに記載の照明光学系。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４２】
（２３）前記照明光学系を構成する砂目状の面を有する光学素子の外径形状が円形とは異なる形状であることを特徴とする請求項１、上記（１）〜（２２）のいずれかに記載の照明光学系。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４３】
（２４）前記光源の最大径から出射される光線高をｈ０、照射面上の光線高をｈ１、光線高比をΔｈ＝ｈ１／ｈ０としたとき、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（２３）のいずれかに記載の照明光学系。
Δｈ≧２
但し、前記光線高ｈ０、ｈ１は、それぞれ照明光学系透過前後の光軸に平行な光線に対する光線高である。
なお、照明光学系の出射端から照射面までの距離は１．５ｍｍとする。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４４】
（２５）前記砂目状とした面の屈折力をψとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（２４）のいずれかに記載の照明光学系。
｜ψ｜  ＞  ０．１
但し、ψは面の屈折力ψ＝（ｎ’−ｎ）／ｒであり、ｎ’は出射側の屈折率、ｎは入射側の屈折率、ｒは曲率半径である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４５】
（２６）前記照明光学系において、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（２５）のいずれかに記載の照明光学系。
１×１０-3  ＜  Ｐｃ／Ｒａ  ＜  １×１０3
但し、Ｐｃはライトガイドファイバ束のコアとコアとの間隔、Ｒａは照明光学系の砂目状の粗さである。なお、ＬＥＤのような光源を複数用いる場合は、光源間の光らない部分の間隔をＰｃとする。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４６】
（２７）前記照明光学系において、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（２５）のいずれかに記載の照明光学系。
１×１０-4[１／ｍｍ]＜｜１／ｆ｜×Ｐｃ／Ｒａ＜１×１０4[１／ｍｍ]
但し、Ｐｃはライトガイドファイバ束のコアとコアとの間隔、Ｒａは照明光学系の砂目状の粗さ、ｆは照明光学系の焦点距離、｜１／ｆ｜は１／ｆの大きさである。なお、ＬＥＤのような光源を複数用いる場合は、光源間の光らない部分の間隔をＰｃ、砂目状レンズの焦点距離は光軸近傍の形状を球面形状で近似した場合のレンズの焦点距離とする。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４７】
（２８）前記照明光学系において、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（２５）のいずれかに記載の照明光学系。
１×１０-4[１／ｍｍ]＜｜１／ｆ｜×Ｐｃ／Ｒａ×（１／ＮＡ）＜１×１０5[１／ｍｍ]
但し、Ｐｃはライトガイドファイバ束のコアとコアとの間隔、Ｒａは照明光学系の砂目状の粗さ、ｆは照明光学系の焦点距離、｜１／ｆ｜は１／ｆの大きさ、ＮＡはライトガイドファイバのＮＡである。なお、ＬＥＤのような光源を複数用いる場合は、光源間の光らない部分の間隔をＰｃ、砂目状レンズの焦点距離は光軸近傍の形状を球面形状で近似した場合のレンズの焦点距離、ＬＥＤのような光源の場合は、光源からの出射光の広がり角度の正弦値をＮＡとする。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４８】
（２９）前記砂目状の面の粗さの評価指数として二乗平均平方根粗さＲｑを用いることを特徴とする請求項１、上記（１）〜（２８）のいずれかに記載の照明光学系。