(57)【要約】      （修正有）【課題】配設される部分において、デッドスペースの発生を抑制し、スペースの無駄を省き、レイアウト効率が高い光源装置を提供する。【解決手段】光源装置は、１次光の仮定の照射領域として規定される第１の照射領域７１と、１次光の実際の照射領域として規定される第２の照射領域７３とを有している。１次光が投影されるＹＺ平面上の投影面において、投影面に投影された第２の照射領域７３の大きさは、投影面に投影された第１の照射領域７１の大きさよりも小さい。【選択図】図１Ｆ
2013192815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次光を出射する１次光出射部と、
前記１次光出射部から出射した前記１次光を２次光に光変換する光変換部材と、
前記１次光出射部から出射された前記１次光の光路上、且つ前記１次光出射部から前記光変換部材に直接進行する前記１次光を遮光しない位置に配設され、前記１次光出射部から出射された前記１次光の一部が前記光変換部材に進行するように前記１次光の配光を変換する第１の配光変換部と、
前記１次光出射部から出射される前記１次光の光軸方向であるＸ方向と、
前記Ｘ方向に直交するＹ方向と、
前記Ｘ方向と前記Ｙ方向とに直交するＺ方向と、
前記第１の配光変換部が配設される平面を示し、前記１次光出射部と前記光変換部材とが表面側にのみ配設されるＸＺ平面と、
前記ＸＺ平面に直交するＹＺ平面と、
前記ＸＺ平面と前記ＹＺ平面とに直交するＸＹ平面と、
前記光変換部材が前記ＸＺ平面の裏面側に配設され、前記１次光が前記第１の配光変換部を透過して裏面側の前記光変換部材にも照射すると仮定し、前記１次光が前記表面側の前記光変換部材と前記裏面側の前記光変換部材とを直接照射した際に、前記光変換部材の前記ＹＺ平面において、前記１次光の仮定の照射領域として規定される第１の照射領域と、
前記１次光が前記第１の配光変換部を介して間接的に前記表面側の前記光変換部材を照射または前記表面側の前記光変換部材を直接照射した際に、前記光変換部材の前記ＹＺ平面において、前記１次光の実際の照射領域として規定される第２の照射領域と、
を具備し、
前記１次光が投影される前記ＹＺ平面上の投影面において、前記投影面に投影された前記第２の照射領域の大きさは、前記投影面に投影された前記第１の照射領域の大きさよりも小さいことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光変換部材は、前記Ｘ方向において、前記１次光出射部から離間して配設され、
前記第１の配光変換部は、前記Ｘ方向において前記１次光出射部と前記光変換部材との間、且つ前記Ｙ方向において前記光軸から離れて配設されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記１次光の強度分布は、前記１次光出射部近傍において前記光軸を中心に対称性を有し、前記第２の照射領域において非対称性を有していることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記光変換部材は、前記光軸を有する前記ＸＹ平面を中心に面対称に配設されていることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１の配光変換部は、前記光変換部材に当接し、前記光軸に平行な第１の平面にさらに配設されていることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の配光変換部は、前記第１の平面を示し、前記ＸＺ平面と平行に配設され、前記光軸を中心に前記ＸＺ平面とは対称に配設されている対称ＸＺ平面に配設されていることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１の配光変換部は、前記ＸＺ平面と、前記ＸＺ平面と交わるように前記ＸＺ平面に対して前記Ｘ方向の軸周りに傾いている前記第１の平面と配設されることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項８】
前記ＸＺ平面に配設されている前記第１の配光変換部は、前記ＸＺ平面と交わるように前記ＸＺ平面に対して前記Ｘ方向の軸周りに傾いている前記対称ＸＺ平面に配設されている前記第１の配光変換部と、前記光軸に対して平行にずれた線分上で接することを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記対称ＸＺ平面は、前記ＸＺ平面に直交するように前記ＸＹ平面に配設され、
前記ＸＹ平面に配設されている前記第１の配光変換部と、前記ＸＺ平面に配設されている前記第１の配光変換部とは、互いに直交して配設されていることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記第１の配光変換部は、前記１次光を前記光変換部材に正反射する反射部材として機能することを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記第２の照射領域が直径Ｌ１を有する半円形状であると仮定した際に、
実際の前記第２の照射領域は、
前記Ｚ方向に沿って配設され、前記直径Ｌ１よりも短い１本の前記直線と、
前記直線の両端部と接し、前記ＹＺ平面に配設される１本の円弧と、
によって形成され、
前記直線と前記円弧とによって形成される前記第２の照射領域の大きさは、半円の前記第２の照射領域よりも大きく、
前記直線は、前記第１の配光変換部と当接することを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記第１の配光変換部は、前記１次光を前記光変換部材に向けて回折する回折格子として機能することを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項１３】
前記１次光出射部から前記光変換部材に向かうにしたがって回折角度が入射角度よりも大きくなるように、前記回折格子のピッチは前記１次光出射部から前記光変換部材に向かうにしたがって徐々に狭くなることを特徴とする請求項１２に記載の光源装置。
【請求項１４】
前記１次光が前記光変換部材近傍の回折格子を照射した場合、前記１次光は正反射方向よりも深い角度で回折され、前記１次光は前記回折格子によって前記光変換部材の縁近傍を照射し、
前記１次光が前記１次光出射部近傍の前記回折格子を照射した場合、前記１次光は正反射方向よりも浅い角度で回折され、前記１次光は前記回折格子によって前記回折格子近傍の前記光変換部材を照射することを特徴とする請求項１３に記載の光源装置。
【請求項１５】
前記回折格子のピッチは、前記回折角度が正反射方向よりも浅くなるように、所望に設定されていることを特徴とする請求項１４に記載の光源装置。
【請求項１６】
前記Ｘ方向において、前記１次光出射部側を後方、前記光変換部材側を前方とした際に、
前記後方に進行する前記１次光と前記２次光との少なくとも一方が前記前方に進行するように、一方の配光を変換し、前記光変換部材から離間して配設されている第２の配前記光変換部材をさらに具備することを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項１７】
前記光変換部材の原型の中心軸を含み、前記光変換部材の前記原型の体積に対して体積が減るように、前記光変換部材が加工されることで、実際の前記光変換部材は成形され、
前記原型の前記光変換部材の中心軸は、前記光軸と同軸上に配設されていることを特徴とする請求項１６に記載の光源装置。
【請求項１８】
前記第２の照射領域の大きさは、前記１次光を受光する前記１次光受光面と略同一か、前記１次光受光面よりも小さいことを特徴とする請求項１６に記載の光源装置。
【請求項１９】
前記第１の配光変換部は、前記光軸に対して傾いて配設されていることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項２０】
前記第１の配光変換部は、前記光変換部材と当接していることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項２１】
前記Ｘ方向において前記１次光出射部と前記光変換部材との間に配設され、前記１次光と前記２次光とが透過する光透過部材をさらに具備し、
前記第１の配光変換部は、前記光変換部材と前記光透過部材とに当接していることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項２２】
前記光変換部材は、前記１次光の波長を前記１次光の波長よりも長い波長に変換する波長変換部材であることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項２３】
前記光変換部材は、前記１次光が拡散するように前記１次光の配光を変更する拡散部材であることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レイアウト効率の高い光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、細管状の光源において、省スペース化、低消費電力化、高輝度化が求められており、開発が行われている。このような光源は、例えば特許文献１に開示されている。  
特許文献１には、高演色性と高発光効率との互いにトレードオフの関係にある双方の性質を満足する高性能の発光装置が開示されている。
【０００３】
この発光装置は、第１の半導体レーザ光源と、波長変換部材と、ライトガイドを有する少なくとも１つの第１ユニットと、第２の半導体レーザ光源と、波長変換部材とライトガイドとを有する少なくとも１つの第２ユニットとを有している。
【０００４】
ライトガイドから出射される１次光は、円形に広がりながら波長変換部材に向かって進行する。そして１次光は、波長変換部材に円形のビームスポットを形成する。波長変換部材は１次光を無駄なく波長変換するために、１次光を照射される波長変換部材の照射領域は円形状を有している。これにあわせて、波長変換部材は円柱形状を有している。また波長変換部材は、波長変換した光を照明光として出射する照明部を有している。
【０００５】
このような発光装置は例えば管状装置に配設されており、照明部は、例えば撮像ユニットと開口部とを含む機能ユニットと共に管状装置の先端部に搭載されている。この開口部は、例えばオプション部材が先端部を挿通するために、配設されている。また管状装置は、例えば内視鏡などである。
【０００６】
図６Ａと図６Ｂとは、管状装置１９０の先端部１９１（筐体）の前面図を示す。図６Ａ示すように、例えば１つの機能ユニット１８１の先端面と２つの照明部１４３ｂとが先端部１９１の先端面１９１ａに配設されている。また図６Ｂにおいて、例えば２つの機能ユニット１８１の先端面と２つの照明部１４３ｂとが先端部１９１の先端面１９１ａに配設されている。機能ユニット１８１は、例えば撮像ユニットや開口部などである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１７３３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ライトガイドの端部は、円形状を有することが一般的である。よって、照明部１４３ｂも円形状を有することが一般的である。これにより１次光は、ライトガイドから円形に出射される。
【０００９】
１次光の出射形状に合わせるために、図６Ａと図６Ｂとに示すように、先端部１９１は円柱形状を有し、先端面１９１ａは円形状を有することが一般的である。
【００１０】
図６Ａと図６Ｂとに示すように、円形の機能ユニット１８１と、円形の照明部１４３ｂを含む波長変換部材とが互いに隣り合うように搭載される場合、先端面１９１ａを含む先端部１９１における部材の充填率が低くなり、デッドスペースが形成されてしまう。つまり、先端面１９１ａを含む先端部１９１において、スペースに無駄が生じ、レイアウト効率が低下する。
【００１１】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、配設される部分において、デッドスペースの発生を抑制し、スペースの無駄を省き、レイアウト効率が高い光源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】
【００１２】
本発明は目的を達成するために、１次光を出射する１次光出射部と、前記１次光出射部から出射した前記１次光を２次光に光変換する光変換部材と、前記１次光出射部から出射された前記１次光の光路上、且つ前記１次光出射部から前記光変換部材に直接進行する前記１次光を遮光しない位置に配設され、前記１次光出射部から出射された前記１次光の一部が前記光変換部材に進行するように前記１次光の配光を変換する第１の配光変換部と、前記１次光出射部から出射される前記１次光の光軸方向であるＸ方向と、前記Ｘ方向に直交するＹ方向と、前記Ｘ方向と前記Ｙ方向とに直交するＺ方向と、前記第１の配光変換部が配設される平面を示し、前記１次光出射部と前記光変換部材とが表面側にのみ配設されるＸＺ平面と、前記ＸＺ平面に直交するＹＺ平面と、前記ＸＺ平面と前記ＹＺ平面とに直交するＸＹ平面と、前記光変換部材が前記ＸＺ平面の裏面側に配設され、前記１次光が前記第１の配光変換部を透過して裏面側の前記光変換部材にも照射すると仮定し、前記１次光が前記表面側の前記光変換部材と前記裏面側の前記光変換部材とを直接照射した際に、前記光変換部材の前記ＹＺ平面において、前記１次光の仮定の照射領域として規定される第１の照射領域と、前記１次光が前記第１の配光変換部を介して間接的に前記表面側の前記光変換部材を照射または前記表面側の前記光変換部材を直接照射した際に、前記光変換部材の前記ＹＺ平面において、前記１次光の実際の照射領域として規定される第２の照射領域と、を具備し、前記１次光が投影される前記ＹＺ平面上の投影面において、前記投影面に投影された前記第２の照射領域の大きさは、前記投影面に投影された前記第１の照射領域の大きさよりも小さいことを特徴とする光源装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、配設される部分において、デッドスペースの発生を抑制し、スペースの無駄を省き、レイアウト効率が高い光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る光源装置の概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、光学ユニットの拡大図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、光学ユニットと機能ユニットとが配設されているレイアウト平面を示す図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、光学ユニットと光変換部材とホルダとの外形状を示す斜視図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、光学素子と光透過部材との外形状を示す斜視図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、第１の照射領域と第２の照射領域との関係を示す図である。
【図１Ｇ】図１Ｇは、１次光受光面における１次光の強度分布を示す図である。
【図１Ｈ】図１Ｈは、１次光受光面における１次光の強度分布の変形例を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第１の実施形態の第１の変形例における光学素子の斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示す光学素子を有する光学ユニットと、機能ユニットとが配設されているレイアウト平面を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、第１の変形例における第１の平面について説明する図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、第１の変形例における第１の平面について説明する図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の第２の変形例における光学素子の概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態の第３の変形例を示し、第１の配光変換部が光軸に対して傾いて配設されている状態を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態の第３の変形例を示し、第１の配光変換部が光軸に対して傾いて配設されている状態を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態に係る光学ユニットの拡大図である。
【図６Ａ】図６Ａは、従来の管状観察装置の先端部のレイアウト平面（前面図）を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、従来の管状観察装置の先端部のレイアウト平面（前面図）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。  
なお以下において、１次光出射部３３から出射される１次光の中心軸を光軸１１と称する。光軸方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向、Ｘ方向とＹ方向とに直交する方向をＺ方向と規定する。またＸ方向とＺ方向とに形成される平面をＸＺ平面と規定し、Ｙ方向とＺ方向とに形成され、ＸＺ平面に直交している平面をＹＺ平面と規定し、Ｘ方向とＹ方向とに形成され、ＸＺ平面とＹＺ平面とに直交している平面をＸＹ平面と規定する。なおＸＺ平面は、第１の配光変換部５５が配設される平面及び基準面として規定される。またＸＺ平面の表面側にのみ、１次光出射部３３と光変換部材４３とが配設されることとする。
【００１６】
また１次光出射部３３から出射される１次光の出射方向において、１次光の進行方向前側、光変換部材４３側を前方と称し、１次光の進行方向後側、光源ユニット２０側を後方と称する。また管状装置９０の先端部９１の先端面（前面）をレイアウト平面９１ａと称する。
【００１７】
また例えば図１Ｆではホルダ４９の図示を省略するように、一部の図面では図示の簡略化のために部材の一部の図示を省略している。
【００１８】
また図１Ｄは光学ユニットと光変換部材とホルダとの外形状を示し、図１Ｅは、光学素子と光透過部材との外形状を示す斜視図である。このように図１Ｄと図１Ｅとは、形状を示す図であり、実際の相互的な大きさについては図示を省略している。
【００１９】
図１Ａと図１Ｂと図１Ｃと図１Ｄと図１Ｅと図１Ｆと図１Ｇとを参照して第１の実施形態について説明する。  
［光源装置１０］  
図１Ａに示すように、光源装置１０は、例えば励起光である１次光を出射する光源ユニット２０と、光源ユニット２０と光学的に接続し、光源ユニット２０から出射された１次光を導光する導光ユニット３０と、導光ユニット３０と光学的に接続し、導光ユニット３０によって導光された１次光を照射されることで機能する光学ユニット４０とを有している。  
また図１Ａに示すように、光源装置１０は、光学ユニット４０に配設され、導光ユニット３０によって導光された１次光の配光を変換する第１の配光変換部５５と、光学ユニット４０且つ第１の配光変換部５５とは異なる位置にて配設され、導光ユニット３０によって導光された１次光及び１次光が後述する光変換部材４３によって変換された２次光の配光を変換する第２の配光変換部５７とをさらに有している。
【００２０】
［光源ユニット２０］  
図１Ａに示すように、光源ユニット２０は、例えば励起光である１次光を出射する光源２１と、光源２１から出射された１次光を導光ユニット３０に集光するレンズ２３とを有している。
【００２１】
光源２１は、例えば、波長が例えば４００ｎｍ付近の青紫色のレーザ光を出射する半導体レーザである。
【００２２】
［導光ユニット３０］  
図１Ａと図１Ｂとに示すように、導光ユニット３０は、導光部材である例えば光ファイバ３１を有している。光ファイバ３１は、レンズ２３によって集光された１次光が入射する１次光入射部と、１次光を出射する１次光出射部３３とを有している。１次光入射部は光源ユニット２０と光学的に接続し、１次光出射部３３は光学ユニット４０と光学的に接続する。１次光出射部３３が光学ユニット４０と光学的に接続するように、光ファイバ３１の１次光出射部３３側はフェルール３５によって保持され、フェルール３５は光学ユニット４０と接続している。フェルール３５は、例えば光学ユニット４０の外形状と略同一の外形状を有している。光ファイバ３１は、１次光入射部から１次光出射部３３まで１次光を導光する。
【００２３】
このような光ファイバ３１は、例えば、柔軟性を有する円柱形状を有している。図１Ａと図１Ｂとに示すように、光ファイバ３１は、例えば、光ファイバ３１の中心軸上に配設されているコア３１ａと、コア３１ａを覆うクラッド３１ｂとによって形成されている。コア３１ａの屈折率は、クラッド３１ｂにて１次光を全反射しコア３１ａにて効率良く１次光を導光するために、クラッド３１ｂの屈折率よりも高くなっている。コア３１ａとクラッド３１ｂとは、例えば、ガラスやプラスチックによって形成される。コア３１ａの直径は例えば５０μｍ、クラッド３１ｂの直径は１２５μｍとなっている。光ファイバ３１には、マルチモードファイバが用いられている。コア３１ａにおいて、一方の端部は１次光入射部として機能し、他方の端部は１次光出射部３３として機能する。
【００２４】
［光学ユニット４０の配設位置・光学ユニット４０の構造・光学素子４１の構造］  
図１Ｃに示すように、光学ユニット４０は、少なくとも１つの機能ユニット８１と共に管状装置９０の先端部９１に内蔵されている。機能ユニット８１は、例えば撮像ユニットや開口部である。先端部９１は、例えば円筒形状を有しており、筐体である。先端部９１の先端面であるレイアウト平面９１ａは、例えば円形状を有している。この場合、図１Ｃに示すように、後述する２次光出射面４３ｂと１・２次光出射部４５ｂとホルダ４９の端面とがレイアウト平面９１ａに配設され、２次光出射面４３ｂと１・２次光出射部４５ｂとホルダ４９の端面とが外部に露出するように、光学ユニット４０は先端部９１に内蔵されている。また全ての機能ユニット８１の先端面がレイアウト平面９１ａに配設され、機能ユニット８１の先端面が外部に露出するように、機能ユニット８１は先端部９１に内蔵されている。
【００２５】
図１Ｂに示すように、光学ユニット４０は、１次光出射部３３から出射された１次光を照射されることで機能する光学素子４１と、光学素子４１を覆うように保持するホルダ４９とを有している。  
図１Ｂに示すように、光学素子４１は、１次光出射部３３から出射した１次光を２次光に変換する光変換部材４３と、Ｘ方向において１次光出射部３３と光変換部材４３との間に配設され、１次光出射部３３から出射した１次光と光変換部材４３から出射した２次光とが透過する光透過部材４５とによって形成される。
【００２６】
［光学ユニット４０の外形状］  
図１Ｄに示すように、本実施形態の光学ユニット４０の原型４００ａは、円柱形状を有している。原型４００ａは、図１Ｄにて実線と２点鎖線と一部の破線とによって図示されている。ただし、本実施形態において、円柱の原型４００ａが加工されることで本実施形態の光学ユニット４０が形成されるため、本実施形態の光学ユニット４０の実際の形状は、円柱形状ではない。この点について、以下に説明する。なお原型４００ａである円柱形状の光学ユニット４０の中心軸４００ｂは、一点鎖線で示され、Ｘ方向に沿って配設されているものとする。  
光学ユニット４０は、円柱の原型４００ａがＸＺ平面で切断されることで形成された残部４００ｃとして配設されている。残部４００ｃは、図１Ｄにて実線と破線とによって図示されている。残部４００ｃは、残部４００ｃが中心軸４００ｂを含み、残部４００ｃの体積が原型４００ａの半分の体積よりも大きくなるように、形成される。さらに残部４００ｃは、残部４００ｃの体積が原型４００ａの半分の体積よりも大きくなるために、ＸＺ平面に配設される切断面４００ｄが中心軸４００ｂを有するＸＺ平面からＹ方向に所望な距離分ずれるように、形成されている。  
つまり本実施形態の光学ユニット４０は、中心軸４００ｂを含むＸＺ平面から所望な距離分平行にずれたＸＺ平面で原型４００ａが切断されることで、形成される。  
図１Ｂに示すように、中心軸４００ｂは、光軸１１と同軸上に配設されている。中心軸４００ｂは、円柱形状の光学ユニット４０の回転対称軸であることを示す。図１Ｂに示すように、光学ユニット４０の側面を示す切断面４００ｄは、例えばフェルール３５の外周面と同一直線上に配設されている。切断面４００ｄは、図１Ｂに示すようにＸＺ平面に配設され、図１Ｄに示すように平面状に形成されている。
【００２７】
［光学素子４１の外形状］  
図１Ｅに示すように、本実施形態の光学素子４１の原型４４１ａは、円錐台形状を有している。原型４４１ａは、図１Ｅにて実線と２点鎖線と一部の破線とによって図示されている。ただし、本実施形態において、円錐台の原型４４１ａが加工されることで本実施形態の光学素子４１が形成されるため、本実施形態の光学素子４１の実際の形状は、円錐台形状ではない。この点について、以下に説明する。原型４４１ａである円錐台形状の光学素子４１の中心軸４４１ｂは、一点鎖線で示され、Ｘ方向に沿って配設されているものとする。  
光学素子４１は、円錐台の原型４４１ａがＸＺ平面で切断されることで形成された残部４４１ｃとして配設されている。残部４４１ｃは、図１Ｅにて実線と破線とによって図示されている。残部４４１ｃは、残部４４１ｃが中心軸４４１ｂを含み、残部４４１ｃの体積が原型４４１ａの半分の体積よりも大きくなるように、形成される。さらに残部４４１ｃは、残部４４１ｃの体積が原型４４１ａの半分の体積よりも大きくなるために、ＸＺ平面に配設される切断面４４１ｄが中心軸４４１ｂを有するＸＺ平面からＹ方向に例えばコア３１ａの半径Ｒ２分ずれるように、形成されている。  
つまり本実施形態の光学素子４１は、中心軸４４１ｂを含むＸＺ平面からコア３１ａの半径Ｒ２分平行にずれたＸＺ平面で原型４４１ａが切断されることで、形成される。言い換えると、円錐台が、円錐台の中心軸４４１ｂに平行で、コア３１ａの半径Ｒ２に等しい距離だけ中心軸から外れた平面で切断されることで形成される２つのパーツにおいて、光学素子４１は、体積が大きい方のパーツを示す。これにより光学素子４１は、円錐台の周面の一部と、円錐台の中心軸４４１ｂに垂直且つ円錐台を横切る２つの平面と、円錐台の中心軸に平行且つ円錐台の中心軸からコア３１ａの半径Ｒ２分の距離離れた平面とによって形成され、立体である。  
図１Ｂに示すように、中心軸４４１ｂは、光軸１１と同軸上に配設されている。中心軸４４１ｂは、円錐台形状の光学素子４１の回転対称軸であることを示す。図１Ｂに示すように光学素子４１の平面状の側面を示す切断面４４１ｄは、例えばコア３１ａの外周面と同一直線上に配設されている。切断面４４１ｄは、ＸＺ平面に配設され、平面状に形成されている。図１Ｂに示すように、切断面４４１ｄは、第１の配光変換部５５に覆われ、第１の配光変換部５５と密着する。なお図１Ｂに示すように、光学素子４１のテーパ状の周面は、第２の配光変換部５７によって覆われ、第２の配光変換部５７に密着する。
【００２８】
［光変換部材４３の外形状］  
図１Ｄに示すように、本実施形態の光変換部材４３の原型４４３ａは、円柱形状を有している。原型４４３ａは、図１Ｄにて実線と２点鎖線と一部の破線とによって図示されている。ただし、本実施形態において、円柱の原型４４３ａが加工されることで本実施形態の光変換部材４３が形成されるため、本実施形態の光変換部材４３の実際の形状は、円柱形状ではない。光変換部材４３の外形状は、光学ユニット４０の外形状と略同一であるため、詳細な説明は省略する。  
ただし、光変換部材４３の残部４４３ｃは、残部４４３ｃの体積が原型４４３ａの半分の体積よりも大きくなるために、ＸＺ平面に配設される切断面４４３ｄが原型４４３ａの中心軸４４３ｂを有するＸＺ平面からＹ方向に例えばコア３１ａの半径Ｒ２分ずれるように、形成されている。  
つまり本実施形態の光変換部材４３は、中心軸４４３ｂを含むＸＺ平面からコア３１ａの半径Ｒ２分平行にずれたＸＺ平面で原型４４３ａが切断されることで、形成される。  
図１Ｂに示すように、光変換部材４３の中心軸４４３ｂは、光軸１１と同軸上に配設されている。中心軸４４３ｂは、円柱形状の光変換部材４３の回転対称軸であることを示す。光変換部材４３の側面を示す切断面４４３ｄは、例えばコア３１ａの外周面と同一直線上に配設されている。図１Ｂに示すように、切断面４４３ｄは、ＸＺ平面に配設され、平面状に形成されている。図１Ｂに示すように、切断面４４３ｄは、第１の配光変換部５５に覆われ、第１の配光変換部５５と密着する。
【００２９】
［光透過部材４５の外形状］  
図１Ｅに示すように、本実施形態の光透過部材４５の原型４４５ａは、円錐台形状を有している。原型４４５ａは、図１Ｅにて実線と２点鎖線と一部の破線とによって図示されている。ただし、本実施形態において、円錐台の原型４４５ａが加工されることで本実施形態の光透過部材４５が形成されるため、本実施形態の光透過部材４５の実際の形状は、円錐台形状ではない。光透過部材４５の外形状は、光学素子４１の外形状と略同一であるため、詳細な説明は省略する。  
ただし、光透過部材４５の残部４４５ｃは、残部４４５ｃの体積が原型４４５ａの半分の体積よりも大きくなるために、ＸＺ平面に配設される切断面４４５ｄが原型４４５ａの中心軸４４５ｂを有するＸＺ平面からＹ方向に例えばコア３１ａの半径Ｒ２分ずれるように、形成されている。  
つまり本実施形態の光透過部材４５は、中心軸４４５ｂを含むＸＺ平面からコア３１ａの半径Ｒ２分平行にずれたＸＺ平面で原型４４５ａが切断されることで、形成される。  
図１Ｂに示すように、中心軸４４５ｂは、光軸１１と同軸上に配設されている。中心軸４４５ｂは、円錐台形状の光透過部材４５の回転対称軸であることを示す。光透過部材４５の側面を示す切断面４４５ｄは、例えばコア３１ａの外周面と同一直線上に配設されている。図１Ｂに示すように、切断面４４５ｄは、ＸＺ平面に配設され、平面状に形成されている。切断面４４５ｄは、第１の配光変換部５５に覆われ、第１の配光変換部５５と密着する。
【００３０】
［ホルダ４９の外形状］  
図１Ｄに示すように、本実施形態のホルダ４９の原型４４９ａは、円柱形状を有している。原型４４９ａは、図１Ｄにて実線と２点鎖線と一部の破線とによって図示されている。ただし、本実施形態において、円柱の原型４４９ａが加工されることで本実施形態のホルダ４９が形成されるため、本実施形態のホルダ４９の実際の形状は、円柱形状ではない。ホルダ４９の外形状は、光学ユニット４０の外形状と略同一であるため、詳細な説明は省略する。  
ただし、ホルダ４９の残部４４９ｃは、残部４４９ｃの体積が原型４４９ａの半分の体積よりも大きくなるために、ＸＺ平面に配設される切断面４４９ｄが原型４４９ａの中心軸４４９ｂを有するＸＺ平面からＹ方向に所望な距離分ずれるように、形成されている。  
つまり、本実施形態のホルダ４９は、中心軸４４９ｂを含むＸＺ平面から所望な距離分平行にずれたＸＺ平面で原型４４９ａが切断されることで、形成される。  
図１Ｂに示すように、中心軸４４９ｂは、光軸１１と同軸上に配設されている。中心軸４４９ｂは、円柱形状のホルダ４９の回転対称軸であることを示す。ホルダ４９の側面を示す切断面４４９ｄは、例えばフェルール３５の外周面と同一直線上に配設されている。図１Ｂに示すように、切断面４４９ｄは、ＸＺ平面に配設され、平面状に形成されている。
【００３１】
［光変換部材４３］  
光変換部材４３は、１次光を照射されることで機能する。光変換部材４３は、例えば、１次光出射部３３から出射される１次光を吸収して、吸収した１次光の波長を１次光とは異なる波長に変換して、この波長を有する２次光を生成する。例えば、２次光の波長は、１次光の波長よりも長い。２次光は、例えば蛍光である。光変換部材４３は、例えば、波長変換部材である。
【００３２】
光変換部材４３は、例えば蛍光体などを有している。この蛍光体は、例えば、ＹＡＧ：Ｃｅ粉末蛍光体や、ＹＡＧ：Ｃｅ透明セラミックスや、ＹＡＧ単結晶や、ＬＡＧ：Ｃｅや、ＴＡＧ：Ｃｅ等のセラミックス蛍光体を示す。
【００３３】
例えば１次光（レーザ光）が励起光の用途のみで使用され、２次光が単色光の場合、光変換部材４３は、励起光を十分吸収して波長変換する厚みと濃度とを有している。
【００３４】
なお２次光は、光変換部材４３を透過した光と、光変換部材４３によって波長変換された光とによって白色光となる。例えば２次光が白色光の場合、光変換部材４３は、例えば、何種類かの粉末状の蛍光体と透明な樹脂とによって形成される。このとき、何種類かの粉末状の蛍光体は互いに組み合わさった状態で樹脂に分散され、この状態で樹脂が固化されることで、光変換部材４３は成形される。この場合、光が光変換部材４３を透過することを考慮し、光変換部材４３は、２次光が単色光の場合の光変換部材４３よりも、薄い。
【００３５】
図１Ｂに示すように、光変換部材４３は、Ｘ方向において、１次光出射部３３から離間して配設されている。図１Ｃに示すように、光変換部材４３は、光変換部材４３の外形状によって、光軸１１を有するＸＹ平面を中心に面対称に配設されている。この点は、光学素子４１と光透過部材４５とホルダ４９とについても同様である。
【００３６】
図１Ｂに示すように、光変換部材４３は、１次光出射部３３に対向し、１次光出射部３３から出射され光透過部材４５を透過した１次光を受光する１次光受光面４３ａと、外部の照射対象物に照明光としての２次光を出射する２次光出射面４３ｂとを有している。１次光受光面４３ａは１次光出射部３３に対向するように１次光出射部３３側に配設され、２次光出射面４３ｂは１次光受光面４３ａよりも前方に配設されている。１次光受光面４３ａと２次光出射面４３ｂとは、光軸１１に対して直交して配設されている。言い換えると、図１Ｃと図１Ｄとに示すように、１次光受光面４３ａと２次光出射面４３ｂとは、ＹＺ平面に沿って配設されている。１次光受光面４３ａと２次光出射面４３ｂとは、平面状に配設されている。２次光出射面４３ｂは、外部の照射対象物に２次光を照明する照明部でもある。
【００３７】
光変換部材４３の外形状によって、１次光受光面４３ａと２次光出射端面とは、同じ形状を有している。このため、１次光受光面４３ａの形状についてのみ説明する。なお１次光受光面４３ａと２次光出射面４３ｂとは、同じ大きさを有している。  
図１Ｄに示すように、１次光受光面４３ａは、ＹＺ平面に配設され、非円形形状を有している。また図１Ｄに示すように、１次光受光面４３ａは、ＸＺ平面を中心とした際に非対称性を有している。１次光受光面４３ａは、略Ｄ字形状を有している。詳細には、１次光受光面４３ａは、Ｚ方向に沿って配設されている１本の直線４３ｄと、直線４３ｄの両端部と当接し、ＹＺ平面に配設されている１本の円弧４３ｅとによって形成されている。この直線４３ｄは、１次光受光面４３ａの直径Ｌ１よりも短い。なお図１Ｄに示すように１次光受光面４３ａの面積は、直径Ｌ１を有する半円の面積よりも大きい。図１Ｃと図１Ｄとに示すように、直線４３ｄは、切断面４４３ｄに含まれる。１次光受光面４３ａは、１次光出射部３３（コア３１ａの直径）よりも大きい。
【００３８】
［光透過部材４５］  
図１Ｂに示すように、光透過部材４５は、１次光出射部３３から出射された１次光が入射する１次光入射部４５ａと、１次光と２次光とを出射する１・２次光出射部４５ｂとを有している。１次光入射部４５ａは光学素子４１（光学ユニット４０）における入射面でもあり、１・２次光出射部４５ｂは光学素子４１（光学ユニット４０）における出射面でもある。１・２次光出射部４５ｂは、外部の照射対象物に２次光を照明する照明部でもある。１次光入射部４５ａと１・２次光出射部４５ｂとは、光軸１１に対して直交して配設されている。言い換えると、図１Ｃと図１Ｅとに示すように、１次光入射部４５ａと１・２次光出射部４５ｂとは、ＹＺ平面に配設されている。１次光入射部４５ａと１・２次光出射部４５ｂとは、平面状に配設されている。１次光入射部４５ａは、１・２次光出射部４５ｂよりも後方に配設されている。
【００３９】
図１Ｂに示すように、１次光入射部４５ａは、１次光出射部３３と光学的に接続する。１次光入射部４５ａの大きさは、１次光出射部３３（コア３１ａの直径）と略同一か、１次光出射部３３よりも大きい。１次光入射部４５ａは、１次光受光面４３ａと対向している。
【００４０】
図１Ｅに示すように、光透過部材４５の外形状によって、１次光入射部４５ａと１・２次光出射部４５ｂとは、同じ形状を有している。１次光入射部４５ａは、１・２次光出射部４５ｂと相似の形状を有しており、１・２次光出射部４５ｂよりも小さい。このため光透過部材４５は、Ｘ方向において１次光入射部４５ａから１・２次光出射部４５ｂに向かって拡径している。以下に、１次光入射部４５ａの形状についてのみ説明する。  
図１Ｅに示すように、１次光入射部４５ａは、ＹＺ平面に配設され、非円形形状を有している。また図１Ｅに示すように、１次光入射部４５ａは、ＸＺ平面を中心とした際に非対称性とを有している。１次光入射部４５ａは、例えば略Ｄ字形状を有している。詳細には、１次光入射部４５ａは、Ｚ方向に沿って配設されている１本の直線４５ｄと、直線４５ｄの両端部と当接し、ＹＺ平面に配設されている１本の円弧４５ｅとによって形成されている。この直線４５ｄは、１次光入射部４５ａの直径Ｌ２よりも短い。なお１次光入射部４５ａの面積は、直径Ｌ２を有する半円の面積よりも大きい。図１Ｃと図１Ｅとに示すように、直線４５ｄは、切断面４４５ｄに含まれる。
【００４１】
図１Ｂに示すように、光透過部材４５は、例えば、１次光受光面４３ａと光変換部材４３の周面とを取り囲み、１次光入射部４５ａと１次光受光面４３ａとが離間し、光変換部材４３の２次光出射面４３ｂと光透過部材４５の１・２次光出射部４５ｂとが同一平面に配設され、切断面４４３ｄと切断面４４５ｄとが同一平面上に配設され、中心軸４４３ｂと中心軸４４５ｂとが光軸１１と同軸上に配設されるように、光変換部材４３を内部に有している。この場合、切断面４４３ｄと２次光出射面４３ｂとが光透過部材４５から露出することとなる。
【００４２】
光透過部材４５は、例えば透過率の高いシリコーン樹脂によって形成されている。
【００４３】
［ホルダ４９］  
ホルダ４９は、例えばセラミックやステンレスなどによって形成されている。ホルダ４９は、放熱効果を有する材質によって形成されていれば良い。
【００４４】
図１Ｂに示すように、ホルダ４９は、第１の配光変換部５５と第２の配光変換部５７とが配設された光学素子４１と略同形状の中空部４９ａを有している。このためホルダ４９は、第１の配光変換部５５に対応し、ＸＺ平面にて平面状に配設されている第１の内周側面と、第２の配光変換部５７に対応するテーパ状の第２の内周側面とを有している。
【００４５】
中空部４９ａは、ホルダ４９を貫通している。このためホルダ４９は、１次光出射部３３側に対向するホルダ４９の一端面に配設され、１次光入射部４５ａが嵌合する入射開口部と、ホルダ４９の他端面に配設され、１・２次光出射部４５ｂが嵌合する出射開口部とを有している。入射開口部は、出射開口部よりも小さい。
【００４６】
中空部４９ａには、１次光入射部４５ａが入射開口部に嵌合し、１・２次光出射部４５ｂが出射開口部に嵌合し、第１の配光変換部５５が第１の内周側面と当接し、第２の配光変換部５７が第２の内周側面と当接するように、光学素子４１が嵌め込まれる。
【００４７】
［第１の配光変換部５５］  
図１Ｂに示すように、第１の配光変換部５５は、１次光出射部３３から出射された１次光の光路上に配設されている。この第１の配光変換部５５は、１次光出射部３３から光変換部材４３（１次光受光面４３ａ）に直接進行する１次光を遮光しない位置に配設されている。詳細には、第１の配光変換部５５は、Ｘ方向において１次光出射部３３と光変換部材４３との間、且つＹ方向において光軸１１から離れて配設されている。
【００４８】
また図１Ｂに示すように、１次光出射部３３と光変換部材４３とがＸＺ平面上に配設されるように、第１の配光変換部５５は切断面４４１ｄを示す切断面４４３ｄと切断面４４５ｄとに載置されている。このため第１の配光変換部５５は、ＸＺ平面に配設され、光軸１１に平行に配設されている。第１の配光変換部５５は、平板状を有している。光学素子４１が中空部４９ａに配設される際、Ｙ方向において、第１の配光変換部５５は、コア３１ａよりも外側に配設される。第１の配光変換部５５は、例えば、切断面４４１ｄと、第１の内周側面とに面当接している。
【００４９】
第１の配光変換部５５は、１次光出射部３３から出射された１次光の一部が光変換部材４３に進行するように１次光の配光を変換する。本実施形態の第１の配光変換部５５は、１次光の一部を光変換部材４３に向けて正反射する反射部材として機能する。
【００５０】
［第２の配光変換部５７］
図１Ｂに示すように、第２の配光変換部５７は、後方に進行する１次光と２次光との少なくとも一方が前方に進行するように、一方の配光を変換する。第２の配光変換部５７は、光変換部材４３から離間して配設されている。第２の配光変換部５７は、例えば光透過部材４５の周面に載置される。第２の配光変換部５７は、テーパ形状を有している。第２の配光変換部５７は、例えば、光透過部材４５の周面と、第２の内周側面とに面当接している。
【００５１】
第２の配光変換部５７は、後方（一端面側）に進行する２次光を前方（１・２次光出射部４５ｂ）に正反射する反射部材として機能する。
【００５２】
［光学ユニット４０の浮き構造］  
図１Ｂに示すように、光学ユニット４０は、浮き構造を有している。浮き構造は、以下の構造を有している。  
構造１：１次光出射部３３と１次光受光面４３ａとが、離間している点。  
構造２：後方に進行する１次光及び２次光を前方に正反射する点、詳細は、光透過部材４５の周面がテーパ形状を有し、第２の配光変換部５７が光透過部材４５の周面に配設されている点。  
構造３：光変換部材４３が１・２次光出射部４５ｂ側に配設されている点、詳細には、光透過部材４５の２次光出射面４３ｂと光透過部材４５の１・２次光出射部４５ｂとが同一平面に配設される点。  
構造４：１・２次光出射部４５ｂが１次光入射部４５ａよりも大きい点。
【００５３】
［第１の照射領域７１］  
ここで図１Ｆに示すように、光変換部材４３がＸＺ平面（第１の配光変換部５５）の裏面側にも配設され、１次光が第１の配光変換部５５を透過して裏面側の光変換部材１４３にも照射すると仮定する。  
１次光が表面側の光変換部材４３と裏面側の光変換部材１４３とを直接照射した際に、光変換部材４３，１４３のＹＺ平面（１次光受光面４３ａ，１４３ａ）において、１次光の仮定の照射領域として、第１の照射領域７１が規定される。この場合、第１の照射領域７１は、円形状を有している。
【００５４】
［第２の照射領域７３］  
図１Ｂと図１Ｆとに示すように、本実施形態では、光変換部材４３はＸＺ平面（第１の配光変換部５５）の表面側にのみ配設されている。１次光が第１の配光変換部５５を介して間接的に表面側の光変換部材４３を照射または表面側の光変換部材４３を直接照射した際に、光変換部材４３のＹＺ平面（１次光受光面４３ａ）において、１次光の実際の照射領域として、第２の照射領域７３が規定される。  
図１Ｆに示すように、１次光が投影されるＹＺ平面上の投影面において、投影面に投影された第２の照射領域７３の大きさは、投影面に投影された第１の照射領域７１の大きさよりも小さい。
【００５５】
図１Ｆに示すように、第２の照射領域７３は、１次光出射部３３と第１の配光変換部５５と光透過部材４５とによって、ＹＺ平面に配設され、非円形形状を有している。また図１Ｆに示すように、第２の照射領域７３は、ＸＺ平面を中心とした際に非対称性を有している。第２の照射領域７３は、例えば略Ｄ字形状を有している。詳細には、第２の照射領域７３は、Ｚ方向に沿って配設されている１本の直線７３ｄと、直線７３ｄの両端部と当接し、ＹＺ平面に配設されている１本の円弧７３ｅとによって形成されている。第２の照射領域７３が直径Ｌ３を有する半円形状であると仮定した際、直線７３ｄは直径Ｌ３よりも短く、直線７３ｄと円弧７３ｅとによって形成される第２の照射領域７３の大きさは半円の第２の照射領域７３よりも大きい。直線７３ｄは、第１の配光変換部５５と当接する。
【００５６】
第２の照射領域７３の大きさは、１次光受光面４３ａと略同一か、１次光受光面４３ａよりも小さい。第２の照射領域７３は、１次光受光面４３ａと相似の形状を有している。
【００５７】
［動作方法］
１次光は、光源２１から出射され、光ファイバ３１によって導光される。導光された１次光は、光軸１１を中心に対称に広がりながら、１次光出射部３３から出射する。そして１次光は、１次光入射部４５ａから光透過部材４５に入射する。
【００５８】
光透過部材４５に入射した１次光は、光ファイバ３１のＮＡと、光透過部材４５の屈折率とに応じて広がりながら光透過部材４５の内部を進行する。
【００５９】
このとき１次光の一部は、第１の配光変換部５５によって配光を変換される。詳細には、１次光の一部は、１次光受光面４３ａに進行するように、第１の配光変換部５５によって正反射される。そして１次光の一部は、１次光受光面４３ａを照射する。  
また１次光の他部は、１次光受光面４３ａを直接照射する。  
このように１次光は、第１の配光変換部５５を介して１次光受光面４３ａを間接的に照射する、または１次光受光面４３ａを直接的に照射する。
【００６０】
１次光受光面４３ａを照射する１次光の一部は光変換部材４３によって２次光に変換され、他部は熱に変換される。
【００６１】
２次光の一部は、２次光出射面４３ｂから出射され、外部の照射対象物を照射する。  
２次光の他部は、光透過部材４５の内部を第２の配光変換部５７に向かって進行し、第２の配光変換部５７によって配光を変換される。詳細には、２次光の他部は、１・２次光出射部４５ｂに進行するように、第２の配光変換部５７によって反射される。そして２次光の一部は、１・２次光出射部４５ｂから出射され、外部の照射対象物を照射する。
【００６２】
また第２の配光変換部５７によって反射された２次光の他部は、光変換部材４３を照射し、前記した動作を繰り返す。
【００６３】
なお１次光入射部４５ａの大きさは、１次光出射部３３（コア３１ａの直径）と略同一か、１次光出射部３３よりも大きい。このため、１次光及び２次光が光ファイバ３１に戻ることが防止され、光量のロスが防止される。
【００６４】
また熱は、第１の配光変換部５５を介してホルダ４９から外部に放出され、光透過部材４５と第２の配光変換部５７とを介してホルダ４９から外部に放出される。
【００６５】
［１次光受光面４３ａにおける１次光の強度分布］  
光変換部材４３が円柱形状の場合、図１Ｇにて実線と破線とで示すように１次光受光面４３ａは円形状を有する。そして、１次光受光面４３ａにおいて、１次光受光面４３ａを照射する１次光のビームスポットの中心は、１次光受光面４３ａの中心（円心）に位置するものとする。この場合、１次光受光面４３ａにおいて、図１Ｇにて破線で示すように、１次光の強度は、１次光受光面４３ａの中心において最も高く、１次光受光面４３ａの中心から遠くなるほど、言い換えると１次光受光面４３ａの中心から１次光受光面４３ａの縁に向かうほど、低くなる。このように１次光の強度分布は、１次光受光面４３ａの中心を中心に対称性を有している。
【００６６】
本実施形態では、１次光は、前記したように、光軸１１を中心に対称に広がりながら、１次光出射部３３から出射する。このため１次光の強度分布は、１次光出射部３３近傍において光軸１１を中心に対称性を有している。
【００６７】
しかし、前記したように、１次光受光面４３ａは、非円形形状と非対称性とを有し、１次光は、第１の配光変換部５５を介して１次光受光面４３ａを間接的に照射する、または１次光受光面４３ａを直接的に照射する。このため、１次光受光面４３ａにおいて、１次光の強度は、図１Ｇにて実線で示すように、中心軸４４３ｂ上に位置する１次光受光面４３ａの中心ではなく、第１の配光変換部５５と当接する１次光受光面４３ａの縁に該当する直線４３ｄにて最も高くなる。そして１次光の強度は、直線４３ｄから１次光受光面４３ａの縁に該当する円弧４３ｅに向かうほど、低くなる。このように１次光の強度分布は、第１の配光変換部５５と、１次光受光面４３ａの形状とによって、１次光受光面４３ａである第２の照射領域７３において非対称性を有している。つまり１次光の強度分布の対称性は、崩れている。
【００６８】
［効果］  
本実施形態では、第１の配光変換部５５によって、第２の照射領域７３は第１の照射領域７１よりも小さい。これにより本実施形態では、光学ユニット４０を小さくでき、結果として、図６Ａと図６Ｂとに示す構造に比べて、レイアウト平面９１ａにおいて、デッドスペースの発生を抑制でき、スペースの無駄を省くことができ、レイアウト効率を高めることができる。
【００６９】
また本実施形態では、光学ユニット４０の外形状は第２の照射領域７３の形状に倣っている。このため、本実施形態では、図６Ａと図６Ｂとに示す構造に比べて、光学ユニット４０が配設される部分を示す先端部９１の内部において、デッドスペースの発生を抑制でき、スペースの無駄を省くことができ、レイアウト効率を高めることができる。
【００７０】
また本実施形態では、光学ユニット４０の原型４００ａが切断されていても、第１の配光変換部５５によって、１次光出射部３３から出射された全ての１次光を確実に１次光受光面４３ａに照射できる。このため実際の光学ユニット４０が切断されて小型化しても、本実施形態では、原型４００ａの光学ユニット４０の１次光の利用効率と略同等の１次光の利用効率を得ることができる。同時に本実施形態では、原型４００ａの光学ユニット４０が出射する２次光の明るさと略同等の２次光の明るさを得ることができる。  
また本実施形態では、１次光の強度分布は、１次光出射部３３近傍において光軸１１を中心に対称性を有し、図１Ｇに示すように第２の照射領域７３において非対称性を有している。これにより本実施形態では、１次光の強度を、直線４３ｄにて最も高くでき、円弧４３ｅに向かうほど低くできる。これにより本実施形態では、原型４００ａの光学ユニット４０の１次光の利用効率と略同等の１次光の利用効率を得ることができる。
【００７１】
また本実施形態では、光変換部材４３が１次光出射部３３から離間して配設され、第２の照射領域７３の大きさは１次光受光面４３ａと略同一か、１次光受光面４３ａよりも小さい。このため本実施形態では、１次光出射部３３から出射された全ての１次光を確実に１次光受光面４３ａに照射できる。またこれにより本実施形態では、１次光が指向性を有するレーザ光の場合、１次光を確実に２次光である散乱光に変換でき、１次光が直接外部に漏れることを防止でき、安全性を向上できる。
【００７２】
また本実施形態では、第２の照射領域７３の大きさは、１次光受光面４３ａと略同一か、１次光受光面４３ａよりも小さい。また第２の照射領域７３は、１次光受光面４３ａと相似の形状を有している。このため本実施形態では、１次光の利用効率を向上できる。
【００７３】
また本実施形態では、１次光の強度分布は、１次光出射部３３近傍において対称性を有し、第２の照射領域７３において非対称性を有している。よって本実施形態では、実際の光学ユニット４０を原型の光学ユニット４０よりも小型にできる。
【００７４】
また本実施形態では、１次光入射部４５ａの大きさは、１次光出射部３３（コア３１ａの直径）と略同一か、１次光出射部３３よりも大きい。このため本実施形態では、１次光及び２次光が光ファイバ３１に戻ることを防止でき、光量のロスを防止できる。
【００７５】
本実施形態では、光学素子４１は、原型４４１ａの中心軸４４１ｂを含むＸＺ平面からコア３１ａの半径Ｒ２分平行にずれたＸＺ平面で原型４４１ａが切断されることで、形成される。これにより本実施形態では、１次光出射部３３から出射された１次光が１次光入射部４５ａによって遮光されることを防止でき、１次光の利用効率を向上できる。
【００７６】
また本実施形態では、光変換部材４３は、光透過部材４５と第１の配光変換部５５とに当接している。よって本実施形態では、熱を、第１の配光変換部５５を介してホルダ４９から外部に放出でき、光透過部材４５と第２の配光変換部５７とを介してホルダ４９から外部に放出できる。
【００７７】
なお本実施形態では、第１の配光変換部５５は、例えば、切断面４４１ｄと、第１の内周側面とに、例えば接着材などによって接着されていてもよい。また第２の配光変換部５７は、例えば、光透過部材４５の周面と、第２の内周側面とに例えば接着材などによって接着されていてもよい。
【００７８】
また１次光が例えば指向性の高いレーザ光の場合、光透過部材４５は、１次光が拡散するように１次光の配光を変更する拡散部材であってもよい。この場合、フォラー粒子が透明な樹脂に分散された状態で、樹脂が固形することによって、光透過部材４５は形成される。フォラー粒子は、例えば、アルミナやシリカである。
【００７９】
光透過部材４５が拡散部材である場合、第１の配光変換部５５と第２の配光変換部５７とは、散乱板として機能しても良い。
【００８０】
また第１の配光変換部５５は、１次光出射部３３から光変換部材４３（１次光受光面４３ａ）に直接進行する１次光を遮光しない位置に配設されている。光学素子４１が作製されるにあたって、一般的に公差が光学素子４１に生じる。第１の配光変換部５５が公差部分に配設されていたとしても、第１の配光変換部５５は、１次光を遮光しない位置に配設されているものとする。
【００８１】
また切断面４４３ｄを含む切断面４４１ｄは、コア３１ａの半径Ｒ２分ずれた位置に形成されている。しかし、これに限定する必要はない。図１Ｈに示すように、例えば、切断面４４３ｄを含む切断面４４１ｄは、１次光の最大光強度に対応する位置とこの最大光強度の１／４の光強度に対応する位置との間において片側に形成されていても良い。これにより、レイアウト効率を高め、光変換部材４３の小型化した状態で、原型４００ａの光学ユニット４０の１次光の利用効率と略同等の１次光の利用効率を得ることができ、同時に原型４００ａの光学ユニット４０が出射する２次光の明るさと略同等の２次光の明るさを得ることができる。
【００８２】
また本実施形態では、光変換部材４３の原型４４３ａは円柱形状を有し、光透過部材４５の原型４４５ａは円錐台形状を有しているが、これに限定する必要はない。原型４４３ａ，４４５ａは、回転対称性を有していれば良い。  
この場合、光変換部材４３は、回転対称性を有する原型４４３ａの中心軸４４３ｂを含む面から１次光出射部３３の半径Ｒ２分平行にずれた平面で原型４４３ａが切断されることで、形成される。  
また光透過部材４５は、回転対称性を有する原型４４５ａの中心軸４４５ｂを含む面から１次光出射部３３の半径Ｒ２分平行にずれた平面で原型４４５ａが切断されることで、形成される。  
そして、光変換部材４３の底面を示す２次光出射面４３ｂが光透過部材４５の底面を示す１・２次光出射部４５ｂと同一平面上に配設され、光変換部材４３の平面である切断面４４３ｄが光透過部材４５の平面である切断面４４５ｄと同一平面上に配設され、中心軸４４３ｂと中心軸４４５ｂとが光軸１１と同軸上に配設されるように、光変換部材４３は光透過部材４５に配設される。光変換部材４３の切断面４４３ｄと光透過部材４５の切断面４４５ｄとは、第１の配光変換部５５に配設される。
【００８３】
また前記にて、原型４４３ａ，４４５ａは、回転対称性を有していれば良いとしたが、これに限定する必要はない。  
光変換部材４３は、光軸１１と同軸上に配設されている軸と、軸を含む面からコア３１ａの半径Ｒ２分平行にずれた平面とを有していればよい。  
また光透過部材４５は、光軸１１と同軸上に配設されている軸と、軸を含む面からコア３１ａの半径Ｒ２分平行にずれた平面とを有していればよい。  
光変換部材４３の平面と光透過部材４５の平面とは、第１の配光変換部５５に配設される。
【００８４】
なお本実施形態では、光学ユニット４０と光学素子４１と光変換部材４３と光透過部材４５とホルダ４９と第２の照射領域７３との形状は前記に限定されない。以下に変形例として、説明する。
【００８５】
［第１の実施形態の第１の変形例］  
図２Ａに示すように、光学ユニット４０において、例えば、切断面４００ｄは、ＸＹ平面にも形成される。この点は、切断面４４１ｄ，４４３ｄ，４４５ｄについても同様である。ＸＺ平面に形成される切断面４００ｄとＸＹ平面に形成される切断面４００ｄとは、互いに直交するように交わっている。
【００８６】
図２Ｂに示すように、第１の配光変換部５５は、ＸＹ平面に形成される切断面４００ｄにも配設される。そして、ＸＹ平面に配設されている第１の配光変換部５５と、ＸＺ平面に配設されている第１の配光変換部５５とは、互いに直交して交わるように配設されることとなる。
【００８７】
このように本変形例では、光学ユニット４０を第１の実施形態よりもさらに小さくでき、結果として、レイアウト平面９１ａにおいて、デッドスペースの発生を抑制でき、スペースの無駄を省くことができ、レイアウト効率を高めることができる。
【００８８】
また本変形例では、第１の配光変換部５５をＸＺ平面とＸＹ平面とに配設でき、放熱性を向上できる。
【００８９】
なお本変形例では、ＸＺ平面に形成される切断面４００ｄとＸＹ平面に形成される切断面４００ｄとは互いに直交し、第１の配光変換部５５同士は直交して交わるように配設されている。しかしこれに限定する必要は無い。
図２Ｃに示すように、例えば、第１の配光変換部５５は、光変換部材４３に当接し、光軸１１に平行な第１の平面５０１にさらに配設されていてもよい。第１の平面５０１は、切断面４００ｄ等として機能する。この場合、第１の平面５０１は、例えば第１の配光変換部５５が配設されるＸＺ平面と平行に配設され、光軸１１を中心に第１の配光変換部５５が配設されるＸＺ平面とは対称に配設されている対称ＸＺ平面であることを示す。
また図２Ｄに示すように、第１の平面５０１は、ＸＺ平面と交わるようにＸＺ平面に対してＸ方向の軸周りに傾いていてもよい。この場合、第１の配光変換部５５は、ＸＺ平面と、傾いている第１の平面５０１とに配設される。このとき、ＸＺ平面に配設されている第１の配光変換部５５と、第１の平面５０１に配設されている第１の配光変換部５５とは、光軸１１に対して平行にずれた線分上で接している。
なお第１の平面５０１は、ＸＺ平面に形成される切断面４００ｄに対してＸ軸周りに所望に傾いていればよい。第１の平面５０１がＸＺ平面に形成される切断面４００ｄに対して直交しＸＹ平面に配設されることで、図２Ａに示すように、第１の配光変換部同士は互いに直交して配設される。
【００９０】
［第１の実施形態の第２の変形例］  
図３に示すように、光変換部材４３は、例えば光透過部材４５の１・２次光出射部４５ｂに蓋をするように配設されていてもよい。つまり１次光受光面４３ａが１・２次光出射部４５ｂに面当接するように、光変換部材４３は１・２次光出射部４５ｂ全面を覆う。
【００９１】
これにより本変形例では、１次光が指向性を有するレーザ光の場合、１次光は光変換部材４３によって確実に２次光に変換されるため、１次光が直接外部に漏れることを防止でき、安全性を向上できる。
【００９２】
［第１の実施形態の第３の変形例］  
図４Ａに示すように、例えば、１次光出射部３３が第１の配光変換部５５に向かって傾斜し、第１の配光変換部５５が光軸１１上に配設されるように、第１の配光変換部５５は光軸１１に対して傾斜している。この場合、１次光は、第１の配光変換部５５を介して１次光受光面４３ａを間接的に照射する、または１次光受光面４３ａを直接的に照射する。
【００９３】
図４Ｂに示すように、図３に示す構造を基に、例えば、１次光出射部３３が第１の配光変換部５５よりも第２の配光変換部５７（光学ユニット４０の側面）に向かって傾斜するように、第１の配光変換部５５は光軸１１に対して傾斜している。この場合、１次光は、第１の配光変換部５５を介して１次光受光面４３ａを間接的に照射する、または１次光受光面４３ａを直接的に照射する。
【００９４】
このように１次光が直接外部に出射されず、１次光が第１の配光変換部５５を介して１次光受光面４３ａを間接的に照射する、または１次光受光面４３ａを直接的に照射すれば、第１の配光変換部５５は光軸１１に対して傾いて配設されていてもよい。
【００９５】
［第２の実施形態］  
図５に示すように、第１の配光変換部５５は、１次光の一部を光変換部材４３に向けて回折する回折格子として機能する。第１の配光変換部５５は、例えば、位相変調型の回折格子として機能する。回折格子は、例えば凸凹を有する板部材によって形成される。この場合、１次光出射部３３から光変換部材４３（前方）に向かうにしたがって回折角度が入射角度よりも大きくなるように、回折格子のピッチは１次光出射部３３から光変換部材４３（前方）に向かうにしたがって徐々に狭くなる。
【００９６】
入射角度は、１次光が１次光出射部３３から出射されて１次光出射部３３から回折格子に進行する際、１次光と回折格子との間に形成される角度を示し、全反射角を示す。
【００９７】
回折角度は、１次光が回折格子によって回折されて回折格子から光変換部材４３に進行する際、１次光と回折格子との間に形成される角度を示す。
【００９８】
１次光が光変換部材４３近傍の回折格子を照射した場合、１次光は正反射方向よりも深い角度で回折され、１次光は回折格子によって回折格子近傍の光変換部材４３の縁近傍を照射する。この１次光の光強度は、光変換部材４３を照射する１次光の光強度の中で、最も高い。  
１次光が１次光出射部３３近傍の回折格子を照射した場合、１次光は正反射方向よりも浅い角度で回折され、１次光は回折格子によって回折格子近傍の光変換部材４３を照射する。  
本実施形態では、回折格子によって、１次光受光面４３ａ全体に１次光をムラ無く照射できる。よって本実施形態では、光変換部材４３において局所的な熱の発生を防止でき、１次光の利用効率を向上できる。
【００９９】
また本実施形態では、回折格子のピッチに応じて、回折格子から光変換部材４３に進行する１次光の進行方向を調整でき、１次光が直接外部に出射することを防止でき、安全性を向上できる。
【０１００】
また本実施形態では、回折格子のピッチ（パターン）によって、第２の照射領域７３を小さくでき、光学ユニット４０をさらに小さくでき、結果として、レイアウト平面９１ａにおいて、デッドスペースの発生を抑制でき、スペースの無駄を省くことができ、レイアウト効率を高めることができる。
【０１０１】
なお、回折格子のピッチは、回折角度が一様に正反射方向よりも浅くなるように、所望に設定されていてもよい。これにより本実施形態では、１次光は光軸１１を中心に１次光受光面４３ａを照射する。これにより、第２の照射領域７３を小さくでき、光学ユニット４０をさらに小さくでき、結果として、レイアウト平面９１ａにおいて、デッドスペースの発生を抑制でき、スペースの無駄を省くことができ、レイアウト効率を高めることができる。
【０１０２】
第１の配光変換部５５は、例えば、強度変調型の回折格子として機能してもよい。
【０１０３】
回折格子は、グレースティングレンズによって形成されていても良い。これにより、第２の照射領域７３を小さくでき、光学ユニット４０をさらに小さくでき、結果として、レイアウト平面９１ａにおいて、デッドスペースの発生を抑制でき、スペースの無駄を省くことができ、レイアウト効率を高めることができる。
【０１０４】
このように本実施形態では、回折格子の回折角度に応じて、光変換部材４３の形状及び大きさを自在に可変できるため、設計の自由度を向上できる。
【０１０５】
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てい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。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…光源装置、１１…光軸、２０…光源ユニット、３０…導光ユニット、３１…光ファイバ、３１ａ…コア、３１ｂ…クラッド、３３…１次光出射部、４０…光学ユニット、４１…光学素子、４３…光変換部材、４３ａ…１次光受光面、４３ｂ…２次光出射面、４３ｄ…直線、４３ｅ…円弧、４５…光透過部材、４９…ホルダ、５５…第１の配光変換部、５７…第２の配光変換部、７１…第１の照射領域、７３…第２の照射領域、７３ｄ…直線、７３ｅ…円弧、８１…機能ユニット、９０…管状装置、９１…先端部、９１ａ…レイアウト平面。
【図１Ａ】
2013192815.tif 000003
【図１Ｂ】
2013192815.tif 000004
【図１Ｃ】
2013192815.tif 000005
【図１Ｄ】
2013192815.tif 000006
【図１Ｅ】
2013192815.tif 000007
【図１Ｆ】
2013192815.tif 000008
【図１Ｇ】
2013192815.tif 000009
【図１Ｈ】
2013192815.tif 000010
【図２Ａ】
2013192815.tif 000011
【図２Ｂ】
2013192815.tif 000012
【図２Ｃ】
2013192815.tif 000013
【図２Ｄ】
2013192815.tif 000014
【図３】
2013192815.tif 000015
【図４Ａ】
2013192815.tif 000016
【図４Ｂ】
2013192815.tif 000017
【図５】
2013192815.tif 000018
【図６Ａ】
2013192815.tif 000019
【図６Ｂ】
2013192815.tif 000020