照明单元、照明装置及内窥镜系统的制作方法

文档序号:19606578发布日期:2020-01-03 13:37阅读:161来源:国知局
照明单元、照明装置及内窥镜系统的制作方法

本发明涉及一种照明单元、照明装置及内窥镜系统。



背景技术:

提出了通过配置于光纤的射出端部的波长转换部件对从小型固态光源射出的光进行波长转换,使光的照射图案、颜色根据需要变化的光纤光源。

例如,日本国特许第4737611号公报中公开了一种具有光纤、以及安装于光纤的射出侧的端部的光部件的发光装置。光部件具有:套圈(ferrule),其安装于光纤的端部;反光体,其安装有套圈;以及荧光体,其在反光体中配置在光纤的端部的前方,从光纤射出的光入射到该荧光体,将入射的光转换为荧光。光部件具有配置在端部与荧光体之间的反射部件。反射部件和配置在荧光体的周围的反光体的内周面反射荧光。由此,实现作为照明光的荧光的提取效率高的光部件。



技术实现要素:

在日本国特许第4737611号公报中,荧光体隔着配置在端部与荧光体之间的反射部件而配置于反光体。因此,由于光部件中的组装条件、或者反射部件等的尺寸精度,导致反光体中的荧光体的位置产生改变。详细来说,导致被最强地照射从光纤的端部射出的光的荧光体的发光点的位置改变。由此,导致从光部件射出的照明光的光学特性(例如,亮度、配光特性)的偏差变大。

本发明是鉴于上述情况而完成的,目的在于提供一种能够射出光学特性的偏差小的照明光的照明单元、照明装置及内窥镜系统。

为了达到上述目的,本发明的一个方式的照明单元具有:导光部件,其对1次光进行引导,具有射出所述1次光的射出端部;第1光转换部件,其被照射从所述射出端部射出的所述1次光,将所述1次光的至少一部分转换为具有与所述1次光的光学特性不同的光学特性的2次光;以及支架,其保持所述射出端部以及所述第1光转换部件,所述支架具有:支架入射部,所述1次光入射到所述支架入射部;支架射出部,其射出至少包括所述2次光的照明光,具有比所述第1光转换部件的直径大的直径;以及第1固定部,其在从所述支架入射部行进到所述第1光转换部件的所述1次光的中心轴方向上,配置在所述支架入射部与所述支架射出部之间,所述第1固定部以使得所述第1光转换部件配置在所述支架入射部与所述支架射出部之间的方式在所述中心轴方向上固定所述第1光转换部件,所述第1固定部配置在与所述1次光的所述中心轴大致垂直的平面区域且配置在所述支架的内周面,所述第1光转换部件与所述第1固定部的至少一部分接触。

为了达到上述目的,本发明的一个方式的照明装置具有:光源单元,其射出1次光;以及上述记载的1个以上的照明单元,在第1照明单元中,所述第1固定部配置在比所述支架射出部靠近所述支架入射部的位置,在第2照明单元中,所述第1固定部配置在比所述支架入射部靠近所述支架射出部的位置,根据所述照明光的使用目的而选择出的所述第1照明单元或者所述第2照明单元与所述光源单元可更换地光学连接。

为了达到上述目的,本发明的一个方式的内窥镜系统具有内窥镜、以及上述所述的照明装置,其至少一部配置于所述内窥镜。

附图说明

图1是具有本发明的第1实施方式所涉及的照明单元的照明装置的概略图。

图2a是示意性地示出图1所示的照明单元的图。

图2b是配置于图2a所示的照明单元的支架的剖视图。

图2c是配置于图2a所示的照明单元的第1固定部的周边的放大图。

图3a是搭载图1a所示的照明装置的内窥镜系统的概略图。

图3b是示出图3a所示的内窥镜系统的结构的图。

图4a是示意性地示出图2a所示的照明单元中的1次光以及2次光的行进的图。

图4b是示出图4a所示的照明单元中的2次光的配光特性的图。

图5是示出第1固定部成为粗糙面的情况的图。

图6是示意性地示出第1实施方式的变形例1所涉及的照明单元的图。

图7a是示意性地示出第1实施方式的变形例2所涉及的照明单元的图。

图7b是示意性地示出第1实施方式的变形例2所涉及的照明单元的图。

图8是示意性地示出第1实施方式的变形例3所涉及的照明单元中的1次光以及2次光的行进的图。

图9a是示意性地示出第1实施方式的变形例4所涉及的照明单元中的1次光以及2次光的行进的图。

图9b是示出图9a所示的照明单元中的2次光的配光特性的图。

图10a是示意性地示出第2实施方式所涉及的照明单元的图。

图10b是示意性地示出图10a所示的照明单元中的1次光、2次光以及3次光的行进的图。

图11是示意性地示出第2实施方式的变形例1所涉及的照明单元的图。

图12是示意性地示出第3实施方式所涉及的射出具有彼此不同的光学特性的照明光的2个照明单元以可更换的方式与光源单元光学连接的图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的各实施方式进行说明。另外,在一部分的附图中,为了图示的清楚,而省略一部分部件的图示。

将从支架入射部67向第1光转换部件50行进的1次光的中心轴称为中心轴c。中心轴c方向例如表示从支架入射部67朝向第1光转换部件50的方向,例如,为从图2a的左侧朝向右侧的方向。在中心轴c方向上,将光源单元20侧称为后方,将支架射出部69侧称为前方。

对于图1所示的照明装置10,例如,以搭载于图3a所示的内窥镜系统200的内窥镜210中的内窥镜用照明装置为一例进行说明。另外,内窥镜210是小型精密设备的一例。作为精密设备,例如,除了内窥镜210以外,还可列举显微镜、照明探针。另外,照明装置10能够作为例如装置单独发挥功能。

[第1实施方式]

以下,对本发明的第1实施方式进行说明。

如图1所示,照明装置10具有光源单元20以及照明单元30。

光源单元20具有朝向照明单元30射出具有可见光区域的波长的1次光的光源21(参照图3b)。例如,光源21具有射出作为1次光的激光的激光二极管。例如,激光的颜色为蓝色,激光的中心波长为445nm。

如图1以及图2a所示,照明单元30具有对1次光进行引导的导光部件40。该导光部件40具有包括射出1次光的射出端面41a的射出端部41。照明单元30具有:第1光转换部件50,该第1光转换部件50被照射从射出端面41a射出的1次光,将1次光的至少一部分转换为具有与1次光的光学特性不同的光学特性的2次光;以及支架60,支架60保持导光部件40的射出端部41以及第1光转换部件50。

导光部件40与光源单元20以及第1光转换部件50光学连接,将从光源单元20射出的1次光引导到第1光转换部件50。导光部件40可以与光源单元20装卸自如。

由于使用激光作为1次光,因此例如导光部件40是单根的光纤,光纤是多模光纤。导光部件40也可以是光纤束。

导光部件40具有:芯部43a,该芯部43a配置于导光部件40的中心部;以及包层43b,该包层43b配置于芯部43a的外周,整周地覆盖芯部43a。芯部43a的折射率比包层43b的折射率高。由于芯部43a的折射率与包层43b的折射率之差,包层43b具有将1次光封闭进芯部43a中的功能,1次光在包层43b被全反射,而被有效地引导至芯部43a。

例如,芯部43a的直径为50μm,数值孔径(na)为0.2。

例如,光纤的材料是石英玻璃、塑料或者树脂。

虽然未图示,但导光部件40可以具有配置于包层43b的外周,整周地覆盖包层43b的外罩。作为外罩,例如,使用尼龙、丙烯酸、聚酰亚胺、etfe这样的树脂。外罩例如提高抗拉伸性以抗弯曲性这样的导光部件40的机械强度。

导光部件40具有与导光部件40的中心轴垂直的射出端面41a。射出端面41a是向第1光转换部件50射出1次光的平面。射出端面41a配置于与光源单元20光学连接的导光部件40的入射端部的相反侧的导光部件40的射出端部41。射出端面41a包括芯部43a的前端面以及包层43b的前端面。

导光部件40是能够通过外力弯曲的细长的部件。

包括射出端面41a的导光部件40的射出端部41插入到套圈45中并且与套圈45卡合,被套圈45保护。包括射出端部41的套圈45的前端部以使射出端面41a与第1光转换部件50光学连接的方式插入到支架60的后述的保持孔61中。套圈45的前端面是平面,与射出端面41a配置在大致同一平面上。

套圈45为筒形状,例如为圆筒形状。套圈45例如为以氧化锆为主要成分的陶瓷或者镍等金属。

照明单元30与光源单元20光学连接,接收从光源单元20射出的1次光。照明单元30射出基于1次光生成的照明光。详细来说,照明单元30对1次光的至少一部分的光学特性进行转换而生成2次光。2次光具有与1次光的光学特性不同的光学特性。光学特性例如包括波长。例如,照明单元30吸收1次光的一部分,将吸收的1次光转换为具有与1次光的波段不同的波段的波长转换光即2次光。照明单元30射出1次光以及2次光,作为照明光。照明光只要是包括具有与1次光的光学特性不同的光学特性的光(例如,2次光)即可。即,照明光只要至少包括1次光以外的光(例如,2次光)即可。

照明单元30为了对对象物进行照明光的照明,而向与光源单元20相反的一侧射出照明光。例如,照明单元30从照明单元30向照明单元30的外部射出照明光。照明单元30的外部表示后述的插入部220的前方以及插入部220的外部。具体来说,照明单元30从支架射出部69朝向支架射出部69的前方射出照明光。插入部220的前方以及支架射出部69的前方例如在图2a中表示右侧,在中心轴c方向上表示与光源单元20以及导光部件40的配置位置相反的一侧。因此,照明光表示从照明单元30向照明单元30的外部射出的光。

例如,第1光转换部件50具有第1波长转换部件,该第1波长转换部件将1次光的至少一部分转换为具有与1次光的波长不同的波长的第1波长转换光即2次光,并射出2次光。

第1波长转换部件具有第1荧光体。第1荧光体例如吸收对第1荧光体照射的1次光即蓝色的激光的至少一部分,将吸收的蓝色的激光波长转换为第1波长转换光(2次光)即黄色的荧光,并射出2次光。荧光的中心波例如为550nm。第1荧光体在第1荧光体的整个周围各向同性地射出荧光。

例如,通过y3al5o12:ce(以下,称为yag)的组成表示第1荧光体。在本实施方式中,例如,第1荧光体是多晶化后的yag陶瓷。yag陶瓷具有使透射过yag陶瓷的1次光以及2次光各自的大部分不会散射而是透射的光学性质。yag陶瓷具有约10w/mk这样的高导热率。

第1光转换部件50例如可以具有未图示的yag单晶体。第1光转换部件50也可以具有粉末状的yag荧光体以及包含yag荧光体的第1包含部件。yag荧光体的组成与第1荧光体的组成大致相同。yag荧光体被分散在第1包含部件的内部,被第1包含部件密封。第1包含部件例如是玻璃、或者硅树脂等。

第1光转换部件50具有期望的值,作为将吸收的1次光的光量转换为第1波长转换光的光量的效率(以下,称为内部量子效率),具体来说,第1光转换部件50具有大致80%的内部量子效率。

因此,在第1光转换部件50进行波长转换时,在被第1光转换部件50吸收的1次光的光量中,大致80%的光量被进行波长转换,大致20%的光量损失。损失的大致20%的光被转换为热。由此,第1光转换部件50在进行波长转换时,第1光转换部件50具有与波长转换同时地产生与转换损失对应的热的性质。

第1光转换部件50具有柱形状,例如具有圆柱形状。第1光转换部件50也可以具有棱柱形状。第1光转换部件50可以是在利用与底面平行的平面切取锥体时的底面侧的形状部分。作为这种第1光转换部件50,例如可列举圆锥台形状。

第1光转换部件50具有接收1次光的第1面51、与第1面51对置的第2面53、以及包围第1面51与第2面53之间的侧面55。对于第1面51的大部分照射1次光。第1面51和第2面53例如与中心轴c大致垂直地配置,为平面,彼此具有大致相同的面积,彼此具有大致相同的直径。

在从第1光转换部件50各向同性地射出2次光时,例如,从第1面51向后方射出2次光,从第2面53向前方射出2次光,从侧面55向侧方射出2次光。

支架60例如具有金属制的黄铜。支架60也可以具有铝或者铜等金属、氮化铝这样的金属化合物。

支架60具有配置套圈45的保持孔61、以及配置第1光转换部件50的中空部63。保持孔61和中空部63沿着中心轴c方向配置,在中心轴c方向上在支架60的内部彼此连续。保持孔61和中空部63是在中心轴c方向上贯穿支架60的内部的通孔。由此,支架60为筒状。

保持孔61具有柱形状,例如具有圆柱形状。保持孔61的直径比套圈45的直径稍大。保持孔61与将套圈45导入到保持孔61的导入口61a连续。导入口61a是为了经由保持孔61将射出端部41导入到支架60而配置的孔。套圈45可以与保持孔61嵌合。保持孔61经由插入到保持孔61中的套圈45间接地保持射出端部41。另外,也可以省略套圈45,使保持孔61较细,将射出端部41直接插入到保持孔61中,保持孔61直接保持插入到保持孔61中的射出端部41。

中空部63具有后方中空部63a以及前方中空部63b。后方中空部63a和前方中空部63b沿着中心轴c方向配置,在中心轴c方向上在支架60的内部彼此连续。后方中空部63a配置在保持孔61与前方中空部63b之间,与保持孔61以及前方中空部63b连续。相对于后方中空部63a,前方中空部63b配置在与保持孔61相反的一侧。在后方中空部63a中配置有后述的支架入射部67以及透光部件93,在前方中空部63b中配置有第1光转换部件50、透光部件93以及后述的支架射出部69。

后方中空部63a和前方中空部63b例如具有圆锥台形状。对于后方中空部63a以及前方中空部63b各自的形状没有特别限定。在此,如图2b所示,后方中空部63a以及前方中空部63b分别具有作为配置在与中心轴c方向大致垂直的大致垂直方向的面的底面64a、64b以及上表面64c、64d,上表面64c、64d配置在前方(支架射出部69侧),底面64a、64b配置在后方(支架入射部侧)。在后方中空部63a与前方中空部63b的连续部中,圆锥台的前方中空部63b的底面64b与圆锥台的后方中空部63a的上表面64c连续,且载置于后方中空部63a的上表面64c,比后方中空部63a的上表面64c大。因此,在连续部中,在支架60的内周面上配置有阶梯部即第1固定部70。后方中空部63a的底面64a的直径比后方中空部63a的上表面64c的直径小,后方中空部63a的上表面64c的直径比前方中空部63b的底面64b的直径小,前方中空部63b的底面64b的直径比前方中空部63b的上表面64d的直径小。

由此,后方中空部63a以及前方中空部63b中的支架60的内径在中心轴c方向上从后方朝向前方逐渐扩大,中空部63中的支架60的内周面为锥状面。详细来说,后方中空部63a中的支架60的内径在中心轴c方向上从后述的支架入射部67朝向阶梯部即第1固定部70逐渐扩大。此外,中空部63(前方中空部63b)中的支架60的内径在中心轴c方向上从第1固定部70朝向后述的支架射出部69逐渐扩大。由此,支架60具有锥形结构。此外,在后方中空部63a以及前方中空部63b中的阶梯部中,支架60的内径增大。

支架60具有1次光入射的支架入射部67、以及射出至少包括2次光的照明光的支架射出部69。支架入射部67和支架射出部69是支架60的一个部位的称呼。支架入射部67配置在后方,支架射出部69配置在前方,第1光转换部件50配置在支架入射部67与支架射出部69之间。例如,支架入射部67配置在后方中空部63a的底面64a上,支架射出部69配置在前方中空部63b的上表面64d上。由此,中空部63与支架入射部67以及支架射出部69连通。

支架入射部67以及支架射出部69是孔。支架入射部67与第1光转换部件50的第1面51对置。支架入射部67的直径与射出端面41a的直径大致相同,且比第1面51的直径小,比支架射出部69的直径小。支架入射部67的直径可以比射出端面41a的直径大。支架射出部69与第1光转换部件50的第2面53对置。支架射出部69具有比第1光转换部件50的直径大的直径,即比第2面53大。

支架60具有在中心轴c方向上配置在支架入射部67与支架射出部69之间的第1固定部70。在本实施方式中,第1固定部70与支架射出部69远离地配置,且配置在支架入射部67的附近。详细来说,第1固定部70配置在相比支架射出部69更靠近支架入射部67的位置,配置在与中心轴c方向上的支架入射部67与支架射出部69之间的中间位置相比靠近支架入射部67侧的位置。第1固定部70配置在与1次光的中心轴c大致垂直的平面区域且中空部63中的支架60的内周面上。第1固定部70作为后方中空部63a与前方中空部63b的连续部中的阶梯部发挥功能。例如,第1固定部70配置在内周面的整周上,具有环状。第1固定部70的外径以及内径比支架入射部67的直径大,且比支架射出部69的直径小。第1固定部70是平面,与支架射出部69对置,与支架射出部69大致平行。第1固定部70在内周面的整周上可以配置在整个圆周的至少一部分上。

环状的第1固定部70具有从支架入射部67向第1光转换部件50行进的1次光所透射的透光区域70a。如图2b以及图2c所示,透光区域70a是指被环状的第1固定部70的内周缘部70b包围的区域,透光区域70a的外径相当于第1固定部70的内径。透光区域70a比从射出端面41a射出的1次光在第1光转换部件50的第1面51上的光束点大,且比第1面51小。详细来说,透光区域70a的直径比第1面51的直径小,且比光束点的直径足够大,比支架入射部67的直径足够大。

第1固定部70以使得第1光转换部件50配置在支架入射部67与支架射出部69之间的方式在中心轴c方向上对第1光转换部件50进行固定。例如,第1固定部70将第1光转换部件50固定于中空部63的前方中空部63b。作为平面的第1固定部70的至少一部分与第1光转换部件50的第1面51的一部分接触。详细来说,将第1面51以使得第1面51与支架入射部67远离地配置且第1面51覆盖透光区域70a的方式,配置于第1固定部70。通过该配置,第1面51的周端部与第1固定部70接触,通过该接触而固定第1光转换部件50。该周端部是除了覆盖透光区域70a的区域以外的部分,为环状,表示上述的第1面51的一部分。在此所谓的接触例如表示面接触,面接触例如是指与第1固定部70对置的第1面51的对置部分整体与第1固定部70整体接触。换而言之,第1光转换部件50的第1面51被载置于第1固定部70,第1固定部70支承第1面51。由此,第1固定部70作为支承第1光转换部件50的支承部发挥功能。在第1光转换部件50被固定时,除了周端部以外的第1面51是第1面51的大部分,覆盖透光区域70a整体,接受透射过透光区域70a的1次光。

彼此接触的第1面51和第1固定部70例如可以通过粘接剂彼此被粘接。粘接剂例如是透明的树脂等。

在第1光转换部件50被固定时,第1光转换部件50的侧面55与支架60的内周面以及后述的反射部件91远离地配置。此外,在第1光转换部件50被固定时,第1光转换部件50的第2面53以与支架射出部69远离地配置的状态被配置于中空部63。

由于第1面51覆盖透光区域70a,且第1面51与第1固定部70接触,因此第1光转换部件50的第1面51的直径比透光区域70a的直径大,与第1固定部70的外径大致相同。另外,只要第1面51能够与第1固定部70接触即可,第1面51的直径可以比第1固定部70的外径小。

第1固定部70以使第1光转换部件50的第1面51沿着与中心轴c大致垂直的大致垂直方向配置的方式对第1光转换部件50进行固定。在此所谓的大致垂直例如是指相对于与中心轴c的垂直,例如有0°~5°左右的倾斜。由于能够确保能够射出光学特性的偏差少的照明光这样的作为照明装置10的期望性能,因此允许这种程度的倾斜。

从包括实质性的发光点p1(参照图2c)的区域产生波长转换光(2次光),并各向同性地射出波长转换光(2次光)。该发光点p1是第1面51与中心轴c的交点,是第1光转换部件50的实质性的发光点。因此,第1固定部70只要以使得发光点p1所配置的第1面51沿着大致垂直方向而配置的方式对第1光转换部件50进行固定即可。第1固定部70配置在支架入射部67与支架射出部69之间,因此第1固定部70在支架入射部67与支架射出部69之间且在支架60内,控制包括发光点p1的第1光转换部件50的配置位置。第1固定部70通过第1面51与第1固定部70的面接触,在支架入射部67与支架射出部69之间且在支架60内,对包括发光点p1的第1光转换部件50稳定地进行定位。

如图2b以及图2c所示,第1固定部70的内周缘部70b与后方中空部63a的前方的周端连续。在中心轴c方向上,且在从支架入射部67到第1固定部70的内周缘部70b,即,在后方中空部63a中,支架60的内径逐渐扩大,支架60的内周面为锥状面。

如图2b以及图2c所示,第1固定部70的外周缘部70c与前方中空部63b的后方的周端连续。在中心轴c方向上,且在从第1固定部70的外周缘部70c到支架射出部69,即,在前方中空部63b中,支架60的内径逐渐扩大,支架60的内周面为锥状面。

虽然未图示,例如在第1光转换部件50为圆锥台形状的情况下,可以是圆锥台的上表面即第1面51与第1固定部70接触,圆锥台的周面即侧面55与锥状面接触。

例如,在第1光转换部件50为球形状的情况下,第1光转换部件50的一部分被固定于第1固定部70的一部分。在此所谓的固定表示点接触,点接触例如表示比面接触更窄的范围内的接触。由此,只要第1光转换部件50的一部分与第1固定部70的至少一部分接触即可。

如图2a、图2b以及图2c所示,支架60具有第1定位部77,该第1定位部77在中心轴c方向上配置在支架入射部67与支架射出部69之间,在大致垂直方向上对第1光转换部件50进行定位。第1定位部77是第1固定部70的外周缘部70c与前方中空部63b中的支架60的内周面之间的边界部,是外周缘部70c与前方中空部63b的后方的周端之间的连续部。在本实施方式中,第1定位部77配置在前方中空部63b中的支架60的内周面的整周上,第1面51的直径与第1固定部70的外径大致相同。因此,第1面51的外周缘部在整周上与第1定位部77卡合。通过该卡合,第1定位部77对第1光转换部件50进行定位,使得在大致垂直方向上第1面51不离开第1固定部70。第1定位部77至少对第1面51进行定位即可。也可以是第1面51的外周缘部的至少一部分与第1定位部77接触。

另外,第1面51的直径可以比第1固定部70的外径小,第1面51的外周缘部也可以从第1定位部77离开,不与第1定位部77接触。在该情况下,在大致垂直方向上第1面51被定位的状況下,第1固定部70和第1面51例如通过粘接剂彼此被粘接。由此,实施定位。此外,侧面55可靠地远离锥状面,2次光的提取效率提高。

支架60具有与支架入射部67配置在大致同一平面上的第2固定部80。第2固定部80是保持孔61中的支架60的底面,是沿着与中心轴c方向大致垂直的大致垂直方向配置的平面。第2固定部80与第1固定部70大致平行地配置。

第2固定部80在中心轴c方向上的导入口61a与支架入射部67之间对射出端部41进行固定。具体来说,第2固定部80经由套圈45对射出端部41进行固定。详细来说,在套圈45被插入到保持孔61中时,包括射出端面41a的套圈45的前端面以使得射出端面41a与第1光转换部件50光学连接的方式与第2固定部80接触。在此所谓的接触表示面接触,面接触例如表示与第2固定部80对置的、套圈45的前端面的对置部分整体与第2固定部80整体接触。通过该接触,在中心轴c方向上射出端部41被固定。此时,射出端部41的射出端面41a和支架入射部67彼此配置在大致同一平面上,彼此光学连接。由此,第2固定部80作为支承套圈45的支承部发挥功能。

例如,第2固定部80的直径相当于保持孔61的直径,比支架入射部67的直径大,比第1固定部70的内径以及外径大,且比支架射出部69的直径小。

支架60具有第2定位部87,该第2定位部87配置在保持孔61中的支架60的内周面上,且配置在导入口61a与支架入射部67之间,在大致垂直方向上对射出端部41进行定位。第2定位部87作为保持孔61中的支架60的内周面与第2固定部80(底面)之间的边界部发挥功能。第2定位部87配置在保持孔61中的支架60的内周面的整周上,套圈45的直径与保持孔61的直径大致相同。因此,套圈45的前端部的外周缘部45c与第2定位部87卡合。通过该卡合,第2定位部87以在与中心轴c方向大致垂直的方向上套圈45的前端部不会远离第2固定部80的方式对套圈45进行定位。可以是套圈45的外周缘部45c的至少一部分与第2定位部87接触。第2定位部87可以包括保持孔61中的支架60的内周面。

通过套圈45的定位,射出端部41被定位。即,第2定位部87经由套圈45间接地作用于射出端面41a以及射出端部41。因此,射出端部41的外周缘部经由套圈45与第2定位部87间接地接触。并且,射出端面41a在大致垂直方向上被第2定位部87定位。另外,如上所述,也可以省略套圈45。在该情况下,射出端部41的外周缘部与第2定位部87直接接触即可。

另外,在保持孔61的直径比套圈45的直径大的情况下,可以是套圈45的前端部的外周缘部45c远离第2定位部87,而不与第2定位部87接触。在该情况下,第2固定部80与套圈45例如可以通过粘接剂彼此被粘接。

照明单元30具有朝向支架射出部69反射对反射部件91照射的光的反射部件91。对反射部件91照射的光例如包括1次光以及2次光。反射部件91朝向支架射出部69反射向前方行进的光。反射部件91朝向支架射出部69反射从第1光转换部件50射出并对反射部件91照射的2次光。即,反射部件91对从第1光转换部件50的第2面53以及侧面55射出的2次光进行反射,使得从第1光转换部件50的第2面53以及侧面55射出的2次光不会入射到第1光转换部件50中而向支架射出部69行进。此外,反射部件91朝向支架射出部69反射从前方(支架射出部69侧)返回后方(支架入射部67侧)(向后方行进)的返回光。返回光表示在中心轴c方向上向与照明光相反的方向行进的光,表示从前方向后方行进的光,表示朝向光源单元20行进的光。例如,反射部件91将作为从第1光转换部件50的第1面51返回到支架入射部67侧的返回光的1次光以及2次光(波长转换光)朝向支架射出部69反射。

优选反射部件91对于1次光以及2次光具有高反射率。在1次光以及2次光入射到反射部件91时,反射部件91对1次光以及2次光进行正反射或者漫反射。

反射部件91配置在中空部63中的支架60的内周面上。详细来说,反射部件91配置在从支架入射部67到第1固定部70的内周面、第1固定部70、以及从第1固定部70到支架射出部69的内周面上。反射部件91也可以配置在内周面的至少一部分上。

本实施方式中的反射部件91例如是在内周面薄薄地镀了银或者铝等金属的金属反射膜(反射镜)。反射部件91可以被未图示的保护膜保护。保护膜覆盖反射部件91。保护膜例如是二氧化硅或者导电性玻璃这样的金属氧化膜这样的具有高透射率的部件。

照明单元30具有配置于中空部63,使1次光以及2次光透射的透光部件93。透光部件93配置在支架入射部67与第1面51之间、侧面55的侧方、第2面53与支架射出部69之间。

优选透光部件93例如为石英等的玻璃、透明的硅树脂等。优选透光部件93为透明部件。然而,透光部件93不需要限定于此。透光部件93在后方中空部63a中为圆锥台形状。透光部件93为在前方中空部63b中底面凹陷的圆锥台形状。透光部件93的外周面整体经由反射部件91与支架60的内周面接触。透光部件93与第1光转换部件50的第2面53整体和侧面55整体、以及第1光转换部件50的第1面51的一部分接触。第1面51的一部分表示未配置于第1固定部70的部分。透光部件93的射出面配置于支架射出部69,具有比支架入射部67以及光转换部件的第1、第2面51、53大的直径。射出面向前方射出照明光。

包括射出端面41a的射出端部41、套圈45、第1光转换部件50、支架60、反射部件91以及透光部件93以中心轴c为中心旋转对称地配置。包括射出端面41a的射出端部41、套圈45、第1光转换部件50、反射部件91以及透光部件93配置在支架60的内部。

参照图3a以及图3b,对搭载照明装置10的内窥镜系统200进行说明。

内窥镜系统200例如具有:将照明光照明到对象物、而对对象物进行摄像的内窥镜210;以及与内窥镜210装卸自如地连接的控制装置240。该对象物例如为体腔内的患部、病变部等。内窥镜系统200具有:与控制装置240连接,具有例如显示由内窥镜210拍摄到的对象物的显示器的显示装置250;以及用于摄像的摄像单元280。

内窥镜210例如具有:插入到体腔中的中空的细长的插入部220;以及与插入部220的基端部连结,对内窥镜210进行操作的操作部227。

插入部220从插入部220的前端部侧朝向插入部220的基端部侧依次具有前端硬质部221、可弯曲部223以及挠性管部225。前端硬质部221的基端部与可弯曲部223的前端部连结,可弯曲部223的基端部与挠性管部225的前端部连结。挠性管部225从操作部227延伸。

操作部227具有:对可弯曲部223进行弯曲操作的弯曲操作部227a;用于送气、送水、吸引以及拍摄的开关部227b;以及与操作部227连接的通用电缆(universalcord)227c。

通用电缆227c从操作部227的侧面延伸。通用电缆227c的连接器227d能够与控制装置240装卸。

控制装置240对照明装置10、内窥镜210、显示装置250以及摄像单元280的驱动进行控制。

摄像单元280具有对对象物进行摄像的摄像部281、将由摄像部281拍摄的图像作为电信号进行传输的摄像线缆283、以及对由摄像线缆283传输的图像进行处理的图像处理部285。由图像处理部285处理后的图像被显示装置250显示。摄像部281配置于前端硬质部221,图像处理部285配置于控制装置240,摄像线缆283配置于内窥镜210的内部。摄像部281例如具有ccd或者cmos。图像处理部285根据从与图像处理部285电连接的输入部290输入的指示,对图像进行处理。

光源单元20搭载于控制装置240。照明单元30内置在内窥镜210中。具体来说,导光部件40的射出端部41和支架60配置在前端硬质部221的内部,与摄像部281相邻。

光源单元20具有光源21、对光源21进行控制的光源控制部23、未图示的分束器、未图示的针孔以及检测部25。

光源控制部23根据从与光源控制部23电连接的输入部290输入的指示,对光源21进行控制。光源控制部23例如对光源21的光量进行控制。由此,生成具有期望的亮度的照明光。

分束器配置在光源21与导光部件40的入射端部之间。从光源21向入射端部行进的1次光透射过分束器,而作为从入射端部返回光源21的返回光的2次光被分束器反射。针孔具有使被分束器反射的2次光的至少一部分通过的孔。检测部25检测通过孔后的2次光。检测部25例如具有光电二极管。作为返回光的2次光被分束器反射,通过孔内,并行进到检测部25。检测部25向光源控制部23输出与返回光(2次光)的光量相关的光量信息。光源控制部23根据光量信息,对光源21的光量进行控制。

输入部290输入包括照明装置10的内窥镜系统200的动作开始的指示。输入部290例如具有开关。输入部290例如配置于控制装置240。

光源控制部23和图像处理部285例如由包括asic等的硬件电路构成。光源控制部23和图像处理部285中的至少一方也可以由处理器构成。在这些中的至少一方由处理器构成的情况下,配置有处理器能够访问的未图示的内部存储器或者外部存储器。内部存储器或者外部存储器存储用于由处理器执行,从而使该处理器作为这些中的至少一方发挥功能的程序代码。

接着,参照图4a以及图4b,对在照明单元30生成照明光,并从照明单元30向照明单元30的前方射出照明光的动作的一例进行说明。

作为蓝色的激光的1次光被从光源21射出,并被导光部件40引导。从射出端面41a朝向第1光转换部件50射出1次光。从射出端面41a射出的1次光的配光窄,1次光的配光半值角例如为大致15°。1次光的强度在中心轴c上最高。

1次光从支架入射部67入射到配置于后方中空部63a中的透光部件93,在透光部件93的内部行进。1次光从透光部件93射出,透射过透光区域70a,对第1光转换部件50的第1面51进行照射。并且,在第1面51上形成1次光的光束点。根据中心轴c方向上的射出端面41a与第1面51之间的距离、从射出端面41a射出的1次光的配光特性以及透光部件93的折射率等,设定光束点的直径。另外,在本实施方式中,光束点的直径被设定为小于透光区域70a以及第1面51的直径。

为yag陶瓷的第1光转换部件50具有如下的光学性质:针对未被yag陶瓷进行波长转换而透射过yag陶瓷的1次光,使1次光的大部分透射而不扩散。因此,对第1光转换部件50照射的1次光的一部分未被第1光转换部件50进行波长转换以及扩散,而透射过第1光转换部件50,被从第1光转换部件50向前方射出。从第1光转换部件50向前方射出的1次光的大部分在配置于前方中空部63b的透光部件93的内部行进,未行进到反射部件91,而直接行进到支架射出部69。并且,该1次光作为照明光从支架射出部69直接射出。即,1次光的行进方向不会被反射部件91改变,1次光作为照明光射出。在此,对从第1光转换部件50向前方射出的1次光进行了说明,该说明也同样适用于从第1光转换部件50向侧方射出的1次光。

对第1光转换部件50照射的1次光的剩余的一部分被第1光转换部件50吸收,被第1光转换部件50转换为作为第1波长转换光的2次光。作为光转换量的2次光的光量与入射到第1光转换部件50的1次光的光量成比例。

2次光从第1光转换部件50各向同性地射出。详细来说,2次光从第1光转换部件50向前方、侧方以及后方射出。2次光的配光角度与1次光的配光角度不同。

虽然未图示,从第1光转换部件50的第2面53向前方射出的2次光的一部分在配置于前方中空部63b的透光部件93的内部行进,行进到反射部件91,对反射部件91进行照射。该2次光被反射部件91向前方反射,2次光的行进方向改变。并且,该2次光不重新入射到第1光转换部件50,作为照明光从支架射出部69射出。此外,虽然未图示,从第1光转换部件50的第2面53向前方射出的2次光的剩余的一部分在配置于前方中空部63b的透光部件93的内部行进,不行进到反射部件91,而直接行进到支架射出部69。并且,该2次光作为照明光从支架射出部69直接射出。即,2次光的行进方向未被反射部件91改变,2次光作为照明光射出。

第1光转换部件50的侧面55远离配置于锥状面的反射部件91而配置。此外,前方中空部63b中的支架60的内径从前方朝向后方逐渐变窄。因此,从侧面55射出的2次光的一部分被反射部件91以朝向前方并且不会重新入射到第1光转换部件50的方式反射。并且,该2次光不会重新入射到第1光转换部件50,而是作为照明光从支架射出部69射出。虽然未图示,从侧面55射出的2次光的剩余的一部分在配置于前方中空部63b的透光部件93的内部行进,不行进到反射部件91,而直接行进到支架射出部69。并且,该2次光作为照明光从支架射出部69直接射出。即,2次光的行进方向未被反射部件91改变,2次光作为照明光射出。

后方中空部63a中的支架60的内径从前方朝向后方逐渐变窄,在后方中空部63a中的锥状面配置反射部件91。因此,虽然未图示,从第1光转换部件50的第1面51向后方射出的作为返回光的2次光的一部分被反射部件91数次反射且被朝向前方反射。该2次光重新入射到第1光转换部件50,在具有使2次光的大部分透射这样的光学性质的第1光转换部件50中不进行配光转换,而透射过第1光转换部件50。并且,2次光从第1光转换部件50向前方以及侧方射出,如上所述那样,作为照明光从支架射出部69射出。

此外,虽然未图示,作为返回光的2次光的剩余的一部分从与第1固定部70对置的第1面51的周端部向第1固定部70行进。该2次光也被配置于第1固定部70的反射部件91朝向前方反射。该2次光重新入射到第1光转换部件50,在具有使2次光的大部分透射这样的光学性质的第1光转换部件50中不进行配光转换,而透射过第1光转换部件50。并且,2次光从第1光转换部件50向前方以及侧方射出,如上所述,作为照明光从支架射出部69射出。

第1固定部70配置在相比支架射出部69更靠近支架入射部67侧的位置。因此,包括发光点p1的第1光转换部件50的第1面51配置在支架60的内部,并且配置在相比支架射出部69更靠近支架入射部67侧的位置。并且,从发光点p1向前方行进,被相对于发光点p1配置于前方的反射部件91进行配光转换的2次光的成分增加。由此,不是各向同性的配光而是窄配光的2次光作为照明光从支架射出部69射出。具体来说,如图4b所示,作为照明光从支架射出部69射出的2次光的配光半值角为大致小于90°。此外,第1固定部70配置在与中心轴c方向上的支架入射部67与支架射出部69之间的中间位置相比更靠近支架入射部67侧的位置。并且,包括发光点p1的第1面51配置在支架60的内部并且配置在与中间位置相比更靠近支架入射部67侧的位置。由此,作为照明光的2次光的配光半值角为大致65°以下。

当2次光的配光半值角为大致65°以下时,例如,中心轴c方向上的支架入射部67与第1固定部70之间的距离为0.1mm,中心轴c方向上的支架入射部67与支架射出部69之间的距离为0.6mm。

另外,当第1固定部70靠近支架入射部67时,第1面51以及发光点p1靠近支架入射部67。于是,发光点p1处的1次光的强度变高,在第1光转换部件50中局部地产生燃烧或者高热,容易产生第1光转换部件50的温度损失。于是,在将1次光转换为2次光时,由于1次光的光量以及温度导致光转换量产生变动。由此,在本实施方式中,通过与支架入射部67离开期望的距离配置第1固定部70,从而抑制光转换量的变动。

在第1光转换部件50将1次光转换为2次光时,第1光转换部件50产生与转换损失对应的热。热量与入射到第1光转换部件50的1次光的光量成比例。

在第1光转换部件50中热的产生最多的部位是发光点p1。

由于配置有发光点p1的第1面51与第1固定部70接触,从发光点p1产生的热经由第1面51被传递到第1固定部70。并且,热从第1固定部70传递到支架60,从支架60向外部释放。并且,发光点p1处的温度的上升被抑制,由热引起的第1光转换部件50的光转换量的变动被抑制。

在本实施方式中,由于第1固定部70配置在支架入射部67与支架射出部69之间,因此第1光转换部件50被第1固定部70稳定地固定在与支架入射部67和支架射出部69分别离开期望的距离的位置。因此,能够在支架60的内部稳定地配置发光点p1,能够射出光学特性的偏差少的照明光。

第1光转换部件50为圆柱形状,第1光转换部件50的第1面51与第1固定部70面接触。因此,能够可靠且稳定地将发光点p1配置在中心轴c上,能够沿着相对于中心轴c方向的大致垂直方向配置包括发光点p1的第1面51,能够稳定地配置包括发光点p1的第1光转换部件50,能够射出光学特性的偏差少的照明光。

此外,远离配置于锥状面的反射部件91而配置发光点p1。因此,在2次光在反射部件91被进行配光转换时,能够射出光学特性的偏差少的照明光。

第1光转换部件50的侧面55与配置于锥状面的反射部件91远离地配置。因此,被反射部件91进行配光转换后的2次光的一部分不会重新入射到第1光转换部件50,而作为照明光被射出。由此,能够实现对于照明光的高提取效率。此外,反射部件91也配置于第1固定部70,因此能够朝向支架射出部69反射作为返回光的2次光,能够实现对于照明光的高提取效率。

第1固定部70配置在与支架射出部69相比更靠近支架入射部67侧的位置。由此,能够射出配光窄的照明光,能够射出强度高的照明光。

第1定位部77与第1面51的外周缘部接触,对第1光转换部件50进行定位。由此,能够在大致垂直方向上对第1光转换部件50进行定位,能够使发光点p1的配置位置稳定,能够使第1光转换部件50的配置位置稳定。

在包括射出端面41a的套圈45被配置于保持孔61时,套圈45的前端面与第2固定部80接触,而被固定于第2固定部80。因此,能够在中心轴c方向上,对射出端面41a简单地进行定位。

第2定位部87与套圈45的前端部的外周缘部45c接触,对射出端面41a以及射出端部41进行定位。由此,能够在大致垂直方向上对射出端面41a以及射出端部41进行定位,能够使射出端面41a以及射出端部41的配置位置稳定。并且,能够使1次光的射出位置稳定。

通过第1、第2定位部77、87使发光点p1的配置位置以及1次光的射出位置稳定,对在大致垂直方向上相对于彼此的相对位置进行控制并使其稳定。因此,能够减小第1光转换部件50中的1次光的照射位置的偏差,能够减小作为从第1光转换部件50向导光部件40返回的返回光的2次光的偏差。

另外,由于配置在细的插入部220的内部的支架60较小,例如,在通过针对支架60的切削而形成第1固定部70时,在加工上不容易将第1固定部70形成为平面。第1固定部70为与支架60不同的部件,在第1固定部70为安装于支架60上的类型的情况下也同样。在本实施方式中,如果配置有发光点p1的第1面51配置在与中心轴c方向大致垂直的方向上,则能够确保能够射出光学特性的偏差少的照明光这样的作为照明装置10的期望性能,因此,如图5所示,即使第1固定部70形成为粗糙面,第1固定部70也是被允许的。同样地,即使在第1固定部70的内周缘部70b以及外周缘部70c产生毛刺,第1固定部70也是被允许的。

内窥镜210可以通过无线的方式与控制装置240连接。在该情况下,光源单元20内置在操作部227中。因此,照明装置10不限于搭载于内窥镜210以及控制装置240,也可以仅搭载于内窥镜210。由此,照明装置10的至少一部分也可以配置在内窥镜210中。

[变形例1]

以下,参照图6,对本实施方式的变形例1进行说明。在本变形例中,仅记载与第1实施方式的不同之处。

透光区域70a的大小与支架入射部67的大小大致相同。详细来说,透光区域70a的直径与支架入射部67的直径大致相同。透光区域70a的直径比形成于第1面51的1次光的光束点的直径大。因此,后方中空部63a具有柱形状,例如具有圆柱形状。在后方中空部63a中,支架60的内径在中心轴c方向上从支架入射部67到第1固定部70是均匀的。另外,由于反射部件91非常薄,因此即使反射部件91配置于后方中空部63a中的支架60的内周面,也视为透光区域70a的直径与支架入射部67的直径大致相同。本变形例的第1固定部70的内径比第1实施方式的第1固定部70的内径小。本变形例的透光区域70a的直径比第1实施方式的透光区域70a的直径小,且比1次光的光束点的直径稍小。本变形例的支架入射部67的直径比第1实施方式的支架入射部67的直径稍大。

在本变形例中,与第1实施方式相比,能够增大第1固定部70的面积,能够增大第1固定部70与第1光转换部件50的第1面51的接触面积。因此,能够将发光点p1可靠地配置在中心轴c上,能够稳定地配置包括发光点p1的第1光转换部件50。此外,由于接触面积的增大,从第1光转换部件50朝向第1固定部70的热的传递量增加。因此,能够增加支架60中的热的释放量,能够可靠地抑制由热引起的第1光转换部件50的光转换量的变动。

[变形例2]

以下,参照图7a,对本实施方式的变形例2进行说明。在本变形例中,仅记载与变形例1的不同之处。

例如,前方中空部63b是组合柱形状与圆锥台形状而得到的形状。柱形状例如是圆柱形状。前方中空部63b的圆柱部分65a的前方端部与圆锥台部分65b的后方端部连续。圆柱部分65a的直径与第1光转换部件50的直径大致相同。圆柱部分65a的长度比第1光转换部件50的长度短,第1光转换部件50的侧面55的后方端部与圆柱部分65a中的支架60的内周面卡合。

在本变形例中,能够通过与圆柱部分65a中的支架60的内周面卡合的第1光转换部件50的侧面55,将发光点p1可靠且稳定地配置在中心轴c上,能够沿着与中心轴c方向大致垂直的方向配置包括发光点p1的第1面51,能够可靠且稳定地配置包括发光点p1的第1光转换部件50。此外,能够通过圆柱部分65a中的支架60的内周面,沿着中心轴c方向稳定地配置第1光转换部件50的侧面55。

在本变形例中,能够从侧面55向支架60传递热。因此,能够增加支架60中的热的释放量,能够可靠地抑制由热引起的第1光转换部件50的光转换量的变动。另外,本变形例也能够适用于第1实施方式以及变形例1。

另外,如图7b所示,可以使用具有圆锥台形状的部件作为第1光转换部件50。在该情况下,前方中空部63b可以是组合第1圆锥台形状和具有比第1圆锥台形状宽的锥角的第2圆锥台形状而得到的形状。例如,第1圆锥台部分65c的前方端部与第2圆锥台部分65d的后方端部连续。第1圆锥台部分65c的锥角与第1光转换部件50的锥角大致相同。第1圆锥台部分65c的长度比第1光转换部件50的长度短,第1光转换部件50的侧面55的后方端部与第1圆锥台部分65c中的支架60的内周面卡合。由此,能够得到作为变形例2的效果。另外,图7b所示的结构也能够适用于第1实施方式以及变形例1。

[变形例3]

以下,参照图8,对本实施方式的变形例3进行说明。在本变形例中,仅记载与变形例1的不同之处。

例如,第1光转换部件50具有第1扩散部件。第1扩散部件将对第1扩散部件照射的1次光的至少一部分不改变1次光的波长而转换为2次光,该2次光具有与1次光的波长相同的波长,是具有与1次光的配光角度不同的配光角度的第1扩散光。第1扩散部件增大1次光的配光角度,使1次光扩散,将1次光转换为降低了可干涉性的第1扩散光。并且,第1扩散部件射出2次光。由此,第1扩散部件是射出2次光的配光角度转换部件,该2次光具有与对第1扩散部件照射的1次光的配光角度不同的配光角度。

例如,第1扩散部件具有未图示的多个第1扩散粒子、以及包含第1扩散粒子的未图示的第2包含部件。

第1扩散粒子分散在第2包含部件的内部,被第2包含部件密封。第1扩散粒子是例如由金属或者金属化合物形成的微粒子。这种第1扩散粒子例如是氧化铝、氧化钛、硫酸钡等。第1扩散粒子的粒径是数百nm~数十μm。第1扩散粒子的折射率与第2包含部件的折射率不同。例如,优选第1扩散粒子的折射率高于第2包含部件的折射率。由此,第1扩散粒子能够提高光的扩散性。

第2包含部件由1次光以及2次光所透射的部件形成。这种第2包含部件例如是透明的硅树脂或透明的环氧树脂。第2包含部件对于1次光以及2次光具有高透射率。第2包含部件对所包含的部件进行密封。第2包含部件可以是对氧化铝的第1扩散粒子进行密封的玻璃。

第1扩散部件可以具有在表面配置有凸凹的玻璃。

根据发光点p1的位置、配置于锥状面的反射部件91的反射、基于第2包含部件中的第1扩散粒子的浓度以及第1扩散部件的厚度等的配光转换量,将从第1扩散部件射出的作为第1扩散光的2次光的配光特性设定为期望特性。

在此,对本变形例中的从照明单元30向照明单元30的前方射出照明光的动作的一例进行说明。

与第1实施方式同样地,1次光对第1光转换部件50的第1面51进行照射。

虽然未图示,对第1光转换部件50的第1面51照射的1次光的一部分未被第1光转换部件50扩散,而透射过第1光转换部件50,从第1光转换部件50向前方射出。虽然未图示,从第1光转换部件50向前方射出的1次光的大部分在配置于前方中空部63b的透光部件93内部行进,未行进到反射部件91,而直接行进到支架射出部69。并且,该1次光作为照明光从支架射出部69直接射出。即,1次光的行进方向未被反射部件91改变,1次光作为照明光射出。

对第1光转换部件50的第1面51照射的1次光的剩余的一部分被第1光转换部件50转换为作为第1扩散光的2次光。第1扩散光的波长与1次光的波长相同。

作为第1扩散光的2次光的一部分从第1光转换部件50的第2面53向前方射出,在配置于前方中空部63b的透光部件93的内部行进,未行进到反射部件91,而直接行进到支架射出部69。并且,该2次光作为照明光从支架射出部69直接射出。即,2次光的行进方向未被反射部件91改变,2次光作为照明光射出。此外,虽然未图示,作为第1扩散光的2次光的剩余的一部分从第1光转换部件50的第2面53向前方射出,在配置于前方中空部63b的透光部件93的内部行进,行进到反射部件91,并对反射部件91进行照射。该2次光被反射部件91向前方反射,2次光的行进方向改变。并且,该2次光不会重新入射到第1光转换部件50,而作为照明光从支架射出部69射出。

第1光转换部件50的侧面55与配置于锥状面的反射部件91远离配置。此外,前方中空部63b中的支架60的内径从前方朝向后方逐渐变窄。因此,虽然未图示,从侧面55射出的作为第1扩散光的一部分的2次光被反射部件91以朝向前方并且不会重新入射到第1光转换部件50的方式反射。从而,该2次光不会重新入射到第1光转换部件50,而作为照明光从支架射出部69射出。虽然未图示,从侧面55射出的作为第1扩散光的2次光的剩余的一部分在配置于前方中空部63b的透光部件93的内部行进,未行进到反射部件91,而直接行进到支架射出部69。并且,该2次光作为照明光从支架射出部69直接射出。即,2次光的行进方向未被反射部件91改变,2次光作为照明光射出。

此外,虽然未图示,作为返回光的2次光(第1扩散光)的一部分从与第1固定部70对置的第1面51的周端部行进到第1固定部70。该2次光被配置于第1固定部70的反射部件91朝向前方反射。该2次光重新入射到第1光转换部件50,在具有使2次光的大部分透射这样的光学性质的第1光转换部件50中未被进行配光转换,而透射过第1光转换部件50。并且,2次光从第1光转换部件50向前方以及侧方射出,如上所述那样,作为照明光从支架射出部69射出。

在本变形例中,即使在使用第1扩散光的情况下,也能够将发光点p1可靠且稳定地配置在中心轴c上,能够沿着与中心轴c方向大致垂直的方向配置包括发光点p1的第1面51,能够稳定地配置包括发光点p1的第1光转换部件50,能够射出光学特性的偏差少的照明光。另外,本变形例也能够适用于第1实施方式以及变形例1、2。

[变形例4]

以下,参照图9a以及图9b,对本实施方式的变形例4进行说明。在本变形例中,仅记载与第1实施方式的不同之处。

第1固定部70与支架入射部67远离地配置,并且配置在支架射出部69的附近。详细来说,第1固定部70配置在与支架入射部67相比更靠近支架射出部69的位置,配置在与中心轴c方向上的支架入射部67与支架射出部69之间的中间位置相比更靠近支架射出部69侧的位置。因此,发光点p1配置在与支架入射部67相比更靠近支架射出部69侧的位置。另外,如图9a所示,第2面53可以与支架射出部69配置在大致同一平面上。

在从作为第1荧光体的第1光转换部件50不具有指向性而宽范围地射出的2次光(第1波长转换光)中,未经由反射部件91而向前方行进的2次光的比例比第1实施方式中的比例增加。因此,配光宽的2次光作为照明光射出。如图9b所示,例如,从支架射出部69射出的2次光的配光半值角为90°以上。

在本变形例中,在射出配光宽的照明光的照明单元30中,能够将1次光稳定地光转换为2次光。

由于第1面51以及发光点p1远离支架入射部67,因此能够增大在第1面51形成的1次光的光束点,能够降低发光点p1处的1次光的强度。因此,能够减少在第1光转换部件50中局部地产生燃烧或者高热的情况,能够减少第1光转换部件50的温度损失。另外,本变形例也能够适用于第1实施方式以及变形例1~3。

[第2实施方式]

以下,参照图10a以及图10b,对本发明的第2实施方式进行说明。在本实施方式中,仅记载与第1实施方式的变形例1的不同之处。

支架60具有第2光转换部件100,该第2光转换部件100将1次光的至少一部分转换为具有与1次光以及2次光各自的光学特性不同的光学特性的3次光。例如,第2光转换部件100具有第2波长转换部件,该第2波长转换部件转换为具有与1、2次光的波长不同的波长的第2波长转换光即3次光,并射出3次光。

第2波长转换部件具有第2荧光体。第2荧光体例如吸收作为1次光的蓝色的激光的至少一部分,将吸收的蓝色的激光波长转换为作为第2波长转换光(3次光)的绿色的荧光,并射出3次光。绿色的荧光的中心波长例如为532nm。第2荧光体在第2荧光体的整周范围内各向同性地射出荧光。

例如,通过lu3al5o12:ce(以下,称为luag)的组成表示第2荧光体。在本实施方式中,例如,第2荧光体是多晶化的luag陶瓷。也可以通过β-赛隆(β-sialon)的组成表示第2荧光体。这种第2荧光体被硅树脂或者玻璃密封。

第2光转换部件100具有柱形状,例如具有圆柱形状。第2光转换部件100也可以具有棱柱形状。第2光转换部件100也可以是利用与底面平行的平面切取锥体时的底面侧的形状部分。作为这种第2光转换部件100,例如可列举圆锥台形状。

第2光转换部件100具有接收1次光的第1面101、与第1面101对置的第2面103、包围第1面101与第2面103之间的侧面105。第1面101和第2面103例如与中心轴c大致垂直地配置,为平面,具有彼此大致相同的面积,且具有彼此大致相同的直径。

在从第2光转换部件100各向同性地射出3次光时,例如,3次光从第1面101向后方射出,从第2面103向前方射出,并从侧面105向侧方射出。

第1面101具有与第2面53大致相同的面积,第1面101的直径与第2面53的直径大致相同。第1面101整体与第2面53整体接触,第2光转换部件100层叠于第1光转换部件50。在此所谓的接触表示面接触,面接触例如表示与第2面53对置的第1面101的对置部分整体与第2面53整体接触。此时,第2光转换部件100的侧面55与支架60的内周面以及反射部件91远离地配置。此外,第2光转换部件100的第2面103在与支架射出部69远离地配置的状态下,配置于中空部63。彼此接触的第2面53和第1面101例如通过粘接剂被彼此粘接。粘接剂例如是透明的树脂等。第2光转换部件100的直径可以大于第1光转换部件50的直径。进而,为了使第2光转换部件100的位置稳定化,可以以第2光转换部件100的外缘部的至少一部分与支架60的锥状面的至少一部分接触的方式,将第2光转换部件100层叠于第1光转换部件50上。

由于第1光转换部件50被第1固定部70稳定地配置在支架60的内部,因此第2光转换部件100通过层叠而稳定地配置在支架60的内部。此外,第2面53作为对层叠于第2面53上的第2光转换部件100进行固定的第3固定部发挥功能。

第2面53以沿着与中心轴c大致垂直的大致垂直方向配置第2光转换部件100的第1面101的方式,对第2光转换部件100进行固定。在此所谓的大致垂直方向表示相对于垂直,例如有0°~5°左右的倾斜。由于这种程度的倾斜能确保能够射出光学特性的偏差少的照明光这样的作为照明装置10的期望性能,因此是允许的。

从包括实质性的发光点p2的区域产生第2波长转换光(3次光),并各向同性地射出该第2波长转换光(3次光)。该发光点p2是第1面101与中心轴c的交点,是第2光转换部件100的实质性的发光点。因此,第2面53只要以使得配置有发光点p2的第1面101沿着大致垂直方向配置的方式对第2光转换部件100进行固定即可。此外,第2面53只要以使得第1面101的至少一部分配置在中心轴c上的方式对第2光转换部件100进行固定即可。由于第2面53配置在支架入射部67与支架射出部69之间,因此第2面53对在支架入射部67与支架射出部69之间且支架60内包括发光点p2的第2光转换部件100的配置位置进行控制。第2面53通过第2面53与第1面101的面接触,在支架入射部67与支架射出部69之间且在支架60内,对包括发光点p2的第1光转换部件50进行稳定地定位。

第1光转换部件50的第2面53和第2光转换部件100的第1面101配置在与支架射出部69相比更靠近支架入射部67侧的位置。详细来说,第2面53和第1面101配置在与中心轴c方向上的支架入射部67与支架射出部69之间的中间位置相比更靠近支架入射部67侧的位置。因此,发光点p2配置在与支架入射部67相比更靠近支架射出部69侧的位置。

另外,第1面101的直径可以比第2面53的直径大。因此,第2光转换部件100可以以覆盖第2面53的方式配置。只要第2面53作为第3固定部发挥功能,第1面101的至少一部分也可以与第2面53的至少一部分接触。第2光转换部件100可以具有圆顶形状。圆顶的曲面配置于第2面103。

在此,对本实施方式中的从照明单元30向照明单元30的前方射出照明光的动作的一例进行说明。

1次光的一部分未被第1光转换部件50进行波长转换以及扩散,而从第1光转换部件50的第2面53向前方射出。从第1光转换部件50的第2面53向前方射出的1次光对第2光转换部件100的第1面101进行照射。该1次光的一部分被第2光转换部件100转换为3次光。3次光从第2光转换部件100各向同性地射出。详细来说,3次光从第2光转换部件100向前方、侧方以及后方射出。3次光的配光角度与1次光的配光角度不同。

从第2光转换部件100向前方射出的3次光的一部分在配置于前方中空部63b的透光部件93的内部行进,不行进到反射部件91,而直接行进到支架射出部69。并且,3次光作为照明光从支架射出部69直接射出。即,3次光的行进方向不会被反射部件91改变,3次光作为照明光射出。虽然未图示,从第2光转换部件100向前方射出的3次光的剩余的一部分在配置于前方中空部63b的透光部件93的内部行进,行进到反射部件91,对反射部件91进行照射。该3次光被反射部件91向前方反射,3次光的行进方向改变。并且,该3次光不会重新入射到第1光转换部件50以及第2光转换部件100,作为照明光从支架射出部69射出。

第2光转换部件100的侧面55与配置于锥状面的反射部件91远离地配置。此外,前方中空部63b中的支架60的内径从前方朝向后方逐渐变窄。因此,虽然未图示,从侧面55射出的3次光的一部分被反射部件91朝向前方反射,并且不会重新入射到第1光转换部件50和第2光转换部件100。因此,该3次光不会重新入射到第1光转换部件50以及第2光转换部件100,从支架射出部69作为照明光射出。虽然未图示,从侧面55射出的3次光的剩余的一部分在配置于前方中空部63b的透光部件93的内部行进,不行进到反射部件91,而直接行进到支架射出部69。并且,该3次光作为照明光从支架射出部69直接射出。即,2次光的行进方向不会被反射部件91改变,2次光作为照明光射出。

另外,第1、第2光转换部件50、100具有使2、3次光的大部分透射这样的光学性质。虽然未图示,作为返回光的3次光的一部分透射过第1、2光转换部件50、100,从与第1固定部70对置的第1面51的周端部行进到第1固定部70。该3次光被配置于第1固定部70的反射部件91朝向前方反射。该3次光重新入射到第1、2光转换部件50、100,在第1、2光转换部件50、100中不被配光转换,而透射过第1、2光转换部件50、100。并且,3次光从第1、2光转换部件50、100向前方以及侧方射出,如上所述那样,作为照明光从支架射出部69射出。

作为第3固定部的第2面53配置在与中间位置相比更靠近支架入射部67侧的位置。因此,包括发光点p2的第2光转换部件100的第1面101配置在支架60的内部且配置在与中心轴c方向上的支架入射部67与支架射出部69之间的中间位置相比更靠近支架入射部67侧的位置。由此,作为从支架射出部69射出的照明光的3次光的配光半值角为大致小于90°。

在中心轴c上,发光点p2与发光点p1离开第1光转换部件50的厚度的距离而配置。发光点p1、p2配置在与中心轴c方向上的支架入射部67与支架射出部69之间的中间位置相比更靠近支架入射部67侧的位置。由此,2次光以及3次光各自的配光半值角为大致小于90°,在2次光以及3次光各自的配光彼此相等的状态下,2次光以及3次光分别作为照明光射出。

在本实施方式中,在与被第1固定部70稳定地配置在支架60的内部的第1光转换部件50的第1面51对置的第2面53上,稳定地固定第2光转换部件100。因此,能够在支架60的内部稳定地配置发光点p2,能够射出光学特性的偏差少的照明光。

第2光转换部件100为圆柱形状,第2光转换部件100的第1面101与第2面53面接触。因此,能够将发光点p2可靠且稳定地配置在中心轴c上,能够沿着与中心轴c方向大致垂直的方向配置包括发光点p2的第1面101,能够稳定地配置包括发光点p2的第2光转换部件100,能够射出光学特性的偏差少的照明光。

此外,发光点p2与配置于锥状面的反射部件91远离地配置。因此,在3次光被反射部件91进行配光转换时,能够射出光学特性的偏差少的照明光。

第2光转换部件100的侧面105与配置于锥状面的反射部件91远离地配置。因此,被反射部件91进行配光转换后的3次光的一部分不会重新入射到第2光转换部件100,而作为照明光射出。因此,能够实现对于照明光的高提取效率。

第3固定部配置在与支架射出部69相比更靠近支架入射部67侧的位置,发光点p2与发光点p1一起配置在与中间位置相比更靠近支架入射部67侧的位置。由此,能够射出配光窄的照明光,能够实现颜色不均少的配光特性,能够射出中心强度高的照明光。

[变形例1]

以下,参照图11,对本实施方式的变形例1进行说明。在本变形例中,仅记载与第2实施方式的不同之处。

第2光转换部件100除了第2荧光体,还具有未图示的第2扩散部件。第2扩散部件将对第2扩散部件照射的1次光的至少一部分不改变1次光的波长地转换为3次光,该3次光具有与1次光的波长相同的波长,是具有与1次光的配光角度不同的配光角度的第2扩散光。第2扩散部件增大1次光的配光角度,对1次光进行扩散,将1次光转换为降低了可干涉性的第2扩散光。并且,第2扩散部件将第2扩散光作为3次光射出。由此,第2扩散部件是射出具有与对第2扩散部件照射的1次光的配光角度不同的配光角度的3次光的配光角度转换部件。

例如,第2扩散部件具有未图示的多个第2扩散粒子、以及包含第2扩散粒子的未图示的第3包含部件。

第2扩散粒子分散在第3包含部件的内部,被第3包含部件密封。第2扩散粒子例如是由金属或者金属化合物形成的微粒子。这种第2扩散粒子例如是氧化铝、氧化钛、硫酸钡等。第2扩散粒子的粒径为数百nm~数十μm。第2扩散粒子的折射率与第3包含部件的折射率不同。例如,优选第2扩散粒子的折射率高于第3包含部件的折射率。由此,第2扩散粒子能够提高光的扩散性。

第3包含部件由使1次光、2次光以及3次光透射的部件形成。这种第3包含部件例如是透明的硅树脂或透明的环氧树脂。第3包含部件对于1次光、2次光以及3次光具有高透射率。第3包含部件对所包含的部件进行密封。第3包含部件可以是对作为氧化铝的第2扩散粒子进行密封的玻璃。

第2扩散部件可以具有在表面配置有凸凹的玻璃。

在入射到第2光转换部件100的1次光中,1次光的一部分被第2荧光体转换为3次光(绿色的荧光),1次光的剩余的一部分被第2扩散部件转换为3次光(蓝色的第2扩散光)。

虽然未图示,从第2光转换部件100向前方射出的3次光(绿色的荧光(第2波长转换光)以及蓝色的第2扩散光)的一部分在配置于前方中空部63b的透光部件93的内部行进,未行进到反射部件91,直接行进到支架射出部69。并且,该3次光(绿色的荧光以及蓝色的第2扩散光)作为照明光从支架射出部69射出。虽然未图示,从第2光转换部件100向前方射出的3次光(绿色的荧光以及蓝色的第2扩散光)的一部分在配置于前方中空部63b的透光部件93的内部行进,行进到反射部件91,而对反射部件91进行照射。该3次光被反射部件91向前方反射,3次光的行进方向改变。并且,该3次光不会重新入射到第1、2光转换部件50、100,作为照明光从支架射出部69射出。在此,对从第2光转换部件100向前方射出的3次光进行了说明,但该说明也适用于从第2光转换部件100向侧方射出的3次光。另外,1次光的一部分可以透射过第2光转换部件100。与第1实施方式同样地,1次光以及2次光(第1波长转换光)作为照明光从支架射出部69射出。

将第3包含部件中的第2扩散粒子的浓度调整为期望值,使得从支架射出部69射出的3次光(第2扩散光)的配光特性与2次光以及3次光(绿色的荧光)各自的配光特性大致相同。

在本变形例中,能够通过第2扩散部件,调整中心轴c上的发光点p2的位置,能够将1次光稳定地转换为3次光(第2扩散光)。

由于将第3包含部件中的第2扩散粒子的浓度调整为期望值,因此能够射出具有3次光(第2扩散光)的照明光,该3次光(第2扩散光)具有与2次光(黄色的荧光)以及3次光(绿色的荧光)各自的配光特性大致相同的配光特性。另外,本变形例也能够适用于第1实施方式以及各变形例。

[第3实施方式]

以下,参照图12,对本发明的第3实施方式进行说明。在本实施方式中,仅记载与第1实施方式的不同之处。

在本实施方式中,根据照明光的使用目的,使用了多个照明单元30。照明光的使用目的例如表示与内窥镜210实施观察动作时的摄像单元280的视场角对应的配光。在此,使用了作为照明光的2次光的配光窄的第1照明单元30a、以及作为照明光的2次光的配光宽的第2照明单元30b。

例如,第1照明单元30a是第1实施方式中所示的照明单元30,第1固定部70配置在与支架射出部69相比更靠近支架入射部67侧的位置。例如,第2照明单元30b是第1实施方式的变形例4中所示的照明单元30,第1固定部70配置在与支架入射部67相比更靠近支架射出部69侧的位置。并且,根据照明光的使用目的而选择的第1照明单元30a或者第2照明单元30b可更换地与光源单元20光学连接。

在本实施方式中,通过根据照明光的使用目的选择照明单元30,从而能够提供与照明光的使用目的对应的最佳的照明光。

另外,所使用的照明单元30不需要限于第1照明单元30a以及第2照明单元30b。可以根据照明光的使用目的,而使用第1实施方式的变形例1、2、3中所示的照明单元30、以及第2实施方式和第2实施方式的变形例1中所示的照明单元30。此外,根据照明光的使用目的,选择照明单元30,但不需要限于此,也可以根据照明装置10的使用目的、照明装置10的配置场所等,适当地选择照明单元30。

照明单元30构成为可选择,但不限于此。例如,第1、2实施方式以及各变形例中所说明的各种各样类型的支架60可以分别相对于各支架60所共用的射出端部41进行更换。此外,各种各样类型的支架60能够分别与光源单元20直接光学连接,能够相对于光源单元20进行更换。

此外,光源单元20为1个,但不限于此。例如,也可以使用第1光源单元以及第2光源单元。第1光源单元射出蓝色的激光作为1次光。第2光源单元射出具有与蓝色的激光的波长不同的波长的光、例如青紫色的激光,作为1次光。对于青紫色的激光的波长,例如激光的中心波长为405nm。

在此,设为第2光源单元与第1照明单元30a连接。从第2光源单元射出的青紫色的激光经由导光部件40,照射到第1照明单元30a的第1光转换部件50的粉末状的第1荧光体。由于第1荧光体很好地吸收波长445nm的蓝色光,并波长转换为黄色荧光,但几乎不吸收波长405nm的青紫色光,因此几乎不会引起波长转换。即,由于第1荧光体对于二个1次光的吸收率不同,因此很好地吸收波长445nm的1次光,并波长转换为黄色荧光,但几乎不吸收波长405nm的1次光,而直接射出。但是,粉末状的第1荧光体的折射率(例如,1.8左右)比对粉末状的第1荧光体进行密封的第1包含部件的折射率(例如,1.4~1.5左右)高。因此,粉末状的第1荧光体针对青紫色激光进行与第1扩散部件大致相同的动作。即,进行峰值波长、光谱形状几乎不改变、仅增大放射角这样的光转换。换而言之,针对第2光源单元,第1照明单元30a具有与第1实施方式的变形例3中所示的照明单元30相同的功能。

由此,通过适当地选择第1、第2光源单元与第1、第2照明单元30a、30b的组合,从而能够射出各种各样的光作为照明光。

另外,本发明不限于上述实施方式,能够在实施阶段在不脱离其思想的范围内进行各种各样的变形。此外,可以尽可能地适当组合各实施方式,在该情况下,能够得到组合后的效果。进而,上述实施方式包含各种阶段的发明,通过所公开的多个技术特征中的适当的组合能够提取出各种各样的发明。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1