CN110168278A - 照明光学系统 - Google Patents

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Abstract

以能够均匀地照明宽范围并且提高照明光的利用效率为目的，本发明的照明光学系统(30)具有扩散元件(31)，该扩散元件(31)使从光源射出的照明光扩散射出，扩散元件(31)是使1种以上的微粒分散在由与微粒不同的材质构成的均匀介质中而成的，并且满足以下的条件式。0.06≤μs(1/mm)≤200.5≤g＜1这里，μs是扩散元件的散射系数，g是均匀介质中的微粒的各向异性参数。

Description

照明光学系统
技术领域
本发明涉及照明光学系统。
背景技术
公知有一种内窥镜，该内窥镜具有180°以上的宽视场角，能够同时观察前方和侧方甚至后方的视野(例如，参照专利文献1)。
专利文献1的内窥镜的照明光学系统具有圆筒状的扩散层和配置在该扩散层的内表面的反射面，通过使从扩散层的轴向的一端侧入射的照明光在扩散层内扩散，能够均匀地照明宽范围。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-16020号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1的照明光学系统中，由于使用各向同性扩散的扩散材料作为扩散层，因此存在如下的不良情况：存在大量因后向散射而返回到光源侧的成分。另外，由于照明光在分散到扩散层内的扩散材料的各粒子中各向同性扩散，因此，在从扩散层入射到射出面的照明光中存在大量在射出面上发生全反射而未射出的成分。这样的照明光成分返回到光源侧而损失，除此之外，在反射面反射后从射出面射出的成分也在反射面上反射时衰减，因此存在如下的不良情况：从扩散层射出的照明光的光量降低。
本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供一种照明光学系统，该照明光学系统能够均匀地照明宽范围并且提高照明光的利用效率。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式是照明光学系统，该照明光学系统具有扩散元件，该扩散元件使从光源入射的照明光扩散射出，该扩散元件是使1种以上的微粒分散在均匀介质中而成的，该均匀介质由与该微粒不同的材质构成，并且，该扩散元件满足以下的条件式。
0.06≤μs(1/mm)≤20
0.5≤g＜1
这里，μs是所述扩散元件的散射系数，g是所述均匀介质中的所述微粒的各向异性参数。
根据本方式，当从光源射出的照明光入射到扩散元件内时，该照明光一边在均匀的介质中被引导，一边因与分散在该均匀介质中的微粒的碰撞而散射。通过使微粒的各向异性参数为0.5≤g＜1，能够将由与粒子的一次碰撞引起的散射角度限制得较小，能够防止照明光的朝向因一次散射而大幅变更，从而能够抑制后向散射。另外，通过使扩散元件的散射系数为0.06≤μs≤20，照明光与微粒碰撞的机会被限制，照明光的许多成分不会被强烈散射而在扩散元件内行进。由此，能够减少返回到光源侧的照明光的成分从而提高照明光的利用效率。
在上述方式中，也可以是，所述均匀介质是光学上透明的树脂，所述照明光学系统满足以下的条件式。
0.005≤|n1-n2|≤0.5
0.5≤d(μm)≤50
0.1≤c(重量％)≤50
这里，n1是所述树脂的折射率，n2是至少一种所述微粒的折射率，d是所述微粒的粒子直径，c是所述微粒相对于所述树脂的质量浓度。
另外，在上述方式中，也可以是，所述扩散元件形成为绕该扩散元件的中心轴在整周或周向的一部分范围内延伸的圆环状，并具有：入射面，其配置在所述中心轴方向的一端，使来自所述光源的所述照明光入射；偏转面，其在所述中心轴方向上与该入射面对置地配置，并以如下方式倾斜：与所述中心轴成大于0°且45°以下的角度，随着沿着所述中心轴远离所述入射面而向径向外方延伸，使得入射到所述入射面的所述照明光向径向外方偏转；以及射出面，其配置在比该偏转面靠径向外方的位置，使在所述偏转面处偏转的所述照明光射出，该射出面以如下方式倾斜：随着沿着所述中心轴远离所述入射面而向径向内方延伸。
从光源射出并从入射面入射到扩散元件内的照明光被扩散元件内的微粒散射，但大部分不像各向同性散射那样被强烈扩散而在扩散元件内行进，通过在中心轴方向上与入射面对置的偏转面而向径向外方偏转，指向射出面。而且，在从偏转面至射出面之间，也同样不会那么强烈地扩散。因此，照明光的许多部分在中途不被后向散射而朝向射出面，并且在射出面被全反射的成分也变少。因此，能够减少返回到光源侧的照明光的成分从而提高照明光的利用效率，能够在宽范围内得到均匀的照明。
另外，在上述方式中，也可以是，所述偏转面具有曲率。
另外，在上述方式中，也可以是，在所述光源与所述入射面之间具有导波部件，该导波部件形成为绕所述中心轴在整周或周向的一部分范围内延伸的圆环状，通过内部全反射来引导从所述光源射出的所述照明光，从而使该照明光入射到所述入射面。
这样，由于从光源射出的照明光一边在导波部件内被引导一边在整个周向上均匀地扩散，因此即使在光源沿周向隔开间隔地不连续配置的情况下，也能够从扩散元件的整个射出面射出均匀的照明光。
另外，在上述方式中，也可以是，所述导波部件是通过使一种以上的微粒分散在光学上透明的树脂中而作为光扩散元件来构成的。
这样，通过分散在构成导波部件的透明的树脂中的微粒，照明光一边散射一边被引导，因此能够进行更均匀的照明。
另外，在上述方式中，也可以是，所述偏转面通过使所述照明光在内部全反射而使该照明光偏转。
这样，能够消除由反射引起的偏转，从而抑制照明光的衰减，进行更有效的照明。
另外，在上述方式中，也可以是，所述扩散元件形成为绕该扩散元件的中心轴在整周或周向的一部分范围内延伸的圆环状的导波路，所述扩散元件的横截面具有从入射面朝向射出面相对于所述中心轴向外侧弯曲的形状，所述射出面以如下方式倾斜：随着沿着所述中心轴远离所述入射面而向径向内方延伸。
另外，在上述方式中，也可以是，所述照明光学系统具有：导波路，其在入射面接收来自所述光源的所述照明光并通过内部全反射而将该照明光引导至射出面；以及外侧扩散元件，其与所述射出面对置地配置，所述导波路形成为绕该导波路的中心轴在整周或周向的一部分范围内延伸的圆环状，所述导波路的横截面具有从所述入射面朝向所述射出面相对于所述中心轴向外侧弯曲的形状，所述外侧扩散元件的射出面以朝向前方向径向内侧延伸的方式倾斜。
这样，能够使被导波路均匀化并从射出面射出的照明光从外侧扩散元件的入射面入射并进一步散射而射出，通过前段的导波路高效地引导抑制了散射的均匀的照明光，后段的外侧扩散元件使被引导来的照明光散射，能够在宽范围内高效地进行均匀的照明。
另外，在上述方式中，也可以是，导波路构成为扩散元件。
这样，能够进行更均匀的照明。
发明效果
根据本发明，实现了如下效果：能够均匀地照明宽范围并且提高照明光的利用效率。
附图说明
图1是示出具有本发明的一个实施方式的照明光学系统的内窥镜的整体结构图。
图2是将图1的内窥镜的前端部的一部分放大示出的立体图。
图3是示出图2的内窥镜的前端部的主视图。
图4是示出图2的内窥镜的前端部的局部纵剖视图。
图5是示出图1的内窥镜所具有的本实施方式的照明光学系统的纵剖视图。
图6是示出图5的照明光学系统的扩散元件与光导的位置关系的一例的横剖视图。
图7是示出图5的照明光学系统的扩散元件与光导的位置关系的另一例的横剖视图。
图8是示出图5的照明光学系统的第一变形例的纵剖视图。
图9是示出图6的照明光学系统所具有的导波部件与光导的配置的一例的立体图。
图10是示出图5的照明光学系统的第二变形例的纵剖视图。
图11是示出图5的照明光学系统的第三变形例的纵剖视图。
图12是示出图5的照明光学系统的第四变形例的纵剖视图。
图13是示出图5的照明光学系统的第五变形例的纵剖视图。
图14是示出图5的照明光学系统的第六变形例的纵剖视图。
图15是示出图5的照明光学系统的第七变形例的纵剖视图。
图16是示出图5的照明光学系统的第八变形例中的扩散元件与光导的位置关系的一例的横剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式的照明光学系统30进行说明。
本实施方式的照明光学系统30配置在内窥镜1的插入部2的前端。
如图1所示，内窥镜1具有：细长的插入部2，其插入到体腔内等；操作部3，其设置在该插入部2的基端；通用线缆4，其从操作部3延伸出；以及连接器部5，其设置在该通用线缆4的末端。
如图2至图4所示，在插入部2的前端，在前端面9a上朝向前方配置有直视用的前方观察用物镜6，并且在前方观察用物镜6的附近，配置有侧视用的侧方观察用物镜8和照明用透镜12。由此，内窥镜1具有能够同时观察前方视野和侧方视野的宽视野范围。
前方观察用物镜6使插入部2的前方的观察对象物成像。另外，侧方观察用物镜8以使插入部2的侧方的观察对象物成像的方式形成为大致圆柱状。侧方观察用物镜8配置在比前方观察用物镜6靠插入部2的基端侧的位置。
插入部2具有：硬性的前端部9，其设置于最前端部；弯曲部10，其与该前端部9的基端侧连接；以及挠性管部11，其由具有挠性的长条的管状部件构成，并与该弯曲部10的基端侧连接。
如图2和图3所示，在前端部9的前端面9a配置有处置器具通道开口7、前方观察用物镜6、照明用透镜12以及送水喷嘴13等。
如图4所示，在插入部2的前端部9内配置有摄影光学系统14和照明光学系统30。摄影光学系统14具有：前方观察用物镜6，其配置在从前端面9a突出的部分的前方；侧方观察用物镜8，其在突出的部分的周围的侧面露出；成像光学系统16，其收纳在前端部9内；以及未图示的摄像元件，其拍摄观察对象物通过成像光学系统16形成的像。另外，在图4中，省略了摄影光学系统14、照明光学系统30以外的细部。
在插入部2内配置有处置器具通道、光导17以及信号线缆(未图示)等。处置器具通道从前端面9a的处置器具通道开口7沿长度方向贯穿插入部2内而延伸至处置器具插入口，该处置器具插入口配置在插入部2与操作部3的连接部附近。另外，光导17和信号线缆从插入部2的前端部9沿长度方向贯穿插入部2内，经由操作部3内通过通用线缆4的内部，最终与通用线缆4的末端的连接器部5连接。
光导17由光纤束18构成，该光纤束18是将用于引导照明光的多个光导纤维捆束而形成的。
通用线缆4经由连接器部5与作为外部装置的控制处理器19、光源装置(光源)20以及显示装置21连接，由此构成了内窥镜系统100。
操作部3是供使用者使用内窥镜1时所把持的部位，在其外装表面上配置有弯曲操作旋钮22和与其他各种动作对应的多个操作部件。这里，例如，弯曲操作旋钮22是通过使用者使用手指等进行旋转操作而使插入部2的弯曲部10向上下左右的任意方向弯曲的操作部件。
光源装置20是产生照明光的装置。控制处理器19是统一控制整个内窥镜系统100的信号处理装置。显示装置21是根据内窥镜1所获取的摄像信号而显示内窥镜图像的显示部，例如由LCD面板等构成。
控制处理器19经由贯穿插入到内窥镜1内的信号线缆进行控制信号、各种检测信号、获取到的图像信号等的传送。然后，将处理完的图像信号向显示装置21传递，显示内窥镜图像和各种信息等。另外，来自光源装置20的照明光经由连接器部5并经由通用线缆4和操作部3被引导至配置于插入部2的照明光学系统30，朝向周边的观察对象物照射。
如图4和图5所示，本实施方式的照明光学系统30具有扩散元件31作为照明用透镜12。
扩散元件31在摄影光学系统14的径向外方形成为如下的圆环状：在以摄影光学系统14的光轴(中心轴)O为中心的规定的周向范围内以包围摄影光学系统14的方式配置。
另外，扩散元件31具有：入射面32，其使由光导17在插入部2内引导来的照明光入射，反射面(偏转面)33，其通过反射使从该入射面32入射的照明光偏转；以及射出面34，其使在该反射面33处偏转的照明光向径向外方以及前方射出。
入射面32由在扩散元件31的基端侧与光轴O垂直地延伸的平面构成。
反射面33具有朝向前端向径向外方倾斜的锥形形状。反射面33的前端大致沿光轴O平坦地(呈圆筒形)向前方延伸。
另外，射出面34配置在反射面33的径向外方，至少一部分由朝向前端向接近光轴O的方向倾斜的曲面构成。射出面34越过反射面33的前端向前方延伸，与从反射面33向前方延伸的平坦部42连接。
使照明光从光导17入射到扩散元件31的入射区域配置在入射面32的径向内侧部分，反射面33配置在与入射面32在光轴O方向上对置的位置。即，在图5中，满足以下的条件式。
LMb≤LSb＜LMt
LMb≤LSt＜LMt
这里，LMb是反射面33的最小半径尺寸，LMt是反射面33的最大半径尺寸，LSb是入射区域的最小半径尺寸，LSt是入射区域的最大半径尺寸。
由此，反射面33配置在使从入射区域入射到扩散元件31内的照明光的大部分入射并偏转的范围内。
反射面33相对于光轴O的倾斜角度θ被设定为0＜θ≤45°，优选20°≤θ≤45°。由此，能够使从入射区域入射到扩散元件31内并入射到反射面33的大部分的照明光指向径向外方且斜前方。射出面34以如下方式倾斜：使被反射面33偏转来的大部分的照明光以接近90°的角度入射。由此，能够抑制照明光在射出面34上的全反射，从而能够提高光的利用效率。
在图5中，斜线所示的区域可以为通过粘接剂固定在支承扩散元件31的框体15a、15b上从而吸收照明光的吸收面，也可以通过施加金属涂层而作为反射面来构成。
扩散元件31是使至少1种微粒分散在光学上透明的树脂材料(均匀介质、树脂)中而构成的。微粒通过Mie散射使照明光扩散。
扩散元件31是Mie散射理论中的散射系数μs和各向异性参数g满足以下的条件式的元件。
0.06≤μs(1/mm)≤20 (1)
0.5≤g＜1 (2)
通过满足这些条件式，扩散元件31的扩散性足够低，能够通过散射使照明光逐渐扩散，并且后向散射少，能够充分地减少返回到光导17侧的照明光的成分。
更具体而言，扩散元件31满足以下的条件式。
0.005≤|n1-n2|≤0.5 (3)
0.5≤d(μm)≤50 (4)
0.1≤c(重量％)≤50 (5)
这里，n1是树脂材料的折射率，n2是至少一种微粒的折射率，d是微粒的粒子直径，c是微粒相对于树脂材料的质量浓度。
通过由这样的材料构成扩散元件31，能够实现上述条件式(1)的扩散系数和条件式(2)的各向异性参数。
另外，优选上述条件式如下。
0.01≤|n1-n2|≤0.5 (3’)
0.5≤d(μm)≤30 (4’)
0.1≤c(重量％)≤20 (5’)
作为微粒，可以采用二氧化硅、氧化铝、滑石、氧化锆、氧化锌或二氧化钛等无机类微粒、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、苯并胍胺树脂或硅树脂等有机类微粒。另外，也可以采用气泡作为微粒。
另外，作为树脂材料，可以使用聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、丙烯酸聚氨酯类树脂、聚酯丙烯酸酯类树脂、聚氨酯丙烯酸酯类树脂，环氧丙烯酸酯类树脂、聚氨酯类树脂、环氧类树脂、聚碳酸酯类树脂、纤维素类树脂、缩醛类树脂、乙烯基类树脂、聚乙烯类树脂、聚苯乙烯类树脂、聚丙烯类树脂、聚酰胺类树脂、三聚氰胺类树脂、酚醛类树脂、硅类树脂或氟类树脂等。在作为插入到人体内的内窥镜1的最外层来使用的情况下，从生物体适合性或耐药品性等观点出发，优选环烯烃类树脂或磺酸类树脂。
光导17优选形成为在扩散元件31的入射面32的周向上延伸的圆环状。这例如如图6所示，可以通过将光纤束18的射出端成型为圆环状而构成，该光纤束18引导来自光源装置20的照明光。也可以取而代之，如图7和图16所示，将光纤束18沿周向分割为多个，使照明光入射到多个区域中。在图7中，光导17由3个光纤束18构成，各光纤束18成型为形成圆弧的一部分的形状，各光纤束隔开间隔地配置在将扩散元件31三等分而得的各区域中。在图16中，光导17由具有大致圆形的射出面的四个光纤束18构成，各光纤束18隔开间隔地配置在将扩散元件31四等分而得的各区域中。
以下，对这样构成的本实施方式的照明光学系统30的作用进行说明。
根据本实施方式的照明光学系统30，当由光导17引导来的照明光入射到扩散元件31的入射面32时，照明光在扩散元件31内行进的期间，其一部分与微粒碰撞而散射。
在该情况下，本实施方式的照明光学系统30满足条件式(1)、(2)，因此扩散元件31的扩散性足够低，照明光的行进方向因散射而逐渐扩散，并且微粒中的后向散射少，能够充分减少返回到光源装置20侧的照明光的成分。其结果是，具有如下的优点：能够利用从射出面34射出的照明光在宽范围内实施均匀的照明，并且能够降低照明光在扩散元件31内部的损失从而提高照明光的利用效率。
图13是示出扩散元件31的其他例子的图。该扩散元件31具有从反射面33的前端与入射面32大致平行地立起的平坦面50，平坦面50与反射面33的尾端连接。该平坦面50能够用于粘接以及固定扩散元件31。
图14是示出扩散元件31的又一例的图。该扩散元件31在后表面与光导17对置而接收光的平坦的入射面32的外侧，具有相比入射面32向后方突出的突出部51，突出部51的后表面52与射出面34连接。
在该结构中，由于射出面34的在光源装置20侧的尾端位于比光源装置20的发光面靠后方的位置，因此射出面34的有效区域向后方扩展，能够将照明区域扩展至更后方。
另外，在各扩散元件31中，反射面33在其截面上平坦地形成，但也可以为凹面或凸面等具有曲率的形状。这样，反射面33呈现收敛和发散作用，该收敛和发散作用可以用于控制照明光的配光。图15是在图14的例子中使反射面33为凸面的例子。
返回到图5的例子，在本实施方式中，如图8所示，也可以在光导17与扩散元件31之间具有导波部件35，该导波部件35通过内部全反射来引导从光导17射出的照明光，从而使该照明光入射到扩散元件31的入射面32。另外，在图8中，优选满足以下的条件式。
LMb≤LGb＜LMt
LMb≤LGt＜LMt
这里，LGb是导波部件35的最小半径尺寸，LGt是导波部件35的最大半径尺寸。
导波部件35形成为与扩散元件31同轴且在与扩散元件31相同的周向范围内延伸的圆筒状，通过使从光导17的射出端入射的照明光一边沿周向扩散一边沿长度方向行进，能够使均匀的照明光在整周范围内入射到扩散元件31，该光导17的射出端与基端侧的端面对置配置。
特别是，如图9所示，即使在构成光导17的光纤束18在周向上隔开间隔地不连续配置的情况下，也能够通过导波部件35使照明光沿周向扩散，能够使均匀的照明光在整周范围内入射到扩散元件31。
另外，通过由光学上透明的树脂材料和分散在该树脂材料内的微粒构成导波部件35，也可以使导波部件35也具有扩散特性。这样，照明光在导波部件35内也被散射，能够使更均匀的照明光入射到扩散元件31。
另外，也可以将导波部件35形成为沿着长度轴扩展的锥状或缩窄的锥状。通过形成为朝向照明光的行进方向扩展的锥状，能够减小照明光的NA使其入射到扩散元件31。另外，通过形成为朝向照明光的行进方向扩展的锥状，能够增大照明光的NA使其入射到扩散元件31。
另外，扩散元件31和导波部件35可以隔开间隙地配置，也可以通过透明的粘接剂进行粘接。通过透明的粘接剂进行粘接，从而具有如下的优点：能够降低边界面的菲涅耳损失，从而进一步提高照明光的利用效率。另外，也可以通过双色成型将扩散元件31和导波部件35构成为一体。
另外，为了实现导波部件35的内表面上的全反射条件，如图10所示，也可以在导波部件35的内表面和外表面涂覆氟树脂等低折射率的包层材料36。由此，能够将导波部件35粘接固定在框体15b等上，能够容易制造。也可以由粘接剂构成包层材料36，利用包层材料36进行向框体15b的固定。
另外，也可以由相同的扩散材料一体地构成扩散元件31和导波部件35。
在该情况下，如图11所示，也可以采用沿着光轴O延伸的圆筒状部分的前端侧朝向径向外方弯曲并扩展的形状的扩散元件37。
这样，可以代替反射面33，构成通过内部的全反射使照明光偏转的偏转面38，具有如下的优点：能够降低由反射引起的照明光的衰减而进行高效的照明。
另外，通过采用朝向射出面34扩展的纵截面形状，还具有如下的优点：能够抑制因微粒而过度扩散的照明光的扩散，从而提高导光效率。
图12是由仅具有扩散功能的外侧扩散部39和具有偏转功能的导波部37这两个部件构成扩散元件31的例子。在图中，标号40表示外侧扩散部39的入射面。通过使两个部件的扩散性不同，如图16所示，在光导17的光纤束18的大小较小的情况下，具有如下的优点：能够容易地进行兼顾照明光在圆周向上的均匀化以及照明光的利用效率的提高的设计。另外，也可以不使微粒分散在导波部37中，而构成为透明的导光部件。在该情况下，作为导波部37，也可以将光源装置20的光导17成型为向外侧方向弯曲的形状而直接使用。通过使用塑料光纤作为光导17，能够降低由弯曲引起的光量损失，从而能够提高利用效率。
另外，在外侧扩散部39和导波部37这两者都具有扩散功能的情况下，优选两者都满足条件式(1)、(2)。另外，更优选满足条件式(3)、(4)、(5)。
另外，例示使用光导17对来自光源装置20的照明光进行引导的情况并进行了说明，但也可以取而代之，使来自LED或激光光源等的照明光直接入射到扩散元件31或导波部件35。
另外，在本发明中使用的散射系数和各向异性参数是通常的参数，但为了慎重起见，以下简单地进行说明。(参考文献：“Absorption and Scattering of Light by SmallParticlse”，CraigF.Bohren，Donald R.Huffman著，W i l e y-V C H Verlag G m b H&Co.KGaA公司)
在将微粒的散射截面积设为σs，将分散在扩散元件31中的微粒的数量密度设为ρs时，扩散元件31的散射系数μs可以通过下述的式(6)来表示。
μs＝ρsσs (6)
在将微粒的几何截面积设为A，将微粒的散射效率设为Qs时，式(6)中的σs可以通过下述的式(7)来表示。
σs＝QsA (7)
式(7)中的Qs可以通过下述的式(8)来表示。
这里为
式(12)的Jk+0.5(z)、式(13)的Yk+0.5(z)分别是第一类贝塞尔函数和第二类贝塞尔函数。另外，i是虚数单位。
另外，n表示微粒与透明树脂的折射率之比，用下述的式(14)来表示。
x表示微粒的半径a与照明光的波长λ之比，用下式的(15)来表示。
微粒的各向异性参数g表示光被单一粒子散射时的散射角的余弦的平均，可以取-1≤g≤1的值。特别是在g＝-1时，仅向与入射角相反的方向散射，在g＝1时，仅向与入射角相同的方向散射(即，不散射)。另外，在g＝0时成为完全的各向同性散射。g通过下述的式(16)来计算。
另外，式(16)中的*表示复共轭，Re表示{}内的实部。
标号说明
20：光源装置(光源)；30：照明光学系统；31、37：扩散元件；32：入射面；33：反射面(偏转面)；34：射出面；35：导波部件；38：偏转面；39：外侧扩散元件；40：入射面；O：光轴(中心轴)。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种照明光学系统，其中，
该照明光学系统具有扩散元件，该扩散元件使从光源入射的照明光扩散射出，
该扩散元件是使1种以上的微粒分散在均匀介质中而成的，该均匀介质由与该微粒不同的材质构成，并且，该扩散元件满足以下的条件式，
0.06≤μs(1/mm)≤20
0.5≤g＜1
这里，μs是所述扩散元件的散射系数，g是所述均匀介质中的所述微粒的各向异性参数。
2.根据权利要求1所述的照明光学系统，其中，
所述均匀介质是光学上透明的树脂，
该照明光学系统满足以下的条件式，
0.005≤|n1-n2|≤0.5
0.5≤d(μm)≤50
0.1≤c(重量％)≤50
这里，n1是所述树脂的折射率，n2是至少1种所述微粒的折射率，d是所述微粒的粒子直径，c是所述微粒相对于所述树脂的质量浓度。
3.根据权利要求1或2所述的照明光学系统，其中，
所述扩散元件形成为绕该扩散元件的中心轴在整周或周向的一部分范围内延伸的圆环状，并具有：入射面，其配置在所述中心轴方向的一端，使来自所述光源的所述照明光入射；偏转面，其在所述中心轴方向上与该入射面对置地配置，并以如下方式倾斜：与所述中心轴成大于0°且45°以下的角度，随着沿着所述中心轴远离所述入射面而向径向外方延伸，使得入射到所述入射面的所述照明光向径向外方偏转；以及射出面，其配置在比该偏转面靠径向外方的位置，使在所述偏转面处偏转的所述照明光射出，
该射出面以如下方式倾斜：随着沿着所述中心轴远离所述入射面而向径向内方延伸。
4.根据权利要求3所述的照明光学系统，其中，
所述偏转面具有曲率。
5.(修改后)根据权利要求3或4所述的照明光学系统，其中，
所述偏转面配置在将入射到所述扩散元件的所述入射面的所述照明光直接反射的位置。
6.(修改后)根据权利要求3至5中的任意一项所述的照明光学系统，其中，
所述偏转面的径向的宽度尺寸被设定为比所述光源的宽度尺寸大，
所述入射面配置在与所述光源相对并且比所述扩散元件的中心靠所述中心轴侧的位置。
7.(修改后)根据权利要求6所述的照明光学系统，其中，
所述偏转面使入射到所述扩散部件的所述照明光的大部分指向径向外方且斜前方。
8.(修改后)根据权利要求6所述的照明光学系统，其中，
所述扩散元件具有突出部，该突出部在所述入射面的与所述光源相对的部位的外侧沿着所述中心轴方向向后方突出。
所述射出面延伸至所述突出部。
9.(修改后)根据权利要求6所述的照明光学系统，其中，
所述扩散元件具有在所述偏转面的前端与所述入射面大致平行地立起的面。
10.(修改后)根据权利要求6所述的照明光学系统，其中，
所述扩散元件具有在所述偏转面的前端向前方延伸的平坦部以及在该平坦部的前端与所述入射面大致平行地立起的面。
11.(追加)根据权利要求3或4所述的照明光学系统，其中，
所述偏转面以与所述中心轴成20°以上且45°以下的所述角度的方式倾斜。
12.(追加)根据权利要求3或4所述的照明光学系统，其中，
在所述光源与所述入射面之间具有导波部件，该导波部件形成为绕所述中心轴在整周或周向的一部分范围内延伸的圆环状，通过内部全反射来引导从所述光源射出的所述照明光，从而使该照明光入射到所述入射面。
13.(追加)根据权利要求5所述的照明光学系统，其中，
所述导波部件是通过使一种以上的微粒分散在光学上透明的树脂中而作为光扩散元件来构成的。
14.(追加)根据权利要求1或2所述的照明光学系统，其中，
所述扩散元件形成为绕该扩散元件的中心轴在整周或周向的一部分范围内延伸的圆环状的导波路，所述扩散元件的横截面具有从入射面朝向射出面相对于所述中心轴向外侧弯曲的形状，
所述射出面以如下方式倾斜：随着沿着所述中心轴远离所述入射面而向径向内方延伸。
15.(追加)根据权利要求1或2所述的照明光学系统，其中，
该照明光学系统具有：导波路，其在入射面接收到来自所述光源的所述照明光并通过内部全反射而将该照明光引导至射出面；以及外侧扩散元件，其与所述射出面对置地配置，
所述导波路形成为绕该导波路的中心轴在整周或周向的一部分范围内延伸的圆环状，所述导波路的横截面具有从所述入射面朝向所述射出面相对于所述中心轴向外侧弯曲的形状，
所述外侧扩散元件的射出面以朝向前方向径向内侧延伸的方式倾斜。
16.(追加)根据权利要求15所述的照明光学系统，其中，
所述导波路构成为光扩散元件。

Claims (10)

1.一种照明光学系统，其中，
该照明光学系统具有扩散元件，该扩散元件使从光源入射的照明光扩散射出，
该扩散元件是使1种以上的微粒分散在均匀介质中而成的，该均匀介质由与该微粒不同的材质构成，并且，该扩散元件满足以下的条件式，
0.06≤μs(1/mm)≤20
0.5≤g＜1
这里，μs是所述扩散元件的散射系数，g是所述均匀介质中的所述微粒的各向异性参数。
2.根据权利要求1所述的照明光学系统，其中，
所述均匀介质是光学上透明的树脂，
该照明光学系统满足以下的条件式，
0.005≤|n1-n2|≤0.5
0.5≤d(μm)≤50
0.1≤c(重量％)≤50
这里，n1是所述树脂的折射率，n2是至少1种所述微粒的折射率，d是所述微粒的粒子直径，c是所述微粒相对于所述树脂的质量浓度。
3.根据权利要求1或2所述的照明光学系统，其中，
所述扩散元件形成为绕该扩散元件的中心轴在整周或周向的一部分范围内延伸的圆环状，并具有：入射面，其配置在所述中心轴方向的一端，使来自所述光源的所述照明光入射；偏转面，其在所述中心轴方向上与该入射面对置地配置，并以如下方式倾斜：与所述中心轴成大于0°且45°以下的角度，随着沿着所述中心轴远离所述入射面而向径向外方延伸，使得入射到所述入射面的所述照明光向径向外方偏转；以及射出面，其配置在比该偏转面靠径向外方的位置，使在所述偏转面处偏转的所述照明光射出，
该射出面以如下方式倾斜：随着沿着所述中心轴远离所述入射面而向径向内方延伸。
4.根据权利要求3所述的照明光学系统，其中，
所述偏转面具有曲率。
5.根据权利要求3或4所述的照明光学系统，其中，
在所述光源与所述入射面之间具有导波部件，该导波部件形成为绕所述中心轴在整周或周向的一部分范围内延伸的圆环状，通过内部全反射来引导从所述光源射出的所述照明光，从而使该照明光入射到所述入射面。
6.根据权利要求5所述的照明光学系统，其中，
所述导波部件是通过使一种以上的微粒分散在光学上透明的树脂中而作为光扩散元件来构成的。
7.根据权利要求3至6中的任意一项所述的照明光学系统，其中，
所述偏转面通过使所述照明光在内部全反射而使该照明光偏转。
8.根据权利要求1或2所述的照明光学系统，其中，
所述扩散元件形成为绕该扩散元件的中心轴在整周或周向的一部分范围内延伸的圆环状的导波路，所述扩散元件的横截面具有从入射面朝向射出面相对于所述中心轴向外侧弯曲的形状，
所述射出面以如下方式倾斜：随着沿着所述中心轴远离所述入射面而向径向内方延伸。
9.根据权利要求1或2所述的照明光学系统，其中，
该照明光学系统具有：导波路，其在入射面接收来自所述光源的所述照明光并通过内部全反射而将该照明光引导至射出面；以及外侧扩散元件，其与所述射出面对置地配置，
所述导波路形成为绕该导波路的中心轴在整周或周向的一部分范围内延伸的圆环状，所述导波路的横截面具有从所述入射面朝向所述射出面相对于所述中心轴向外侧弯曲的形状，
所述外侧扩散元件的射出面以朝向前方向径向内侧延伸的方式倾斜。
10.根据权利要求9所述的照明光学系统，其中，
所述导波路作为光扩散元件而构成。
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