JP2010060728A - 光学素子および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入射した光ビームのサイズを変換する機能などを備えるとともに、多大な手間のかかる調整作業を必要とせず、かつ、小型化が可能な光学素子および照明装置を適用すること。
【解決手段】光学素子１においては、第１入出射部１１に対して、光軸Ｌに平行な光ビームが入射すると、入射した光ビームは、凹状の第１反射面１６で凹状の第２反射面１７に向けて反射される。その際、第１反射面１６で反射した光は焦点位置を通って第２反射面１７に到達する。このため、第２反射面１７で反射した光は、光軸Ｌに平行な光ビームとして第２入出射部１２から出射される。ここで、出射された光ビームのビームサイズ（ビーム径）は、入射した光ビームのビームサイズ（ビーム径）に比較して小さくなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、入射した光ビームのサイズを変換する機能や複数の光ビームを合成する機能を備えた光学素子、およびこの光学素子を光源部に用いた照明装置に関するものである。

照明装置などといった各種光学装置において、平行光束の光径を変換するにあたっては、通常、リレーレンズとコリメートレンズとからなるビームエキスパンダが用いられている（特許文献１参照）。
特開２００６−１１３１８０号公報

しかしながら、従来のビームエキスパンダの場合、鏡筒内でリレーレンズとコリメートレンズの間隔調整や、光軸の調整に多大な手間がかかるという問題点があるとともに、光学装置においてビームエキスパンダが大きな空間を占有してしまうという問題点がある。そこで、カセグレン光学系などといった折り返し光学系を用いて全長を短くすることが提案されているが、かかる光学系を採用した場合でも、調整作業に多大な手間がかかるという問題を解消することができない。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、入射した光ビームのサイズを変換する機能などを備えるとともに、多大な手間のかかる調整作業を必要とせず、かつ、小型化が可能な光学素子および照明装置を適用することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、光軸方向で対向する一方面および他方面を備えた透光部材を備え、前記一方面の外側領域で光ビームが入射または出射する第１入出射部と、前記他方面の外側領域で前記一方面側からみて凹状に湾曲した第１反射面と、前記一方面の内側領域で前記他方面側からみて凹状または凸状に湾曲した第２反射面と、前記他方面の内側領域で、前記第２反射面で反射した光の出射面、あるいは前記第２反射面に向かう光の入射面となる第２入出射部と、を有することを特徴とする。

本発明に係る光学素子において、第１入出射部から入射した光は、凹状の第１反射面で凹状あるいは凸状の第２反射面に向けて反射した後、第２反射面で反射し、入射光より小さなビームサイズの光として第２入出射部から出射される。また、本発明に係る光学素子において、第２入出射部から入射した光は、凹状あるいは凸状の第２反射面で凹状の第１反射面に向けて反射した後、第１反射面で反射し、入射光より大きなビームサイズの光として第１入出射部から出射される。ここで、本発明に係る光学素子は、透光部材の一方面に第１入出射部および第２反射面が形成され、他方面に第１反射面および第２入出射部が形成された一体の光学素子である。このため、第１入出射部、第１反射面、第２反射面および第２入出射部の各位置は、光学素子を製造した際に決定されているので、光学素子を光学装置に搭載する際、鏡筒内でレンズ同士の間隔を調整するなどといった調整作業が不要である。また、本発明に係る光学素子は、一体の光学素子であるため、鏡筒などが不要な分、小型であり、占有する空間が小さい。さらに、本発明に係る光学素子では、透光部材での内部反射を利用するため、色収差が発生しない。さらにまた、反射面が外部に露出していないので、埃の影響を受けないという利点もある。

本発明において、前記第１反射面および前記第２反射面は、焦点位置が同一の放物面であり、前記第１入出射面および前記第２入出射部で入出射される光ビームは平行光線であることが好ましい。このように構成すると、球面収差が発生しないという利点がある。

本発明において、光学素子の形状としては、非球面レンズ形状およびシリンドリカルレンズ形状のいずれの形状でも構成できる。本発明において、非球面レンズ形状を採用した場合、前記第１反射面および前記第２反射面は、回転放物面として形成される。回転放物面とは、放物線をその対称軸を中心として回転させた曲面あるいはその一部である。

本発明において、前記第１入出射部および前記第２入出射部は、光軸に対して直交する平面であることが好ましい。

本発明を適用した光学素子は、前記第１入出射部または前記第２入出射部に向けて光を出射する光源とともに、照明装置の光源部として用いられる。

本発明を適用した照明装置では、前記光源が、前記第１入出射部に沿って配置された複数の発光素子である構成を採用することができる。かかる構成によれば、複数の発光素子から出射された光を合成して１つの光ビームとして出射することができる。

本発明を適用した照明装置では、複数の前記光源部と、当該複数の光源部からの出射光路を合成する光路合成素子と、を備えている構成を採用することができる。

本発明に係る光学素子は、透光部材の一方面に第１入出射部および第２反射面が形成され、他方面に第１反射面および第２入出射部が形成された一体の光学素子である。このため、第１入出射部、第１反射面、第２反射面および第２入出射部の各位置は、光学素子を製造した際に決定されているので、光学素子を光学装置に搭載する際、鏡筒内でレンズ同士の間隔を調整するなどといった調整作業が不要である。また、本発明に係る光学素子は、一体の光学素子であるため、鏡筒などが不要な分、小型であり、占有する空間が小さい。さらに、本発明に係る光学素子では、透光部材での内部反射を利用するため、色収差が発生しない。さらにまた、反射面が外部に露出していないので、埃の影響を受けないという利点もある。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した光学素子および照明装置を説明する。

［実施の形態１］
（構成）
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る光学素子の外観を示す説明図、およびこの光学素子を光軸を含む平面に沿って切断したときの断面図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の光学素子１（ビームサイズ変換用光学素子）は、入射した光ビームをそのサイズを変換して出射する光学素子であって、ビームエキスパンダと同様な機能を有している。光学素子１は、光軸Ｌ方向で対向する一方面１０ａおよび他方面１０ｂを備えた樹脂製あるいはガラス製またはその他の光を透過する材質の透光部材１０を備えており、かかる透光部材１０は、非球面レンズ状の形状を有している。

本形態の光学素子１では、透光部材１０の一方面１０ａの環状の外側領域に、光ビームが入射または出射する第１入出射部１１が形成されており、透光部材１０の他方面１０ｂの環状の外側領域には、一方面１０ａ側からみて凹状に湾曲した第１反射面１６が形成されている。また、本形態の光学素子１では、透光部材１０の一方面１０ａの円形の内側領域には、他方面１０ｂ側からみて凹状に湾曲した第２反射面１７が形成され、透光部材１０の他方面１０ｂの円形の内側領域は、第２反射面１７で反射した光の出射面、あるいは第２反射面１７に向かう光の入射面となる第２入出射部１２になっている。このため、本形態の光学素子１では、透光部材１０の一方面１０ａでは、第２反射面１７に相当する部分が光軸Ｌ方向の一方側に突出した形状になっており、透光部材１０の他方面１０ｂでは、第１反射面１６に相当する部分が光軸Ｌ方向の一方側に突出した形状になっている。

本形態の光学素子１において、第１反射面１６および第２反射面１７は、透光部材１０に対してアルミニウム、銀、その他の金属またはその他の光を反射する反射材料よりなる光反射膜をコーティングした領域であり、第１入出射部１１および第２入出射部１２は、光反射膜が一切、形成されていない領域である。なお、第１入出射部１１および第２入出射部１２では、透光部材１０に対して反射防止膜が形成されることがある。

このような光学素子１において、第１反射面１６および第２反射面１７は、焦点位置が同一の放物面であり、焦点位置は光軸Ｌ上に位置する。ここで、透光部材１０は、非球面レンズ形状を備えた円盤状であり、光軸Ｌ周りに対称な構成を備えている。このため、第１反射面１６および第２反射面１７は、回転放物面として形成されている。また、第１入出射部１１および第２入出射部１２は、光軸Ｌに対して直交する平面になっている。

（本形態の作用）
本形態の光学素子１においては、矢印Ｌ１で示すように、一方面１０ａ側から光が入射して他方面１０ｂ側から出射される場合、第１入出射部１１に対して、光軸Ｌに平行な光ビームが入射すると、入射した光ビームは、凹状の第１反射面１６で凹状の第２反射面１７に向けて反射される。その際、第１反射面１６で反射した光は焦点位置を通って第２反射面１７に到達する。このため、第２反射面１７で反射した光は、光軸Ｌに平行な光ビームとして第２入出射部１２から出射される。ここで、出射された光ビームのビームサイズ（ビーム径）は、入射した光ビームのビームサイズ（ビーム径）に比較して小さくなっている。

これに対して、矢印Ｌ２で示すように、他方面１０ｂ側から光が入射して一方面１０ａから出射される場合、第２入出射部１２に対して、光軸Ｌに平行な光ビームが入射すると、入射した光ビームは、凹状の第２反射面１７で凹状の第１反射面１６に向けて反射される。その際、第２反射面１７で反射した光は焦点位置を通って第１反射面１６に到達する。このため、第１反射面１６で反射した光は、光軸Ｌに平行な光ビームとして第１入出射部１１から出射される。ここで、出射された光ビームのビームサイズ（ビーム径）は、入射した光ビームのビームサイズ（ビーム径）に比較して大きくなっている。

それ故、第１入出射部１１あるいは第２入出射部１２に対して光源を配置すれば、所定サイズの光ビームを出射可能な照明装置を構成することができる。なお、矢印Ｌ１で示すように、一方面１０ａ側から光が入射する場合、第１入出射部１１の外径寸法に対応するビーム径を備えた光ビームが入射する構成の他、第１入出射部１１に沿って複数の光源が配置され、これらの光源から出射された複数の光が束になって、第１入出射部１１の外径寸法に対応する光ビームとして入射する構成を採用することができる。後者の場合、光学素子１は、集光素子としての機能を発揮することになる。

（本形態の主な効果）
このように本形態の光学素子１は、複数のレンズを備えたビームエキスパンダと同様な機能を有するが、本形態の光学素子１は、透光部材１０の一方面１０ａに第１入出射部１１および第２反射面１７が形成され、他方面１０ｂに第１反射面１６および第２入出射部１２が形成された一体の光学素子である。このため、第１入出射部１１、第１反射面１６、第２反射面１７および第２入出射部１２の各位置は、光学素子１を製造した際に決定されているので、光学素子１を光学装置に搭載する際、鏡筒内でレンズ同士の間隔を調整するなどといった調整作業が不要である。また、本形態の光学素子１は、一体の光学素子であるため、鏡筒などが不要な分、小型であり、占有する空間が小さい。

また、本形態に係る光学素子１では、透光部材１０での内部反射を利用するため、色収差が発生しない。しかも、第１反射面１６および第２反射面１７が回転放物面であるため、球面収差を生じない。

さらに、本形態に係る光学素子１では、第１反射面１６および第２反射面１７が透光部材１０に成膜された金属膜の内面反射面であり、反射面が外部に露出していない。従って、第１反射面１６および第２反射面１７に埃が付着しても、かかる埃の影響を受けないという利点や、反射面の劣化が発生しにくいという利点もある。

［実施の形態２］
（構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る光学素子の外観を示す説明図、およびこの光学素子を光軸を含む平面に沿って切断したときの断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるので、共通する機能を有する部分には、同一の符号を付して説明する。

図２（ａ）、（ｂ）において、本形態の光学素子１は、実施の形態１と同様、入射した光ビームをそのサイズを変換して出射する光学素子であって、光軸Ｌ方向で対向する一方面１０ａおよび他方面１０ｂを備えた樹脂製あるいはガラス製またはその他の光を透過する材質の透光部材１０を備えている。

本形態の光学素子１では、実施の形態１と同様、透光部材１０の一方面１０ａの環状の外側領域に第１入出射部１１が形成されており、透光部材１０の他方面１０ｂの環状の外側領域には、一方面１０ａ側からみて凹状に湾曲した第１反射面１６が形成されている。また、本形態の光学素子１では、透光部材１０の一方面１０ａの円形の内側領域には第２反射面１７が形成され、透光部材１０の他方面１０ｂの円形の内側領域は、第２反射面１７で反射した光の出射面、あるいは第２反射面１７に向かう光の入射面となる第２入出射部１２になっている。

ここで、第２反射面１７は、実施の形態１では、他方面１０ｂ側からみたとき凹状に湾曲していたが、本形態では、他方面１０ｂ側からみたとき凸状に湾曲している。このため、透光部材１０の一方面１０ａでは、第２反射面１７に相当する部分が光軸Ｌ方向の他方側に凹んだ形状になっている。

本形態の光学素子１においても、実施の形態１と同様、第１反射面１６および第２反射面１７は、透光部材１０に対してアルミニウム、銀、その他の金属またはその他の光を反射する反射材料よりなる光反射膜をコーティングした領域であり、第１入出射部１１および第２入出射部１２は、光反射膜が一切、形成されていない領域である。なお、第１入出射部１１および第２入出射部１２では、透光部材１０に対して反射防止膜が形成されることがある。

このような光学素子１において、第１反射面１６および第２反射面１７は、焦点位置が同一の放物面であり、焦点位置は光軸Ｌ上に位置する。ここで、透光部材１０は、非球面レンズ形状を備えた円盤状であり、光軸Ｌ周りに対称な構成を備えている。このため、第１反射面１６および第２反射面１７は、回転放物面として形成されている。また、第１入出射部１１および第２入出射部１２は、光軸Ｌに対して直交する平面になっている。

（本形態の作用）
本形態の光学素子１においては、矢印Ｌ１で示すように、一方面１０ａ側から光が入射して他方面１０ｂ側から出射される場合、第１入出射部１１に対して、光軸Ｌに平行な光ビームが入射すると、入射した光ビームは、凹状の第１反射面１６で凸状の第２反射面１７に向けて反射される。その際、第１反射面１６で反射した光は焦点位置に向かって進行し第２反射面１７に到達する。このため、第２反射面１７で反射した光は、光軸Ｌに平行な光ビームとして第２入出射部１２から出射される。ここで、出射された光ビームのビームサイズ（ビーム径）は、入射した光ビームのビームサイズ（ビーム径）に比較して小さくなっている。

これに対して、矢印Ｌ２で示すように、他方面１０ｂ側から光が入射して一方面１０ａから出射される場合、第２入出射部１２に対して、光軸Ｌに平行な光ビームが入射すると、入射した光ビームは、凸状の第２反射面１７で凹状の第１反射面１６に向けて反射される。その際、第２反射面１７で反射した光は焦点位置から出射されたような光線を描きながら第１反射面１６に到達する。このため、第１反射面１６で反射した光は、光軸Ｌに平行な光ビームとして第１入出射部１１から出射される。ここで、出射された光ビームのビームサイズ（ビーム径）は、入射した光ビームのビームサイズ（ビーム径）に比較して大きくなっている。

それ故、第１入出射部１１あるいは第２入射部に対して光源を配置すれば、所定サイズの光ビームを出射可能な照明装置を構成することができる。なお、本形態でも、矢印Ｌ１で示すように、一方面１０ａ側から光が入射する場合、第１入出射部１１の外径寸法に対応するビーム径を備えた光ビームが入射する構成の他、第１入出射部１１に沿って複数の光源が配置され、これらの光源から出射された複数の光が束になって、第１入出射部１１の外径寸法に対応する光ビームとして入射する構成を採用することができる。後者の場合、光学素子１は、集光素子としての機能を発揮することになる。

（本形態の主な効果）
本形態の光学素子１も、実施の形態１と略同様な構成を有するため、光学素子１を光学装置に搭載する際、鏡筒内でレンズ同士の間隔を調整するなどといった調整作業が不要であるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、本形態の光学素子１では、第２反射面１７が他方面１０ｂ側からみたとき凸状に湾曲しているため、透光部材１０の一方面１０ａでは、第２反射面１７に相当する部分が光軸Ｌ方向の他方側に凹んだ形状になっている。このため、本形態の光学素子１は、実施の形態１の光学素子１に比して、光軸Ｌ方向の寸法が小さいという利点がある。

［実施の形態１、２の変形例］
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１の変形例に係る光学素子１の説明図、および本発明の実施の形態２の変形例に係る光学素子１の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１、２と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図１および図２を参照して説明した実施の形態１、２に係る光学素子１（ビームサイズ変換用光学素子）は、透光部材１０が非球面レンズ状の円盤形状であったが、本例では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、透光部材１０がシリンドリカルレンズ状の部分円柱形状を備えている。このような構成の透光部材１０に対して、第１入出射部１１、放物面からなる第１反射面１６、放物面からなる第２反射面１７、および第２入出射部１２を形成した場合も、入射した光ビームのビームサイズを変換して出射することができる。また、第１入出射部１１あるいは第２入射部に対して光源を配置すれば、所定サイズの光ビームを出射可能な照明装置を構成することができる。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、第１反射面１６および第２反射面１７を放物面としたが、放物面からわずかに変形していてもよく、第１反射面１６の焦点位置と第２反射面１７の焦点位置がわずかにずれている構成を採用してもよい。また、第１入出射部１１あるいは第２入出射部１２に入射する光ビームについては光軸Ｌに対して完全な平行光でなくても、わずかに光線が傾いた光ビームが第１入出射部１１あるいは第２入出射部１２入射する構成であってもよい。

また、上記実施の形態では、第１入出射部１１および第２入出射部１２を平面としたが、第１入出射部１１あるいは第２入出射部１２は平面でなくても良い。この場合、エキスパンダーとしてではなく、結像レンズとして作用することになる。

矢印Ｌ１で示すように、一方面１０ａ側から平行光が入射して他方面１０ｂ側から出射される場合、第１入出射部１１が平面で第２入出射部１２が他方面１０ｂ側から見て凸面である場合は、第１入出射部１１に対して、光軸Ｌに平行な光ビームが入射すると、入射した光ビームは、凹状の第１反射面１６で凸状の第２反射面１７に向けて反射される。その際、第１反射面１６で反射した光は焦点位置に向かって進行し第２反射面１７に到達する。第２反射面１７で反射した光は、第２入出射部１２の曲率に応じた焦点の位置に結像するように出射される。

これに対して、矢印Ｌ２で示すように、他方面１０ｂ側から光が入射して一方面１０ａから出射される場合、第２入出射部１２が平面で第１入出射部１１が一方面１０ａ側から見て凸面である場合、第２入出射部１２対して、光軸Ｌに平行な光ビームが入射すると、入射した光ビームは、凸状の第２反射面１７で凹状の第１反射面１６に向けて反射される。その際、第２反射面１７で反射した光は焦点位置から出射されたような光線を描きながら第１反射面１６に到達する。第１反射面１６で反射した光は、第1入出射部１１の曲率に応じた焦点の位置に結像するように出射される。

また、第１入出射部１１が一方面１０ａ側からみて凸面であり、第２入出射部１２が他方面１０ｂ側から見て凸面である場合、矢印Ｌ１で示すように、一方面１０ａ側から第1入出射部１１の焦点を発光点とする光束が入射して他方面１０ｂ側から出射される場合、入射した光ビームは、凹状の第１反射面１６で凸状の第２反射面１７に向けて反射される。その際、第１反射面１６で反射した光は焦点位置に向かって進行し第２反射面１７に到達する。第２反射面１７で反射した光は第２入出射部１２の焦点の位置に結像することになる。

これに対して、矢印Ｌ２で示すように、他方面１０ｂ側から第２入出射部１２の焦点を発光点とする光束光が入射して一方面１０ａから出射される場合、入射した光ビームは、凸状の第２反射面１７で凹状の第１反射面１６に向けて反射される。その際、第２反射面１７で反射した光は焦点位置から出射されたような光線を描きながら第１反射面１６に到達する。第１反射面１６で反射した光は、第1入出射部１１の曲率に応じた焦点の位置に結像するように出射される。

何れの場合も、第１入出射部１１および第２入出射部１２の凸面は非球面であることが望ましい。

この他、光学素子１の用途に応じて、第１入出射部１１を一方面１０ａ側からみて凹面とし、または、第２入出射部１２を他方面１０ｂ側から見て凹面としてもよい。すなわち、第１入出射部１１は、一方面１０ａ側からみて、平面、凸面および凹面のいずれかとすることができ、第２入出射部１２も、他方面１０ｂ側から見て、平面、凸面および凹面のいずれかとすることができる。

［照明装置の構成例］
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態２に係る光学素子１を用いた照明装置の外観を示す説明図、その光学的作用を示す説明図、および比較例に係る照明装置の説明図である。

図４（ａ）、（ｂ）に示す照明装置１００は、蛍光分析機やパーティクルモニターなどに用いられる照明装置であり、レーザダイオードや発光ダイオードなどの複数の発光素子１２１の各々から出射された平行光束を、図２を参照して説明した光学素子１で集光し、対物レンズ１６０を介して照射対象物２００に照射する。また、本形態の照明装置１００では、波長の異なる２つの光ビームをダイクロイックミラー１４０（光路合成素子）で合成した後、対物レンズ１６０を介して照射対象物２００に照射する。

このため、本形態の照明装置１００は、まず、図２を参照して説明した光学素子１（ビームサイズ変換用光学素子）の第１入出射部１１に沿って、レーザダイオードや発光ダイオードなどの発光素子１２１を備えた光源１２０が複数、環状に配置された光源部（第１光源部１１０ａおよび第２光源部１１０ｂ）を２組備えており、かかる２組の光源部において、発光素子１２１が出射する光の波長が相違している。複数の光源１２０はいずれも、回転放物面を備えたリフレクタ１２２を備えており、リフレクタ１２２の焦点位置に発光素子１２１が配置されている。このため、複数の光源１２０はいずれも、平行光を光学素子１の第１入出射部１１に入射するコリメート光源である。

ここで、第１光源部１１０ａおよび第２光源部１１０ｂは、各々の出射光軸が直交するように配置されている。そこで、照明装置１００のハウジング１３０の内部には、第１光源部１１０ａおよび第２光源部１１０ｂの出射光軸の各々に対して４５°の傾きをもって光路合成用のダイクロイックミラー１４０が配置されている。また、ダイクロイックミラー１４０と第１光源部１１０ａとの間、およびダイクロイックミラー１４０と第２光源部１１０ｂとの間には、バンドパスフィルタ１７１、１７２が配置されている。さらに、第１光源部１１０ａの出射光軸の延長線上には、偏向ミラー１５０が配置されている。このため、第１光源部１１０ａおよび第２光源部１１０ｂから出射された光ビームは、ダイクロイックミラー１４０で合成された後、偏向ミラー１５０で対物レンズ１６０に向けて反射され、対物レンズ１６０を介して照射対象物２００に照射される。なお、本実施の形態では、偏向ミラー１５０はダイクロイックミラーで構成しているが、その他の偏向ミラーで構成してもよい。

このように構成した照明装置１００では、図２を参照して説明した光学素子１（ビームサイズ変換用光学素子）によって、複数の光源１２０から出射された光を１つの光ビームに合成しているため、図４（ｃ）に示す比較例に係る照明装置に比較して大きな光量をもって光ビームを照射対象物２００に照射することができる。すなわち、図４（ｃ）に示す比較例に係る照明装置では、１つの光源部１１０に１つの光源１２０しか配置できないのに対して、本形態の照明装置では、１つの光源部１１０に複数の光源１２０を用いることができる。

なお、図４（ａ）、（ｂ）に示す照明装置では、図２を参照して説明した光学素子１（ビームサイズ変換用光学素子）を用いたが、図１を参照して説明した光学素子１（ビームサイズ変換用光学素子）を用いてもよい。

（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る光学素子の外観を示す説明図、およびこの光学素子を光軸を含む平面に沿って切断したときの断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る光学素子の外観を示す説明図、およびこの光学素子を光軸を含む平面に沿って切断したときの断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１の変形例に係る光学素子の説明図、および本発明の実施の形態２の変形例に係る光学素子の説明図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態２に係る光学素子を用いた照明装置の外観を示す説明図、その光学的作用を示す説明図、および比較例に係る照明装置の説明図である。

符号の説明

１ 光学素子（ビームサイズ変換用光学素子）
１０ 透光部材
１０ａ 透光部材の一方面
１０ｂ 透光部材の他方面
１１ 第１入出射部
１２ 第２入出射部
１６ 第１反射面
１７ 第２反射面
１００ 照明装置
１１０ａ 第１光源部
１１０ｂ 第２光源部
１２１ 発光素子
１２０ 光源
１４０ ダイクロイックミラー（光路合成素子）

Claims (7)

1. 光軸方向で対向する一方面および他方面を備えた透光部材を備え、
   前記一方面の外側領域で光ビームが入射または出射する第１入出射部と、
   前記他方面の外側領域で前記一方面側からみて凹状に湾曲した第１反射面と、
   前記一方面の内側領域で前記他方面側からみて凹状または凸状に湾曲した第２反射面と、
   前記他方面の内側領域で、前記第２反射面で反射した光の出射面、あるいは前記第２反射面に向かう光の入射面となる第２入出射部と、
   を有することを特徴とする光学素子。
2. 前記第１反射面および前記第２反射面は、焦点位置が同一の放物面であり、
   前記第１入出射面および前記第２入出射部で入出射される光ビームは平行光線であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
3. 前記第１反射面および前記第２反射面は、回転放物面であることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
4. 前記第１入出射部および前記第２入出射部は、光軸に対して直交する平面であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学素子。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学素子と、前記第１入出射部または前記第２入出射部に向けて光を出射する光源と、を備えた光源部を有していることを特徴とする照明装置。
6. 前記光源は、前記第１入出射部に沿って配置された複数の発光素子であることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 複数の前記光源部と、
   当該複数の光源部からの出射光路を合成する光路合成素子と、
   を備えていることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。

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