WO2016103411A1 - 光源装置 - Google Patents

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WO2016103411A1
WO2016103411A1 PCT/JP2014/084360 JP2014084360W WO2016103411A1 WO 2016103411 A1 WO2016103411 A1 WO 2016103411A1 JP 2014084360 W JP2014084360 W JP 2014084360W WO 2016103411 A1 WO2016103411 A1 WO 2016103411A1
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light
light distribution
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primary
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和昭 田村
真博 西尾
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オリンパス株式会社
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the present invention relates to a light source device that converts primary light emitted from a light source into secondary light having different optical characteristics and emits the same.
  • Patent Literature 1 discloses a light source device that can obtain illumination light of a desired irradiation pattern or color using an adapter that can be attached to and detached from the light source device.
  • the light source device includes a light conversion unit that converts excitation light emitted from a light source through a light guide member and emitted as illumination light by the light conversion member.
  • An adapter having an incident diameter larger than the diameter of the emission part of the light conversion unit is attached to the light source device. In this light source device, the light emitted from the light conversion unit can be guided to the adapter to switch the optical characteristics of the illumination light.
  • the present invention provides a light source device that converts the optical characteristics of the primary light emitted from the light guide member and emits the illumination light as illumination light, and has a light distribution characteristic that is an optical characteristic of the illumination light without combining additional members.
  • An object is to provide an adjustable light source device.
  • One embodiment of the present invention includes a primary light source that emits primary light, a light guide member that guides the primary light, and the first light distribution angle that is emitted from the light guide member.
  • a light conversion unit that converts the secondary light into a secondary light having a second light distribution angle different from the first light distribution angle and emits the secondary light; and a secondary light having the second light distribution angle
  • a light distribution adjustment unit that adjusts to illumination light having a light distribution angle of 3 and emits the illumination light, and one of the light distribution adjustment unit and the light conversion unit is the light distribution adjustment unit. Slidably with respect to the other of the light conversion unit and the light distribution adjustment unit from the second light distribution angle of the secondary light to the third light distribution angle of the illumination light.
  • the light source device is capable of adjusting a light distribution adjustment amount that is an amount to be adjusted.
  • the light source device that converts the optical characteristic of the primary light emitted from the light guide member and emits it as illumination light
  • the light distribution characteristic that is the optical characteristic of the illumination light is obtained without combining additional members.
  • An adjustable light source device can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a tip portion of the light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of primary light, primary diffused light, and fluorescence when illumination light is emitted from the light source device in the wide light distribution mode.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a light distribution characteristic of illumination light in the wide light distribution mode.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of primary light, primary diffused light, and fluorescence when illumination light is emitted from the light source device in the first narrow light distribution mode.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a light distribution characteristic of illumination light in the first narrow light distribution mode.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a tip portion of the light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of primary light, primary diffused light, and fluorescence when illumination light is emitted from the light source device in the second narrow light distribution mode.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a light distribution characteristic of illumination light in the second narrow light distribution mode.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the relationship between the distance between the exit surface of the light conversion unit and the cover glass incident surface of the light distribution adjustment unit and the light distribution half-value angle of illumination light.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an illumination spectrum characteristic of illumination light.
  • FIG. 11 is a block diagram schematically illustrating a light source device according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing a tip portion of the light source device in the second embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a light source device 1 according to the first embodiment.
  • the light source device 1 includes an input unit 10, a laser diode (LD) 20 as a primary light source, a light source driving unit 30, an optical fiber 40, a light conversion unit 50, a light distribution adjustment unit 60, and a light distribution adjustment.
  • the unit drive unit 70, the light distribution angle information storage unit 80, and the device control unit 90 are included.
  • the input unit 10, the LD 20, the light source driving unit 30, the light distribution angle information storage unit 80, and the device control unit 90 are arranged in the main body unit 2 of the light source device 1.
  • the light conversion unit 50, the light distribution adjustment unit 60, and the light distribution adjustment unit driving unit 70 are disposed in the elongated insertion unit 3 connected to the main body unit 2.
  • the optical fiber 40 extends from the LD 20 of the main body 2 to the light conversion unit 50 of the insertion section 3.
  • the insertion portion 3 is inserted into the insertion body and irradiates the insertion body with illumination light, what is denoted by reference numeral 3 is referred to as an “insertion portion”. Is done.
  • the insertion part 3 is not limited to the usage mode inserted into the inserted body, and may be a usage mode in which the insertion unit 3 is not inserted.
  • the input unit 10 includes general input devices such as a switch and a keyboard.
  • the input unit 10 has a function of setting power source operation (ON / OFF) of the light source device 1, adjusting the amount of illumination light emitted from the light source device 1, and adjusting the light distribution angle of the illumination light. It has. For example, the user selects and inputs one of a wide light distribution mode, a first narrow light distribution mode, and a second narrow light distribution mode, which will be described later, to the input unit 10.
  • the primary light source is a laser diode (LD) 20 that emits blue laser light having an emission wavelength peak of 445 nm. Therefore, the primary light in this embodiment is defined as blue laser light having a peak at a wavelength of 445 nm.
  • LD laser diode
  • the light source driving unit 30 supplies necessary power to the LD 20 based on a control signal from the device control unit 90 based on a predetermined driving current and a driving interval.
  • the optical fiber 40 is a flexible light guide member, and its base end (incident end) is optically connected to the LD 20 and its distal end (exit end) 41 is optically connected to the light conversion unit 50. .
  • the optical fiber 40 guides the blue laser light emitted from the LD 20 to the light conversion unit 50.
  • the light conversion unit 50 is disposed near the distal end of the insertion portion 3 and is fixed inside the insertion portion 3 with an adhesive member or the like.
  • the light conversion unit 50 receives the primary light guided by the optical fiber 40 and emitted from the exit end 41 thereof, and converts the primary light into secondary light having a light distribution characteristic different from that of the primary light. And inject.
  • the light distribution characteristic of the secondary light emitted from the light conversion unit 50 has a property that does not vary depending on the amount of incident primary light.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the tip of the light source device 1 in the first embodiment.
  • the light conversion unit 50 includes a light conversion member 51, a transparent member 52, a first holder 53, and a first reflection member 54.
  • the light conversion member 51 has a phosphor functioning as a wavelength conversion member and a diffusion member.
  • the light conversion member 51 includes a sealing member that seals the phosphor and the diffusion member.
  • the phosphor in the present embodiment has a property of absorbing primary light (blue laser light) emitted from the LD 20 and converting the wavelength into light having a longer wavelength than the primary light.
  • the phosphor is a powder phosphor represented by YAG: Ce, which absorbs light in the blue wavelength region and converts the wavelength into yellow fluorescence.
  • the diffusing member in the present embodiment converts the primary light incident on the diffusing member into diffused light with a wider divergence angle and lower coherence without changing its wavelength.
  • the diffusion member is obtained by dispersing silicone diffusion particles having a refractive index higher than the refractive index of the sealing material in a transparent sealing material such as a silicone resin, and curing the silicone resin. is there.
  • a transparent sealing material such as a silicone resin
  • a material having a volume concentration of about 20% and a thickness of about 0.1 mm The diffused light of the primary light emitted from the optical fiber exit end 41 can be made sufficiently large so that the light distribution angle of the primary light emitted from the light conversion unit 50 can be sufficiently widened.
  • the transparent member 52 is made of glass or silicone resin having a high transmittance.
  • the transparent member 52 has a property of transmitting the primary light emitted from the optical fiber emission end 41 and the wavelength converted light emitted from the light conversion member 51.
  • the first holder 53 holds the optical fiber 40 (optical fiber exit end 41), the light conversion member 51, and the transparent member 52.
  • the first holder 53 is a cylindrical member that extends in the longitudinal direction of the insertion portion 3, for example.
  • the first holder 53 is formed with a fiber holding hole 53a on the proximal end side and a truncated cone-shaped hollow portion 53b on the distal end side connected to the fiber holding hole 53a.
  • the fiber holding hole 53a has an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the optical fiber 40, and the optical fiber exit end 41 is inserted and held in the fiber holding hole 53a.
  • the hollow portion 53b has a diameter increased along the direction in which the primary light exits from the optical fiber exit end 41. That is, the hollow portion 53 b is a portion that is open so as to expand toward the tip of the first holder 53, and is defined by the first tapered surface 53 c in the first holder 53.
  • the transparent member 52 and the light converting member 51 are arranged in contact with each other in this order in the primary light emitting direction from the optical fiber emitting end 41.
  • the exit surface 51a of the light conversion member 51 and the front end surface 53d of the first holder 53 are arranged on substantially the same plane.
  • the taper angle of the first taper surface 53c is preferably in the vicinity of 10 ° to 60 ° in order to efficiently extract the non-directional fluorescent component and the primary light diffused by the diffusing member from the light conversion unit 50. .
  • the taper angle of the first tapered surface 53c in the present embodiment is 25 °.
  • the first reflecting member 54 is formed on the first tapered surface 53 c of the first holder 53.
  • the first reflecting member 54 in the present embodiment is a metal reflecting film obtained by thinly plating a metal such as silver or aluminum on the first tapered surface 53c.
  • the first reflection member 54 regularly reflects or diffusely reflects the incident light.
  • the light distribution adjustment unit 60 receives secondary light having a fixed light distribution characteristic emitted from the light conversion unit 50, changes the light distribution characteristic of the received secondary light, and emits it as illumination light.
  • the light distribution adjustment unit 60 is connected to the light distribution adjustment unit driving unit 70 and is configured to be movable in the optical axis direction of the primary light emitted from the optical fiber exit end 41a.
  • the light distribution adjustment unit 60 determines the light distribution characteristics of the secondary light emitted from the light conversion unit 50 with respect to the optical axis between the exit surface 51a of the light conversion unit 50 and a cover glass incident surface 63a described later of the light distribution adjustment unit 60. Conversion is performed according to the relative position (distance) in the direction. That is, the light distribution adjustment unit 60 has a property that the light distribution characteristic adjustment amount differs depending on the relative position between the exit surface 51a and the cover glass incident surface 63a.
  • the light distribution adjustment unit 60 in the present embodiment includes a second holder 61, a second reflection member 62, and a cover glass 63.
  • the second holder 61 has a through-hole formed of a guide hole 61a formed on the base end side thereof and a truncated cone-shaped hollow portion 61b connected to the guide hole 61a.
  • the guide hole 61a has an inner diameter larger than the outer diameter of the first holder 53, and the first holder 53 is disposed in the guide hole 61a.
  • the hollow portion 61b is enlarged in diameter along the direction of secondary light emission from the emission surface 51a of the light conversion unit 50. That is, the hollow portion 61 b is a portion that is open so as to expand toward the tip of the second holder 61, and is defined by the second tapered surface 61 c in the second holder 61.
  • a screw hole (not shown) for screwing a ball screw 71 (to be described later) of the light distribution adjustment unit driving unit 70 is formed at the base end of the second holder 61.
  • the second reflecting member 62 is formed on the second tapered surface 61 c of the second holder 61.
  • the second reflecting member 62 is disposed at a position excluding the region on the optical axis of the primary light emitted from the optical fiber exit end 41.
  • the second reflecting member 62 in the present embodiment is a metal reflecting film obtained by thinly plating a metal such as silver or aluminum on the second tapered surface 61c.
  • the secondary light primary diffused light and fluorescence
  • the second reflecting member 62 regularly reflects or diffusely reflects the incident light. That is, the second reflecting member 62 receives the secondary light and changes the traveling direction of the secondary light.
  • the cover glass 63 is a light transmissive member for emitting secondary light whose light distribution characteristics have been converted as illumination light.
  • the cover glass 63 is made of glass having a high transmittance, for example.
  • the cover glass 63 has a disk shape, for example, and is bonded and fixed to the injection end side of the second holder 61.
  • the cover glass incident surface 63a and the exit surface 51a of the light conversion member 51 of the light conversion unit 50 are substantially orthogonal to and substantially parallel to the optical axis of the primary light emitted from the optical fiber exit end 41. Is arranged.
  • the light distribution adjustment unit driving unit 70 moves (advances and retreats) the light distribution adjustment unit 60 back and forth on the optical axis of the primary light emitted from the optical fiber exit end 41.
  • the light distribution adjustment unit driving unit 70 is driven to slide the light distribution adjustment unit 60 on the optical axis of the primary light in response to the drive signal from the device control unit 90.
  • the light distribution adjustment unit driving unit 70 includes, for example, a ball screw 71 that is a holding member, and a micromotor 72 that is coupled to the ball screw 71.
  • the ball screw 71 is screwed into a screw hole (not shown) formed in the second holder 61 of the light distribution adjustment unit 60.
  • the light distribution adjustment unit 60 moves in the advancing direction on the optical axis with respect to the light conversion unit 50, and when it is rotationally driven in the other direction, light Move in the direction opposite to the direction of travel on the axis.
  • the light distribution adjustment unit 60 is slidably disposed with respect to the light conversion unit 50 by the light distribution adjustment unit driving unit 70.
  • Light distribution angle information storage unit 80 In the light distribution angle information storage unit 80, the relative position (distance) between the exit surface 51a of the light conversion member 51 of the light conversion unit 50 and the cover glass incident surface 63a of the light distribution adjustment unit 60 and the light distribution characteristics of illumination light ( Light distribution characteristic control information associated with (light distribution angle) is stored.
  • the light distribution characteristic control information includes light distribution angle information when the relative position (distance) between the light conversion unit 50 and the light distribution adjustment unit 60 changes stepwise or continuously (see FIG. 9).
  • the light distribution angle information storage unit 80 also stores light distribution angle information (fixed value) of the secondary light emitted from the light conversion unit 50. These are, for example, information obtained by measurement in advance when the light source device 1 is manufactured or shipped. Information stored in the light distribution angle information storage unit 80 is read out by the device control unit 90.
  • the light distribution angle information storage unit 80 is not limited to the main storage device built in the main body unit 2, and is an optical disk that stores the above-described light distribution characteristic control information and the like that is separate from the main body unit 2. It may be an external storage device such as a flash memory. Further, the light distribution characteristic control information is not limited to continuous information as shown in FIG. 9, but may be information in a stepwise (discrete) table format.
  • the device controller 90 is communicably connected to the light source driver 30 and the light distribution adjustment unit driver 70.
  • the device controller 90 transmits a control signal to the light source driver 30 to drive the LD 20.
  • the device control unit 90 realizes operating conditions (for example, a wide light distribution mode, a first narrow light distribution mode, and a second narrow light distribution mode, which will be described later) input from the input unit 10. Therefore, a control signal is transmitted to the light distribution adjustment unit driving unit 70, and the light distribution adjustment unit driving unit 70 adjusts the light distribution by the light distribution adjustment unit 60.
  • the device control unit 90 controls the light distribution characteristics indicating the relationship between the positional relationship between the light distribution adjustment unit 60 and the light conversion unit 50 stored in the light distribution angle information storage unit 80 and the light distribution angle of the illumination light.
  • Information is read from the light distribution angle information storage unit 80, the amount of movement of the light distribution adjustment unit 60 required to obtain illumination light having a desired light distribution characteristic is calculated, and light distribution adjustment is performed based on this amount of movement. It has a function of controlling the micro motor 72 of the unit driving unit 70.
  • the device control unit 90 further has a function of extracting a control amount (rotation drive amount) by the micromotor of the light distribution adjustment unit driving unit 70 and a positional relationship between the light distribution adjustment unit 60 and the light conversion unit 50. ing.
  • the device control unit 90 also has a function of controlling the light distribution adjustment unit driving unit 70 in accordance with the driving timing at which the light source driving unit 30 drives the LD 20. Further, the device control unit 90 automatically switches the light distribution characteristics of the illumination light based not only on the manual input from the input unit 10 but also on the basis of, for example, an irradiation pattern with a predetermined light distribution angle set in advance. It also has a function of switching the adjustment unit driving unit 70.
  • the user selects one of the three operation modes of the light source device 1, that is, the wide light distribution mode, the first narrow light distribution mode, and the second narrow light distribution mode, and inputs it to the input unit 10. .
  • the input mode information is transmitted from the input unit 10 to the apparatus control unit 90.
  • the device control unit 90 reads the light distribution characteristic control information corresponding to the selected mode from the light distribution angle information storage unit 80, controls the light distribution adjustment unit driving unit 70, and controls the light distribution adjustment unit 60 for the light conversion unit 50.
  • the relative position of is changed.
  • the device control unit 90 controls the position of the light distribution adjustment unit 60 with respect to the light conversion unit 50 in a stepwise manner by the light distribution adjustment unit driving unit 70.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of primary light, primary diffused light, and fluorescence when illumination light is emitted from the light source device 1 in the wide light distribution mode.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a light distribution characteristic of illumination light in the wide light distribution mode.
  • the wide light distribution mode is a mode in which the light source device 1 emits illumination light with a wide light distribution (for example, a light distribution half-value angle of 120 °).
  • the device control unit 90 uses the light distribution characteristic control information stored in the light distribution angle information storage unit 80 to output the emission surface 51a of the light conversion unit 50 corresponding to this light distribution angle. And a distance A3 (FIGS. 3 and 9) between the light distribution adjusting unit 60 and the cover glass incident surface 63a. Then, the device control unit 90 drives the light distribution adjustment unit driving unit 70 so that the distance between the exit surface 51a and the cover glass incident surface 63a is A3, and the light distribution adjustment unit 60 is moved in the optical axis direction. Move to.
  • the device control unit 90 covers the output surface 51a of the light conversion unit 50 before or after acquiring the input mode information or immediately after reading the distance A3 from the light distribution angle information storage unit 80.
  • the current position information of the glass incident surface 63a is acquired.
  • the apparatus control unit 90 reads the distance A3 from the light distribution angle information storage unit 80 and then drives the light distribution adjustment unit driving unit 70 before driving the light distribution adjustment unit driving unit 70, based on the acquired current position information and the distance A3.
  • the amount of movement of the adjustment unit 60 is calculated.
  • the device control unit 90 transmits a drive signal to the light distribution adjustment unit drive unit 70 to drive the light distribution adjustment unit drive unit 70, and the light distribution adjustment unit 60 is moved in the optical axis direction. Move to desired position.
  • the device control unit 90 transmits a control signal to the light source driving unit 30.
  • the light source drive unit 30 transmits a drive signal to the LD 20 to drive the LD 20.
  • the device control unit 90 transmits a drive signal to the light distribution adjustment unit drive unit 70, and the light distribution adjustment unit drive unit 70 is driven.
  • the adjustment unit 60 is moved to a desired position in the optical axis direction.
  • the LD 20 emits primary light (blue laser light), and the emitted primary light is guided by the optical fiber 40. Then, the primary light emitted from the optical fiber emitting end 41 (indicated by a solid line arrow in FIG. 3) is applied to the light conversion member 51 of the light conversion unit 50.
  • the light distribution angle of the primary light emitted from the optical fiber exit end 41 is a narrow light distribution.
  • the primary light is a first light distribution angle (light distribution half-value angle is about 15 °). Light having a certain light distribution characteristic.
  • the primary light that has been irradiated onto the light conversion member 51 is the primary light emitted from the optical fiber exit end 41.
  • the primary light emitted from the optical fiber exit end 41 Have different diffusion angles. In the present embodiment, these are defined as primary diffused light (indicated by broken arrows in FIG. 3).
  • the wavelength-converted light (fluorescence) (indicated by a one-dot chain line arrow in FIG. 3) emits light without directivity inside the light conversion member 51.
  • a part of the primary diffused light and the fluorescence is emitted in the direction opposite to the traveling direction of the primary light emitted from the optical fiber exit end 41 in the light conversion member 51.
  • the light emitted in the opposite direction is reflected by the first reflecting member 54 and emitted toward the emission surface 51a.
  • the primary diffused light and the fluorescence are emitted as secondary light having a wide light distribution from the emission surface 51 a while repeating the diffusion by the light conversion member 51 and the reflection by the first reflecting member 54.
  • mixed light of primary diffused light and fluorescence emitted from the emission surface 51a is defined as secondary light.
  • the light conversion unit 50 converts the primary light having the first light distribution angle into the secondary light having a second light distribution angle (light distribution half-value angle is about 125 °) different from the first light distribution angle. That is, the light distribution characteristic is converted.
  • the secondary light exhibits a light distribution characteristic aligned symmetrically with respect to the optical axis.
  • the component in the vicinity of the optical axis (90 ° direction in FIG. 4) is directly irradiated onto the cover glass incident surface 63a separated from the emission surface 51a by the distance A3.
  • the irradiated light passes through the cover glass 63 and is emitted as illumination light.
  • the axes of the secondary light components orthogonal to the optical axis (the 0 ° direction and 180 ° direction in FIG. 4). Only the nearby components are changed in the optical path by the second reflecting member 62 of the light distribution adjusting unit 60 and emitted as illumination light.
  • light whose light distribution angle is adjusted from the second light distribution angle of the secondary light by the light distribution adjustment unit 60 is defined as illumination light having a third light distribution angle.
  • the light distribution adjustment unit 60 illuminates the secondary light having the second light distribution angle with the third light distribution angle (light distribution half-value angle is 120 °) while maintaining the wide light distribution. Adjust to light.
  • the adjustment amount when adjusting the secondary light with the second light distribution angle to the illumination light with the third light distribution angle by the light distribution adjustment unit 60 is defined as the light distribution adjustment amount.
  • the light distribution adjustment amount when the second light distribution angle of the secondary light is adjusted to the third light distribution angle of the illumination light by the light distribution adjustment unit 60 is as small as 5 °.
  • the third light distribution angle of light shows a light distribution characteristic close to the characteristic of the second light distribution angle of the secondary light.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of primary light, primary diffused light, and fluorescence when the illumination light is emitted from the light source device 1 in the first narrow light distribution mode.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a light distribution characteristic of illumination light in the first narrow light distribution mode.
  • the first narrow light distribution mode is a mode in which the light source device 1 emits illumination light having a narrower light distribution (for example, a light distribution half-value angle of 65 °) than the light distribution in the wide light distribution mode.
  • the device control unit 90 uses the light distribution characteristic control information stored in the light distribution angle information storage unit 80 to adjust the light emission adjustment surface 51a of the light conversion unit 50 and the light distribution adjustment.
  • the distance A2 (FIGS. 5 and 9) between the unit 60 and the cover glass incident surface 63a is read out.
  • the apparatus control part 90 drives the light distribution adjustment unit drive part 70 so that the distance between the emission surface 51a and the cover glass incident surface 63a may become A2 (A2> A3), and the light distribution adjustment unit 60 is moved in the optical axis direction. Since the operation related to the movement of the light distribution adjustment unit 60 by the apparatus control unit 90 is the same as that in the wide light distribution mode, the description thereof is omitted. Since the operation of the primary light in the light conversion unit 50 is also the same as in the wide light distribution mode, description thereof is omitted.
  • the component in the vicinity of the optical axis is a cover glass separated from the emission surface 51a by a distance A2 as in the case of the wide light distribution mode.
  • the incident surface 63a is directly irradiated, passes through the cover glass 63, and is emitted as illumination light.
  • a part of the secondary light other than the component in the vicinity of the optical axis is reflected by the second reflecting member 62 positioned in front of the light conversion unit 50 (front end side), the optical path thereof is changed, and illumination light is used. It is injected. Since the distance between the exit surface 51a and the cover glass incident surface 63a is greater at the distance A2 than at the distance A3, the amount of secondary light irradiated on the second reflecting member 62 is increased. In the first narrow light distribution mode, the secondary light having the second light distribution angle is adjusted to illumination light having a third light distribution angle (light distribution half-value angle is 65 °).
  • the light distribution adjustment amount adjusted from the second light distribution angle of the secondary light to the third light distribution angle of the illumination light is as large as 60 °, and the third light distribution angle of the illumination light is 2
  • the light distribution characteristic narrowed rather than the 2nd light distribution angle of the next light is shown.
  • the amount of adjustment from the second light distribution angle of the secondary light to the third light distribution angle of the illumination light by the light distribution adjustment unit 60 is defined as a light distribution adjustment amount.
  • the light distribution adjustment unit 60 converts the light distribution half-value angle of the secondary light emitted from the emission surface 51a of the light conversion unit 50 from about 125 ° to about 65 °, and the light distribution conversion amount is changed. It is defined as a light distribution adjustment amount by the light distribution adjustment unit 60. In this case, the light distribution adjustment amount is about 60 °. For this reason, the light distribution conversion amount (15 ° to 125 °) by the light conversion unit 50 is larger than the light distribution adjustment amount (125 ° to 65 °) by the light distribution adjustment unit 60.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of primary light, primary diffused light, and fluorescence when illumination light is emitted from the light source device 1 in the second narrow light distribution mode.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a light distribution characteristic of illumination light in the second narrow light distribution mode.
  • the second narrow light distribution mode is a mode in which the light source device 1 emits illumination light having a narrower light distribution (for example, a light distribution half-value angle of 50 °) than the light distribution in the first narrow light distribution mode.
  • the device control unit 90 uses the light distribution characteristic control information stored in the light distribution angle information storage unit 80 to adjust the light emission adjustment and the emission surface 51a of the light conversion unit 50.
  • the distance A1 (FIG. 7) between the unit 60 and the cover glass incident surface 63a is read out.
  • the device control unit 90 drives the light distribution adjustment unit driving unit 70 so that the distance between the exit surface 51a and the cover glass incident surface 63a is A1 (A1> A2> A3), and the light distribution The adjustment unit 60 is moved in the optical axis direction.
  • the operation related to the movement of the light distribution adjustment unit 60 by the apparatus control unit 90 is the same as in other modes.
  • the operations of the primary light and the secondary light in the light conversion unit 50 are also the same as in other modes.
  • the second narrow light distribution mode As in the first narrow light distribution mode, a portion of the secondary light is transmitted by the second reflecting member 62 positioned in front of the light conversion unit 50 (front end side). Reflected, the optical path is changed, and emitted as illumination light. Since the distance between the exit surface 51a and the cover glass incident surface 63a is greater at the distance A1 than at the distance A2, the amount of secondary light irradiated to the second reflecting member 62 is increased.
  • the light distribution adjustment unit 60 converts the light distribution half-value angle of the secondary light emitted from the emission surface 51a of the light conversion unit 50 from about 125 ° to about 50 °. The light distribution adjustment amount is about 75 °.
  • the present invention is not limited to these, and depending on the position of the light distribution adjustment unit 60 on the optical axis, FIG. As shown in FIG. 5, the light distribution characteristics of the illumination light can be adjusted in the range where the light distribution half-value angle is in the range of 35 ° to 120 °. As described above, the light distribution adjustment amount increases as the distance increases.
  • the exit surface 51a of the light conversion unit 50 is preferably arranged in a region where the second tapered surface 61c formed in the second holder 61 of the light distribution adjusting unit 60 exists in the optical axis direction. That is, the secondary light emitted from the emission surface 51a is transmitted through the cover glass 63 after being reflected by the second tapered surface 61c, so that the transmission through the cover glass 63 is performed regardless of the position of the light distribution adjustment unit 60. It is possible to prevent the rate from changing substantially (maintaining high transmittance).
  • the light distribution adjustment unit 60 when the light distribution adjustment unit 60 is extended further forward than the position shown in FIG. 7 and the emission surface 51 a of the light conversion unit 50 is positioned in the guide hole 61 a of the second holder 61, the secondary light However, reflection is repeated in the guide hole 61a, and the light extraction efficiency decreases. Therefore, it is not preferable that the light distribution adjustment unit 60 be positioned in front of the position shown in FIG.
  • FIG. 9 shows an example of the relationship between the distance between the exit surface 51a of the light conversion unit 50 and the cover glass incident surface 63a of the light distribution adjustment unit 60 and the light distribution half-value angle of illumination light, ie, light distribution characteristic control information.
  • FIG. 9 shows an example of the relationship between the distance between the exit surface 51a of the light conversion unit 50 and the cover glass incident surface 63a of the light distribution adjustment unit 60 and the light distribution half-value angle of illumination light, ie, light distribution characteristic control information.
  • FIG. 9 shows an example of the relationship between the distance between the exit surface 51a of the light conversion unit 50 and the cover glass incident surface 63a of the light distribution adjustment unit 60 and the light distribution half-value angle of illumination light, ie, light distribution characteristic control information.
  • FIG. 9 shows an example of the relationship between the distance between the exit surface 51a of the light conversion unit 50 and the cover glass incident surface 63a of the light distribution adjustment unit 60 and the light distribution half-value angle of illumination light, ie, light distribution characteristic control information.
  • the second reflecting member 62 is required to have a predetermined length or more.
  • the length of the second reflecting member 62 in the slope direction on the second tapered surface 61c is longer than the length of the first reflecting member 54 in the slope direction on the first tapered surface 53c.
  • the taper angle of the second reflecting member 62 may be the same as the taper angle of the first reflecting member 54, or a light distribution adjustment range and mounting space for adjusting the light distribution of the secondary light to the illumination light. It can be set as appropriate in consideration. For example, when 17 ° smaller than 25 ° of the present embodiment is adopted as the taper angle of the second reflecting member 62, the light distribution characteristic with respect to the change in relative position tends to change more slowly than in the case of 25 °. Show. Further, when a taper angle of 35 ° larger than 25 ° in the present embodiment is adopted, the light distribution characteristic with respect to the change in relative position tends to change more rapidly (larger) than in the case of 25 °.
  • the light source device 1 in the present embodiment can be mounted on, for example, a medical or industrial endoscope.
  • FIG. 10 is a diagram showing an illumination spectrum of illumination light.
  • the illumination light is white light having a correlated color temperature of about 6000 K, in which primary diffused light (blue laser light) having a peak P1 and yellow fluorescence having a peak P2 are mixed.
  • the illumination spectrum is determined by a predetermined concentration and thickness condition of the powder phosphor and the diffusing particles mounted on the light conversion unit 50.
  • the illumination spectrum of the secondary light emitted from the light conversion unit 50 is also the same as the illumination spectrum shown in FIG.
  • the second reflecting member 62 formed on the second holder 61 of the light distribution adjusting unit 60 has the same reflectance characteristics in the blue region of the primary diffused light and the yellow region of the fluorescence. Further, the primary diffused light emitted from the light conversion unit 50 and the fluorescent light distribution characteristics are emitted in a uniform light distribution. Accordingly, even if the light distribution characteristic of the illumination light is changed by the light distribution adjustment unit 60, the same emission color can be maintained.
  • the surface on which the second reflecting member 62 is formed in the second holder 61 of the light distribution adjustment unit 60 is not limited to a tapered shape, and may be a concave surface such as a parabolic shape. Further, the surface on which the second reflecting member 62 is formed may be a truncated cone-shaped tapered surface having a different diameter instead of the truncated cone-shaped tapered surface. Further, the surface on which the first reflecting member 54 is formed in the first holder 53 of the light conversion unit 50 is not limited to the tapered shape, and may be a cylindrical shape.
  • the light distribution adjustment unit driving unit 70 may be an electrostatic actuator, an hydraulic / pneumatic actuator, a piezoelectric actuator, a rubber actuator, or the like instead of the micromotor 72 (electromagnetic actuator). In the second embodiment described later, the same applies to the light conversion unit driving unit 170.
  • the user may move the light distribution adjustment unit 60 using, for example, a manual slide without using or providing the light distribution adjustment unit driving unit 70.
  • the light source device 1 that can adjust the light distribution adjustment amount by arranging the light distribution adjustment unit 60 to be slidable with respect to the light conversion unit 50. Further, the secondary light emitted from the light conversion unit 50 can be received, and the light distribution adjustment unit 60 provided with the second reflecting member 62 moves in the optical axis direction. Thus, it is possible to provide the light source device 1 that can be adjusted stepwise or continuously and can emit illumination light having different light distribution angles depending on the light distribution adjustment amount.
  • the light source device 1 includes the relative distance between the emission surface 51a of the light conversion member 51 of the light conversion unit 50 and the cover glass incident surface 63a of the light distribution adjustment unit 60, and the light distribution of illumination light.
  • Light distribution characteristic control information indicating characteristics (light distribution angle) is stored in advance, and illumination light having a predetermined light distribution characteristic can be emitted by moving the light distribution adjustment unit 60 forward and backward based on this information. it can.
  • a cover glass 63 is bonded to the emission end side of the second holder 61 of the light distribution adjustment unit 60, and the distance between the emission surface 51a and the cover glass incident surface 63a is moved by moving them together. Even if the distance is away, the amount of peripheral light, i.e., vignetting is less likely to occur. Therefore, the high light transmittance of the cover glass 63 can be maintained.
  • the secondary light of the light distribution in which the primary diffused light and the fluorescent component are aligned is converted into the light conversion unit by the phosphor and the diffusion member constituting the light conversion member 51 of the light conversion unit 50 and the first reflection member 54. 50 can be injected.
  • a light source device 101 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, the description thereof is omitted, and only configurations different from those in the first embodiment will be described.
  • the light conversion unit 150 is connected to the light conversion unit driving unit 170 and is configured to be movable in the optical axis direction of the primary light emitted from the optical fiber emission end 41a.
  • the light conversion unit 150 includes a light conversion member 151, a transparent member 152, a first holder 153, and a first reflection member 154. These are the same configurations as the corresponding components of the first embodiment unless otherwise specified.
  • the light distribution adjustment unit 160 is disposed near the distal end of the insertion portion 3 and is fixed inside the insertion portion 3 with an adhesive member or the like.
  • the light distribution adjustment unit 160 includes a second holder 161, a second reflecting member 162, and a cover glass 163. These are the same configurations as the corresponding components of the first embodiment unless otherwise specified.
  • the cover glass 163 is bonded and fixed to the second holder 161, but these may be integrated.
  • the light conversion unit drive unit 170 has a function of moving (back and forth) the light conversion unit 150 back and forth on the optical axis of the primary light emitted from the optical fiber exit end 141.
  • the light conversion unit driving unit 170 is driven to slide the light conversion unit 150 on the optical axis of the primary light in response to the drive signal from the device control unit 90.
  • the light conversion unit driving unit 170 includes, for example, a ball screw 171 that is a holding member, and a micromotor 172 that is coupled to the ball screw 171.
  • the ball screw 171 is screwed into a screw hole (not shown) formed in the first holder 153 of the light conversion unit 150.
  • the light conversion unit 150 moves in the advancing direction on the optical axis with respect to the light distribution adjustment unit 160, and light is rotated in the other direction. Move in the direction opposite to the direction of travel on the axis.
  • the light conversion unit 150 is slidably arranged with respect to the light distribution adjustment unit 160 by the light conversion unit driving unit 170.
  • the optical fiber 140 in this embodiment has stretchability and flexibility. Therefore, the optical fiber 140 can be expanded and contracted according to the light conversion unit 150 moving back and forth on the optical axis.
  • the optical fiber 140 also has an optical fiber surplus portion 142 that is longer than the movable distance of the light conversion unit 150 between the LD 20 and the light conversion unit 150.
  • the optical fiber surplus portion 142 is, for example, a portion in which a part of the optical fiber 140 is spirally wound, and is disposed in the insertion portion 3.
  • the user selects one of the three operation modes (wide light distribution mode, first narrow light distribution mode, and second narrow light distribution mode) of the light source device 1 and inputs it to the input unit 10. Then, the input mode information is transmitted from the input unit 10 to the apparatus control unit 90.
  • the device control unit 90 reads the light distribution characteristic control information corresponding to the selected mode from the light distribution angle information storage unit 80, controls the light conversion unit drive unit 170, and controls the light conversion unit 150 with respect to the light distribution adjustment unit 160. Change the relative position.
  • the apparatus control unit 90 controls the position of the light conversion unit 150 with respect to the light distribution adjustment unit 160 in a stepwise manner by the light conversion unit driving unit 170.
  • the illumination light emitted from the light source device 1 in each mode is the same as in the first embodiment.
  • the apparatus control unit 90 when the user selects the wide light distribution mode, the apparatus control unit 90 outputs the light conversion unit 150 corresponding to this light distribution angle from the light distribution characteristic control information stored in the light distribution angle information storage unit 80. A distance A3 between the surface 151a and the cover glass incident end 163a of the light distribution adjustment unit 160 is read out. Then, the device control unit 90 drives the light conversion unit drive unit 170 to move the light conversion unit 150 in the optical axis direction so that the distance between the exit surface 151a and the cover glass incident end 163a is A3. . Similarly, when the user selects the first narrow light distribution mode and the second narrow light distribution mode, similarly, the apparatus control unit 90 sets the light conversion unit driving unit 170 so that the distances A2 and A1 are obtained, respectively. Driven to move the light conversion unit 150 in the optical axis direction.
  • the range in which the light conversion unit 150 is moved on the optical axis is such that the emission surface 151a of the light conversion unit 150 is projected from the emission end of the light distribution adjustment unit 160 in order to efficiently emit secondary light as illumination light. It is preferable that there is a position up to the position where 160 second tapered surface 161c exists (the thickness of cover glass 163).
  • the optical conversion unit 150 that can move in the optical axis direction and the optical fiber 40 that includes the optical fiber surplus portion 142 that can move according to the movement of the light conversion unit 150 are combined to be inserted.
  • the light source device 1 capable of adjusting the light distribution characteristics of the illumination light without changing the shape of the end of the portion 3 can be provided.
  • the light conversion member 151 of the light conversion unit 150 is configured by sealing only a diffusion member that does not include a phosphor and diffuses primary light with a silicone resin. This light conversion member 151 does not generate heat due to conversion loss due to wavelength conversion.
  • heat generation due to loss at the time of light conversion of the light conversion unit 150 is less than in the second embodiment, and the illumination light can be used without changing the shape of the end portion of the insertion portion 3 of the light source device 1. It becomes possible to adjust the light distribution characteristic of the secondary light.
  • the primary light is not limited to blue laser light
  • the set light distribution mode is also limited to the wide light distribution mode, the first narrow light distribution mode, the second narrow light distribution mode, and the like.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source device, 2 ... Main-body part, 3 ... Insertion part, 10 ... Input part, 20 ... Primary light source, 30 ... Light source drive part, 40 ... Optical fiber, 41 ... Optical fiber exit end, 50 ... Light conversion unit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 51 ... Light conversion member, 51 ... Incident surface, 52 ... Transparent member, 53 ... 1st holder, 54 ... 1st reflection member, 60 ... Light distribution adjustment unit, 61 ... 2nd holder, 62 ... Guide hole, 63 ... Cover glass, 63a ... Cover glass incident surface, 70 ... Light distribution adjustment unit drive unit, 80 ... Light distribution angle information storage unit, 90 ... Device control unit.

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Abstract

　１次光を射出する１次光源と、１次光を導光する導光部材と、導光部材から射出された第１の配光角を有する１次光を、第１の配光角とは異なる第２の配光角を有する２次光に変換して射出する光変換ユニットと、２次光の配光角を有する２次光を第３の配光角を有する照明光へと調整して前記照明光を射出する配光調整ユニットとを具備する光源装置が提供される。配光調整ユニットと光変換ユニットとの一方が、配光調整ユニットと光変換ユニットとの他方に対してスライド可能に配置されている。配光調整ユニットは、２次光の第２の配光角から照明光の第３の配光角へと調整する量である配光調整量を調整可能である。

Description

光源装置
　本発明は、光源から射出された１次光を光学特性の異なる２次光に変換して射出する光源装置に関する。
　小型固体光源から射出された光の光学特性を光変換部材により変換して、照明光として射出する光源装置が開発されている。例えば、特許文献１には、光源装置に着脱可能なアダプタを用いて所望の照射パターンや色の照明光を得ることができる光源装置が開示されている。この光源装置は、光源から導光部材を伝達して射出された励起光を光変換部材により変換して照明光として射出する光変換ユニットを有している。光源装置には、光変換ユニットの射出部の径よりも大きい入射径を有するアダプタが取り付けられる。この光源装置では、光変換ユニットから射出される光をアダプタに導光して、照明光の光学特性を切り替えることが可能である。
特開２０１３－２４４２９７号公報
　特許文献１に記載の光源装置では、照明光の光学特性を切り替えるために、光源装置と別体のアダプタを着脱する作業が必要であり、着脱に手間がかかる。また、照明光の光学特性は、アダプタの着脱により調整可能であるが、着脱による２段階の調整以外の調整はできない。
　そこで、本発明は、導光部材から射出された１次光の光学特性を変換して照明光として射出する光源装置において、追加部材を組み合わせることなく、照明光の光学特性である配光特性を調整可能な光源装置を提供することを目的とする。
　本発明の一実施形態は、１次光を射出する１次光源と、前記１次光を導光する導光部材と、前記導光部材から射出された第１の配光角を有する前記１次光を、前記第１の配光角とは異なる第２の配光角を有する２次光に変換して射出する光変換ユニットと、前記第２の配光角を有する２次光を第３の配光角を有する照明光へと調整して前記照明光を射出する配光調整ユニットと、を具備し、前記配光調整ユニットと前記光変換ユニットとの一方が、前記配光調整ユニットと前記光変換ユニットとの他方に対してスライド可能に配置され、前記配光調整ユニットが、前記２次光の前記第２の配光角から前記照明光の前記第３の配光角へと調整する量である配光調整量を調整可能であることを特徴とする光源装置である。
　本発明によれば、導光部材から射出された１次光の光学特性を変換して照明光として射出する光源装置において、追加部材を組み合わせることなく、照明光の光学特性である配光特性を調整可能な光源装置を提供することができる。
図１は、第１の実施形態における光源装置を模式的に示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態における光源装置の先端部を模式的に示す図である。 図３は、広配光モードにおいて光源装置から照明光を射出するときの１次光、１次拡散光及び蛍光の一例を示す図である。 図４は、広配光モードにおける照明光の配光特性の一例を示す図である。 図５は、第１の狭配光モードにおいて光源装置から照明光を射出するときの１次光、１次拡散光及び蛍光の一例を示す図である。 図６は、第１の狭配光モードにおける照明光の配光特性の一例を示す図である。 図７は、第２の狭配光モードにおいて光源装置から照明光を射出するときの１次光、１次拡散光及び蛍光の一例を示す図である。 図８は、第２の狭配光モードにおける照明光の配光特性の一例を示す図である。 図９は、光変換ユニットの射出面と配光調整ユニットのカバーガラス入射面との間の距離と照明光の配光半値角との関係の一例を示す図である。 図１０は、照明光の照明スペクトル特性を示す図である。 図１１は、第２の実施形態における光源装置を模式的に示すブロック図である。 図１２は、第２の実施形態における光源装置の先端部を模式的に示す図である。
　［第１の実施形態］　
　（構成）　
　図１は、第１の実施形態における光源装置１を模式的に示すブロック図である。光源装置１は、入力部１０と、１次光源であるレーザダイオード（ＬＤ）２０と、光源駆動部３０と、光ファイバ４０と、光変換ユニット５０と、配光調整ユニット６０と、配光調整ユニット駆動部７０と、配光角情報記憶部８０と、装置制御部９０とを有している。入力部１０、ＬＤ２０、光源駆動部３０、配光角情報記憶部８０及び装置制御部９０は、光源装置１の本体部２に配置されている。光変換ユニット５０、配光調整ユニット６０及び配光調整ユニット駆動部７０は、本体部２に連結された細長い挿入部３に配置されている。光ファイバ４０は、本体部２のＬＤ２０から挿入部３の光変換ユニット５０まで延びている。
　なお、本実施形態では、挿入部３が被挿入体に挿入されて被挿入体に照明光を照射することを想定しているため、参照符号３で表されるものが「挿入部」と称される。しかしながら、挿入部３は被挿入体に挿入される使用態様に限定されるものではなく、挿入されない使用態様であってもよい。
　（入力部）　
　入力部１０は、スイッチ、キーボード等の一般的な入力デバイスを有している。また、入力部１０は、光源装置１の電源の操作（ＯＮ／ＯＦＦ）や、光源装置１から射出される照明光の光量調整、照明光の配光角の調整を設定する機能を有するユーザーインターフェースを備えている。入力部１０には、ユーザが、例えば、後述する広配光モードと、第１の狭配光モードと、第２の狭配光モードとのいずれかを選択して入力する。
　（１次光源）　
　１次光源は、本実施形態では、発光波長ピーク４４５ｎｍの青色レーザ光を射出するレーザダイオード（ＬＤ）２０である。したがって、本実施形態における１次光は、波長４４５ｎｍにピークを有する青色レーザ光と定義する。
　（光源駆動部）　
　光源駆動部３０は、１次光源であるＬＤ２０を駆動させるために、装置制御部９０からの制御信号に基づいて、所定の駆動電流や駆動間隔により必要な電力をＬＤ２０に供給する。
　（光ファイバ）　
　光ファイバ４０は、可撓性を有する導光部材であり、その基端（入射端）がＬＤ２０に、その先端（射出端）４１が光変換ユニット５０に、それぞれ、光学的に接続されている。光ファイバ４０は、ＬＤ２０から射出される青色レーザ光を光変換ユニット５０まで導光する。本実施形態における光ファイバ４０は、例えばコア径５０μｍ、開口数ＦＮＡ＝０．２のマルチモード光ファイバである。
　（光変換ユニット）　
　光変換ユニット５０は、挿入部３の先端付近に配置され、挿入部３の内部に接着部材等により固定されている。光変換ユニット５０は、光ファイバ４０によって導光されその射出端４１から射出された１次光を受光して、１次光を１次光とは異なる配光特性を有する２次光に変換して射出する。光変換ユニット５０から射出される２次光の配光特性は、入射する１次光の光量により変動しない性質を有している。
　図２は、第１の実施形態における光源装置１の先端部を模式的に示す図である。光変換ユニット５０は、光変換部材５１と、透明部材５２と、第１のホルダ５３と、第１の反射部材５４とを有している。
　光変換部材５１は、波長変換部材として機能する蛍光体及び拡散部材を有している。また光変換部材５１は、蛍光体及び拡散部材を封止している封止部材を有している。本実施形態における蛍光体は、ＬＤ２０から射出される１次光（青色レーザ光）を吸収して、１次光よりも長波長の光に波長変換する性質を有している。具体的には、蛍光体は、ＹＡＧ：Ｃｅで示す粉末蛍光体であり、青色波長域の光を吸収して、黄色の蛍光に波長変換する。また、本実施形態における拡散部材は、拡散部材に入射した１次光を、その波長を変えずに拡がり角を広げ、可干渉性を低くした拡散光に変換する。具体的には、拡散部材は、シリコーン樹脂などの透明な封止材に、封止材の屈折率よりも高い屈折率を有するアルミナの拡散粒子を分散させて、シリコーン樹脂を硬化させたものである。屈折率が１．７以上のアルミナの粒子と、屈折率が１．４のシリコーン樹脂とを組み合わせた光変換部材５１が用いられる場合、体積濃度２０％、厚み０．１ｍｍ程度のものを用いると、光ファイバ射出端４１から射出される１次光の拡散光を充分大きくして、光変換ユニット５０から射出される１次光の配光角を充分広げることができる。
　透明部材５２は、透過率が高いガラスやシリコーン樹脂で構成されている。透明部材５２は、光ファイバ射出端４１から射出される１次光と、光変換部材５１から放射される波長変換光とを透過する性質を有している。
　第１のホルダ５３は、光ファイバ４０（光ファイバ射出端４１）、光変換部材５１及び透明部材５２を保持している。第１のホルダ５３は、例えば挿入部３の長手方向に延びた円柱形状の部材である。第１のホルダ５３には、基端側のファイバ保持孔５３ａと、ファイバ保持孔５３ａとつながっている先端側の円錐台形状の中空部５３ｂとが形成されている。ファイバ保持孔５３ａは、光ファイバ４０の外径と略同一の内径を有し、光ファイバ射出端４１がファイバ保持孔５３ａに挿入されて保持される。中空部５３ｂは、光ファイバ射出端４１からの１次光の射出方向に沿って拡径している。すなわち、中空部５３ｂは、第１のホルダ５３の先端に向かって広がるように開口している部分であり、第１のホルダ５３内の第１のテーパ面５３ｃによって規定されている。
　第１のホルダ５３の中空部５３ｂには、光ファイバ射出端４１からの１次光の射出方向に、透明部材５２と光変換部材５１とがこの順番で互いに接して配置されている。光変換部材５１の射出面５１ａと、第１のホルダ５３の先端面５３ｄとは、略同一平面上に配置されている。
　第１のテーパ面５３ｃのテーパ角度は、無指向性の蛍光成分や、拡散部材により拡散した１次光を光変換ユニット５０から効率良く取り出すために、１０°～６０°付近にあることが好ましい。本実施形態における第１のテーパ面５３ｃのテーパ角度は、２５°である。
　第１の反射部材５４は、第１のホルダ５３の第１のテーパ面５３ｃに形成されている。本実施形態における第１の反射部材５４は、第１のテーパ面５３ｃに銀やアルミニウムなどの金属を薄くめっきした金属反射膜である。第１の反射部材５４は、１次光と光変換部材５１により波長変換された光（蛍光）とがこれに入射したときに、入射した光を正反射又は拡散反射する。
　（配光調整ユニット）　
　配光調整ユニット６０は、光変換ユニット５０から射出される固定の配光特性を有する２次光を受光し、受光した２次光の配光特性を変化させて、照明光として射出する。配光調整ユニット６０は、配光調整ユニット駆動部７０に連結され、光ファイバ射出端４１ａから射出される１次光の光軸方向に移動可能なように構成されている。配光調整ユニット６０は、光変換ユニット５０から射出された２次光の配光特性を、光変換ユニット５０の射出面５１ａと配光調整ユニット６０の後述するカバーガラス入射面６３ａとの光軸方向における相対位置（距離）に応じて変換する。すなわち、配光調整ユニット６０は、射出面５１ａとカバーガラス入射面６３ａとの相対位置によって配光特性調整量が異なる性質を有している。
　本実施形態における配光調整ユニット６０は、第２のホルダ６１と、第２の反射部材６２と、カバーガラス６３とを有している。
　第２のホルダ６１には、その基端側に形成されたガイド孔６１ａと、ガイド孔６１ａとつながっている先端側の円錐台形状の中空部６１ｂとからなる貫通孔が形成されている。ガイド孔６１ａは、第１のホルダ５３の外径よりも大きな内径を有しており、ガイド孔６１ａ内に第１のホルダ５３が配置されている。中空部６１ｂは、光変換ユニット５０の射出面５１ａからの２次光の射出方向に沿って拡径している。すなわち、中空部６１ｂは、第２のホルダ６１の先端に向かって広がるように開口している部分であり、第２のホルダ６１内の第２のテーパ面６１ｃによって規定されている。また、第２のホルダ６１の基端には、配光調整ユニット駆動部７０の後述するボールねじ７１がねじ止めされるためのねじ穴（図示されない）が形成されている。
　第２の反射部材６２は、第２のホルダ６１の第２のテーパ面６１ｃに形成されている。このように、第２の反射部材６２は、光ファイバ射出端４１から射出される１次光の光軸上の領域を除いた位置に配置されている。本実施形態における第２の反射部材６２は、第２のテーパ面６１ｃに銀やアルミニウムなどの金属を薄くめっきした金属反射膜である。第２の反射部材６２は、２次光（１次拡散光及び蛍光）が入射したときに、入射した光を正反射又は拡散反射する。すなわち、第２の反射部材６２は、２次光を受光して２次光の進行方向を変更させる。
　カバーガラス６３は、配光特性が変換された２次光を照明光として射出するための光透過部材である。カバーガラス６３は、例えば、透過率が高いガラスで構成されている。カバーガラス６３は、例えば円盤状であり、第２のホルダ６１の射出端側に接着されて固定されている。本実施形態では、カバーガラス入射面６３ａと光変換ユニット５０の光変換部材５１の射出面５１ａとは、光ファイバ射出端４１から射出される１次光の光軸と略直交し、かつ略平行に配置されている。
　（配光調整ユニット駆動部）　
　配光調整ユニット駆動部７０は、配光調整ユニット６０を光ファイバ射出端４１から射出される１次光の光軸上で前後に移動（進退）させる。配光調整ユニット駆動部７０は、装置制御部９０からの駆動信号を受けて、配光調整ユニット６０を１次光の光軸上においてスライドさせるように駆動される。配光調整ユニット駆動部７０は、例えば保持部材であるボールねじ７１と、ボールねじ７１に連結されたマイクロモータ７２とを有している。
　ボールねじ７１は、配光調整ユニット６０の第２のホルダ６１に形成された不図示のねじ穴にねじ止めされる。ボールねじ７１がマイクロモータ７２により一方向に回転駆動されると、配光調整ユニット６０が光変換ユニット５０に対して光軸上の進行方向に移動して、他方向に回転駆動されると光軸上の進行方向とは逆向きの方向に移動する。
　このように、本実施形態では、配光調整ユニット６０が配光調整ユニット駆動部７０により光変換ユニット５０に対してスライド可能に配置されている。
　（配光角情報記憶部）　
　配光角情報記憶部８０には、光変換ユニット５０の光変換部材５１の射出面５１ａと配光調整ユニット６０のカバーガラス入射面６３ａとの相対位置（距離）と照明光の配光特性（配光角）とが関連付けられた配光特性制御情報が格納されている。配光特性制御情報は、光変換ユニット５０と配光調整ユニット６０との相対位置（距離）が段階的に又は連続的に変化したときの配光角情報を含んでいる（図９参照）。また、配光角情報記憶部８０には、光変換ユニット５０から射出される２次光の配光角情報（固定値）も格納されている。これらは、例えば、光源装置１の製造時や出荷時に予め測定して取得された情報である。配光角情報記憶部８０に格納されている情報は、装置制御部９０により読み出される。
　なお、配光角情報記憶部８０は、本体部２に内蔵されている主記憶装置に限らず、本体部２とは別体の、上述の配光特性制御情報等を記憶している光ディスク、フラッシュメモリなどの外部記憶装置であってもよい。また、配光特性制御情報は、図９に示されるような連続的な情報に限らず、段階的な（離散的な）テーブルの形式の情報であってもよい。
　（装置制御部）　
　装置制御部９０は、光源駆動部３０及び配光調整ユニット駆動部７０に通信可能に接続されている。装置制御部９０は、光源駆動部３０に制御信号を送信し、ＬＤ２０を駆動させる。また、装置制御部９０は、入力部１０から入力された光源装置１の動作条件（例えば、後述する広配光モード、第１の狭配光モード及び第２の狭配光モード）を実現するために、配光調整ユニット駆動部７０に制御信号を送信し、配光調整ユニット駆動部７０が配光調整ユニット６０による配光を調整する。特に、装置制御部９０は、配光角情報記憶部８０に格納されている配光調整ユニット６０と光変換ユニット５０との位置関係と照明光の配光角との関係を示す配光特性制御情報を配光角情報記憶部８０から読み出し、所望の配光特性の照明光を得るために必要とされる配光調整ユニット６０の移動量を算出して、この移動量に基づいて配光調整ユニット駆動部７０のマイクロモータ７２を制御する機能を有している。また、装置制御部９０は、配光調整ユニット駆動部７０のマイクロモータによる制御量（回転駆動量）と、配光調整ユニット６０と光変換ユニット５０との位置関係を抽出する機能もさらに有している。
　また、装置制御部９０は、光源駆動部３０によりＬＤ２０を駆動する駆動タイミングに合わせて、配光調整ユニット駆動部７０を制御する機能も有している。また、装置制御部９０は、照明光の配光特性の切り替えについて、入力部１０からの手動入力だけでなく、例えば予め設定された所定の配光角の照射パターン等に基づいて自動で配光調整ユニット駆動部７０を切り替える機能も有している。
　（動作）　
　ユーザは、光源装置１の３つの動作モード、すなわち、広配光モードと、第１の狭配光モードと、第２の狭配光モードとのいずれかを選択して入力部１０に入力する。そして、入力されたモードの情報が入力部１０から装置制御部９０に伝達される。装置制御部９０は、選択されたモードに対応する配光特性制御情報を配光角情報記憶部８０から読み出し、配光調整ユニット駆動部７０を制御して光変換ユニット５０に対する配光調整ユニット６０の相対位置を変化させる。例えば、装置制御部９０は、配光調整ユニット駆動部７０により光変換ユニット５０に対する配光調整ユニット６０の位置を段階的に動作制御する。　
　以下、各モードにおける光源装置１の動作及び各モードにおいて光源装置１から射出される照明光について説明する。
　（広配光モードにおける動作）　
　図３は、広配光モードにおいて光源装置１から照明光を射出するときの１次光、１次拡散光及び蛍光の一例を示す図である。図４は、広配光モードにおける照明光の配光特性の一例を示す図である。
　広配光モードは、光源装置１が広い配光（例えば配光半値角１２０°）の照明光を射出するモードである。ユーザが広配光モードを選択すると、装置制御部９０は、配光角情報記憶部８０に格納されている配光特性制御情報から、この配光角に対応する光変換ユニット５０の射出面５１ａと配光調整ユニット６０のカバーガラス入射面６３ａとの間の距離Ａ３（図３、図９）を読み出す。そして、装置制御部９０は、射出面５１ａとカバーガラス入射面６３ａとの間の距離がＡ３となるように、配光調整ユニット駆動部７０を駆動させて、配光調整ユニット６０を光軸方向に移動させる。
　例えば、装置制御部９０は、入力されたモードの情報を取得する前又は取得した直後、あるいは、配光角情報記憶部８０から距離Ａ３を読み出した直後、光変換ユニット５０の射出面５１ａに対するカバーガラス入射面６３ａの現在の位置情報を取得する。そして、装置制御部９０は、配光角情報記憶部８０から距離Ａ３を読み出した後で配光調整ユニット駆動部７０を駆動させる前に、取得した現在の位置情報と距離Ａ３とから、配光調整ユニット６０の移動量を算出する。そして、算出した移動量に基づいて、装置制御部９０が配光調整ユニット駆動部７０に駆動信号を送信して配光調整ユニット駆動部７０が駆動され、配光調整ユニット６０を光軸方向において所望の位置に移動させる。
　移動完了後、装置制御部９０が光源駆動部３０に制御信号を送信する。光源駆動部３０は、ＬＤ２０に駆動信号を送信し、ＬＤ２０が駆動される。
　あるいは、光源駆動部３０によりＬＤ２０が駆動されている駆動制御期間において、装置制御部９０が配光調整ユニット駆動部７０に駆動信号を送信して配光調整ユニット駆動部７０が駆動され、配光調整ユニット６０を光軸方向において所望の位置に移動させる。
　ＬＤ２０は１次光（青色レーザ光）を射出し、射出された１次光は、光ファイバ４０により導光される。そして、光ファイバ射出端４１から射出された１次光（図３に実線の矢印で示される）が、光変換ユニット５０の光変換部材５１に照射される。光ファイバ射出端４１から射出される１次光の配光角は狭配光であり、本実施形態では、１次光は、第１の配光角（配光半値角が約１５°）である配光特性を有する光である。
　光変換部材５１に照射された後の１次光のうち、粉末蛍光体で吸収されなかったものと拡散粒子により拡散されたものとは、光ファイバ射出端４１から射出される１次光とは異なる拡散角を有する。本実施形態では、これらを１次拡散光（図３に破線の矢印で示される）と定義する。
　また、光変換部材５１に照射された１次光の一部は、粉末蛍光体に吸収されて波長変換される。波長変換された光（蛍光）（図３に一点鎖線の矢印で示される）は、光変換部材５１の内部で指向性無く発光する。
　また、１次拡散光及び蛍光の一部は、光変換部材５１内において、光ファイバ射出端４１から射出される１次光の進行方向とは逆向きの方向に射出される。逆向きの方向に射出された光は、第１の反射部材５４で反射して、射出面５１ａに向かって射出される。さらに、１次拡散光や蛍光は、光変換部材５１による拡散や第１の反射部材５４による反射を繰り返しながら、射出面５１ａから広い配光を有する２次光として射出される。本実施形態では、射出面５１ａから射出される１次拡散光と蛍光との混合光を２次光と定義する。光変換ユニット５０は、第１の配光角を有する１次光を第１の配光角とは異なる第２の配光角（配光半値角が約１２５°）を有する２次光へと、すなわち、その配光特性を変換する。２次光は、光軸に対して左右対称に揃った配光特性を示す。
　光変換ユニット５０から射出された２次光のうち、光軸（図４における９０°方向）付近の成分は、射出面５１ａから距離Ａ３だけ離れたカバーガラス入射面６３ａに直接照射される。照射された光は、カバーガラス６３を透過して、照明光として射出される。
　広配光モードでは、射出面５１ａとカバーガラス入射面６３ａとの間の距離Ａ３が小さいため、２次光成分のうち、光軸と直交する軸（図４の０°方向及び１８０°方向）付近の成分のみが、配光調整ユニット６０の第２の反射部材６２により光路を変更され、照明光として射出される。本実施形態では、配光調整ユニット６０により２次光の第２の配光角からその配光角を調整された光を、第３の配光角を有する照明光と定義する。広配光モードでは、配光調整ユニット６０は、第２の配光角の２次光を、広配光を維持したまま、第３の配光角（配光半値角が１２０°）の照明光に調整する。
　また、本実施形態では、配光調整ユニット６０により第２の配光角の２次光を第３の配光角の照明光に調整するときの調整量を配光調整量と定義する。広配光モードでは、配光調整ユニット６０により２次光の第２の配光角が照明光の第３の配光角へと調整されるときの配光調整量は５°と小さく、照明光の第３の配光角は２次光の第２の配光角の特性に近い配光特性を示す。
　（第１の狭配光モードにおける動作）　
　図５は、第１の狭配光モードにおいて光源装置１から照明光を射出するときの１次光、１次拡散光及び蛍光の一例を示す図である。図６は、第１の狭配光モードにおける照明光の配光特性の一例を示す図である。
　第１の狭配光モードは、光源装置１が広配光モードにおける配光よりも狭い配光（例えば配光半値角６５°）の照明光を射出するモードである。ユーザが第１の狭配光モードを選択すると、装置制御部９０は、配光角情報記憶部８０に格納されている配光特性制御情報から、光変換ユニット５０の射出面５１ａと配光調整ユニット６０のカバーガラス入射面６３ａとの間の距離Ａ２（図５、図９）を読み出す。そして、装置制御部９０は、射出面５１ａとカバーガラス入射面６３ａとの間の距離がＡ２（Ａ２＞Ａ３）となるように、配光調整ユニット駆動部７０を駆動させて、配光調整ユニット６０を光軸方向に移動させる。装置制御部９０による配光調整ユニット６０の移動に関する動作は広配光モードと同様であるから、その説明は省略する。光変換ユニット５０における１次光の動作もまた、広配光モードと同様であるため、その説明は省略する。
　光変換ユニット５０から射出された２次光のうち、光軸（図６における９０°方向）付近の成分は、広配光モードの場合と同様に、射出面５１ａから距離Ａ２だけ離れたカバーガラス入射面６３ａに直接照射されて、カバーガラス６３を透過し、照明光として射出される。
　光軸付近の成分以外の２次光の一部は、光変換ユニット５０よりも前方（先端側）に位置された第２の反射部材６２で反射して、その光路が変更され、照明光として射出される。距離Ａ３よりも距離Ａ２のほうが射出面５１ａとカバーガラス入射面６３ａとの距離が離れているため、第２の反射部材６２に照射される２次光の量が多くなる。第１の狭配光モードでは、第２の配光角の２次光を第３の配光角（配光半値角が６５°）の照明光に調整する。このように、２次光の第２の配光角から照明光の第３の配光角へと調整される配光調整量は６０°と大きく、照明光の第３の配光角は２次光の第２の配光角よりも狭角化された配光特性を示す。
　また、配光調整ユニット６０により２次光の第２の配光角から照明光の第３の配光角へ調整する量を、配光調整量として定義する。配光調整ユニット６０は、光変換ユニット５０の射出面５１ａから射出される２次光の配光半値角を約１２５°から約６５°へと配光変換しており、その配光変換量を配光調整ユニット６０による配光調整量と定義する。配光調整量は、この場合には約６０°である。このため、光変換ユニット５０による配光変換量（１５°から１２５°）のほうが、配光調整ユニット６０による配光調整量（１２５°から６５°）よりも大きくなる。
　（第２の狭配光モードにおける動作）　
　図７は、第２の狭配光モードにおいて光源装置１から照明光を射出するときの１次光、１次拡散光及び蛍光の一例を示す図である。図８は、第２の狭配光モードにおける照明光の配光特性の一例を示す図である。
　第２の狭配光モードは、光源装置１が第１の狭配光モードにおける配光よりも狭い配光（例えば配光半値角５０°）の照明光を射出するモードである。ユーザが第２の狭配光モードを選択すると、装置制御部９０は、配光角情報記憶部８０に格納されている配光特性制御情報から、光変換ユニット５０の射出面５１ａと配光調整ユニット６０のカバーガラス入射面６３ａとの間の距離Ａ１（図７）を読み出す。そして、装置制御部９０は、射出面５１ａとカバーガラス入射面６３ａとの間の距離がＡ１（Ａ１＞Ａ２＞Ａ３）となるように、配光調整ユニット駆動部７０を駆動させて、配光調整ユニット６０を光軸方向に移動させる。装置制御部９０による配光調整ユニット６０の移動に関する動作は他のモードと同様である。光変換ユニット５０における１次光及び２次光の動作もまた、他のモードと同様である。
　第２の狭配光モードでは、第１の狭配光モードと同様に、２次光の一部が、光変換ユニット５０よりも前方（先端側）に位置された第２の反射部材６２で反射して、その光路が変更され、照明光として射出される。距離Ａ２よりも距離Ａ１のほうが射出面５１ａとカバーガラス入射面６３ａとの距離が離れているため、第２の反射部材６２に照射される２次光の量がより多くなる。第２の狭配光モードでは、配光調整ユニット６０は、光変換ユニット５０の射出面５１ａから射出される２次光の配光半値角を約１２５°から約５０°へと配光変換しており、配光調整量は約７５°である。
　本実施形態では、距離Ａ１、Ａ２、Ａ３における３つの配光特性（配光角）の例を説明してきたが、これらに限らず、配光調整ユニット６０の光軸上の位置により、図９に示されるように、配光半値角が３５°～１２０°付近までの範囲で照明光の配光特性を調整することができる。上述したように、距離が離れるにつれて配光調整量は大きくなる。
　光変換ユニット５０の射出面５１ａは、光軸方向において、配光調整ユニット６０の第２のホルダ６１に形成された第２のテーパ面６１ｃが存在する領域に配置することが好ましい。つまり、射出面５１ａから射出された２次光が第２のテーパ面６１ｃで反射した後にカバーガラス６３を透過するようにすることで、配光調整ユニット６０の位置によらずカバーガラス６３の透過率がほぼ変化しない（高い透過率を維持する）ようにすることができる。
　また、図７に示される位置よりも、さらに前方に配光調整ユニット６０を出して光変換ユニット５０の射出面５１ａが第２のホルダ６１のガイド孔６１ａ内に位置されると、２次光がガイド孔６１ａ内で反射を繰り返し、光取り出し効率が低下する。したがって、配光調整ユニット６０が図７に示される位置よりも前方に位置されることは好ましくない。
　図９は、光変換ユニット５０の射出面５１ａと配光調整ユニット６０のカバーガラス入射面６３ａとの間の距離と照明光の配光半値角との関係、すなわち配光特性制御情報の一例を示す図である。配光半値角は、図示されるように、距離に応じてリニアには変化しない特性を示すことが実験等からわかっている。具体的には、距離が小さい（０．１ｍｍ未満）と、配光半値角は、射出面５１ａに対するカバーガラス入射面６３ａの相対位置の変化に対応して広配光角から狭配光角へ緩やかに変化する。距離がやや大きくなる（０．１～０．２ｍｍ程度）と、少しの相対位置の変化で配光半値角が狭配光角へと急に変化する。距離が大きくなる（０．２ｍｍ以上）と、配光半値角は、相対位置の変化に対応して緩やかに変化し、狭配光角のまま維持される。したがって、配光調整ユニット６０により２次光の配光角を調整するためには、第２の反射部材６２が所定の長さ以上あることが必要とされる。本実施形態では、第２のテーパ面６１ｃにおける第２の反射部材６２のスロープ方向の長さは、第１のテーパ面５３ｃにおける第１の反射部材５４のスロープ方向の長さよりも長い。
　また、第２の反射部材６２のテーパ角度は、第１の反射部材５４のテーパ角度と同じでもよいし、あるいは、２次光を照明光へと配光調整する配光調整範囲や搭載スペースを考慮して適宜設定することができる。例えば、第２の反射部材６２のテーパ角度として本実施形態の２５°よりも小さい１７°を採用した場合、相対位置の変化に対する配光特性は、２５°の場合よりも緩やかに変化する傾向を示す。また、本実施形態の２５°よりも大きいテーパ角度３５°を採用した場合、相対位置の変化に対する配光特性は、２５°の場合よりも急に（大きく）変化する傾向を示す。
　本実施形態における光源装置１は、例えば、医療用や工業用の内視鏡に搭載することができる。
　図１０は、照明光の照明スペクトルを示す図である。照明光は、図示されるように、ピークＰ１を有する１次拡散光（青色レーザ光）とピークＰ２を有する黄色蛍光とが混合された相関色温度約６０００Ｋの白色光である。照明スペクトルは、光変換ユニット５０に搭載されている粉末蛍光体と拡散粒子との所定の濃度や厚さ条件により決定される。光変換ユニット５０から射出される２次光の照明スペクトルも、図１０に示される照明スペクトルと同様である。
　配光調整ユニット６０の第２のホルダ６１に形成されている第２の反射部材６２は、１次拡散光の青色領域と蛍光の黄色領域とで同等の反射率特性を有する。また、光変換ユニット５０から射出される１次拡散光と蛍光の配光特性とは揃った配光で射出される。これらにより、配光調整ユニット６０により照明光の配光特性を変更しても、同じ発光色が維持されることができる。
　なお、配光調整ユニット６０の第２のホルダ６１において第２の反射部材６２が形成される面は、テーパ形状に限らず、放物面形状などの凹面であってもよい。また、第２の反射部材６２が形成される面は、円錐台形状のテーパ面でなく、異径の円錐台形状のテーパ面としてもよい。また、光変換ユニット５０の第１のホルダ５３において第１の反射部材５４が形成される面もまた、テーパ形状に限らず、円柱形状でもよい。
　また、配光調整ユニット駆動部７０は、マイクロモータ７２（電磁アクチュエータ）に代わって、静電アクチュエータ、油空圧アクチュエータ、圧電アクチュエータ、ラバーアクチュエータ等であってもよい。なお、後述する第２の実施形態では光変換ユニット駆動部１７０においても同様である。あるいは、配光調整ユニット駆動部７０を用いずに、又は設けずに、例えば手動によるスライドを用いてユーザが配光調整ユニット６０を移動させてもよい。
　（効果）　
　本実施形態によれば、配光調整ユニット６０が光変換ユニット５０に対してスライド可能に配置されていることにより配光調整量を調整可能な光源装置１を提供することができる。また、光変換ユニット５０から射出される２次光を受光可能で、第２の反射部材６２が設けられた配光調整ユニット６０が光軸方向に移動することにより、配光調整量を２段階を超えて段階的に、あるいは連続的に調整可能で、配光調整量に応じて異なる配光角を有する照明光を射出することができる光源装置１を提供することができる。
　また、本実施形態によれば、光源装置１は、光変換ユニット５０の光変換部材５１の射出面５１ａと配光調整ユニット６０のカバーガラス入射面６３ａとの相対距離と、照明光の配光特性（配光角）とを示す配光特性制御情報を予め記憶しており、これに基づいて配光調整ユニット６０を進退させることにより、所定の配光特性を有する照明光を射出することができる。
　また、配光調整ユニット６０の第２のホルダ６１の射出端側にカバーガラス６３が接着されており、これらを一体として移動させることにより、射出面５１ａとカバーガラス入射面６３ａとの間の距離が離れても周辺光量の低下、いわゆるケラレが発生しにくい。したがって、カバーガラス６３の高い光透過率が維持されることができる。
　また、光変換ユニット５０の光変換部材５１を構成する蛍光体及び拡散部材と、第１の反射部材５４とにより、１次拡散光と蛍光成分が揃った配光の２次光が光変換ユニット５０から射出されることができる。
　［第２の実施形態］　
　本発明の第２の実施形態の光源装置１０１について、図１１並びに図１２を参照して説明する。以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成部材には同じ参照符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
　（構成）　
　本実施形態においては、光変換ユニット１５０は、光変換ユニット駆動部１７０に連結され、光ファイバ射出端４１ａから射出される１次光の光軸方向に移動可能なように構成されている。光変換ユニット１５０は、光変換部材１５１と、透明部材１５２と、第１のホルダ１５３と、第１の反射部材１５４とを有している。これらは、明示されない限り、第１の実施形態の対応する構成要素と同様の構成である。
　配光調整ユニット１６０は、挿入部３の先端付近に配置され、挿入部３の内部に接着部材等により固定されている。配光調整ユニット１６０は、第２のホルダ１６１と、第２の反射部材１６２と、カバーガラス１６３とを有している。これらは、明示されない限り、第１の実施形態の対応する構成要素と同様の構成である。なお、本実施形態では、カバーガラス１６３が第２のホルダ１６１に接着されて固定されて一体となっているが、これらは別体であってもよい。
　光変換ユニット駆動部１７０は、光変換ユニット１５０を光ファイバ射出端１４１から射出される１次光の光軸上で前後に移動（進退）させる機能を有している。光変換ユニット駆動部１７０は、装置制御部９０からの駆動信号を受けて、光変換ユニット１５０を１次光の光軸上においてスライドさせるように駆動される。光変換ユニット駆動部１７０は、例えば保持部材であるボールねじ１７１と、ボールねじ１７１に連結されたマイクロモータ１７２とを有している。ボールねじ１７１は、光変換ユニット１５０の第１のホルダ１５３に形成された不図示のねじ穴にねじ止めされる。ボールねじ１７１がマイクロモータ１７２により一方向に回転駆動されると、光変換ユニット１５０が配光調整ユニット１６０に対して光軸上の進行方向に移動して、他方向に回転駆動されると光軸上の進行方向とは逆向きの方向に移動する。
　このように、本実施形態では、光変換ユニット１５０が光変換ユニット駆動部１７０により配光調整ユニット１６０に対してスライド可能に配置されている。
　本実施形態における光ファイバ１４０は、伸縮性及び可撓性を有している。したがって、光ファイバ１４０は、光変換ユニット１５０が光軸上で進退することに応じて伸縮可能である。光ファイバ１４０はまた、ＬＤ２０と光変換ユニット１５０との間に、光変換ユニット１５０の可動距離以上の光ファイバ余剰部１４２を有している。光ファイバ余剰部１４２は、例えば、光ファイバ１４０の一部が螺旋状に巻かれた部分であり、挿入部３内に配置されている。
　（動作）　
　ユーザは、光源装置１の３つの動作モード（広配光モード、第１の狭配光モード及び第２の狭配光モード）のいずれかを選択して入力部１０に入力する。そして、入力されたモードの情報が入力部１０から装置制御部９０に伝達される。装置制御部９０は、選択されたモードに対応する配光特性制御情報を配光角情報記憶部８０から読み出し、光変換ユニット駆動部１７０を制御して配光調整ユニット１６０に対する光変換ユニット１５０の相対位置を変化させる。例えば、装置制御部９０は、光変換ユニット駆動部１７０により配光調整ユニット１６０に対する光変換ユニット１５０の位置を段階的に動作制御する。各モードにおいて光源装置１から射出される照明光は、第１の実施形態と同様である。
　例えば、ユーザが広配光モードを選択すると、装置制御部９０は、配光角情報記憶部８０に格納されている配光特性制御情報から、この配光角に対応する光変換ユニット１５０の射出面１５１ａと配光調整ユニット１６０のカバーガラス入射端１６３ａとの間の距離Ａ３を読み出す。そして、装置制御部９０は、射出面１５１ａとカバーガラス入射端１６３ａと間の距離がＡ３となるように、光変換ユニット駆動部１７０を駆動させて、光変換ユニット１５０を光軸方向に移動させる。ユーザが第１の狭配光モード及び第２の狭配光モードを選択した場合も、同様に、装置制御部９０が、それぞれ、距離Ａ２、Ａ１となるように、光変換ユニット駆動部１７０を駆動させて、光変換ユニット１５０を光軸方向に移動させる。
　光変換ユニット１５０を光軸上で移動させる範囲は、２次光を照明光として効率良く射出させるために、光変換ユニット１５０の射出面１５１ａが配光調整ユニット１６０の射出端から配光調整ユニット１６０の第２のテーパ面１６１ｃが存在する位置まで（カバーガラス１６３の厚み分）あることが好ましい。
　（効果）　
　本実施形態によれば、光軸方向に移動可能な光変換ユニット１５０と、光変換ユニット１５０の移動に応じて移動可能な光ファイバ余剰部１４２を備えた光ファイバ４０とを組み合わせることにより、挿入部３の端部の形状を変更することなく、照明光の配光特性を調整することが可能な光源装置１を提供することができる。
　［第２の実施形態の変形例］　
　本変形例では、光変換ユニット１５０の光変換部材１５１は、蛍光体を含まず、１次光を拡散する拡散部材のみがシリコーン樹脂に封止されることにより構成されている。この光変換部材１５１では、波長変換による変換損失による発熱が発生しない。
　このような構成の場合、光変換ユニット１５０から射出される２次光として１次拡散光のみが射出され、配光調整ユニット１６０の位置により、１次拡散光の配光角が変化する。
　本変形例によれば、第２の実施形態よりも光変換ユニット１５０の光変換時の損失による発熱が少なく、光源装置１の挿入部３の端部の形状を変更することなく、照明光として２次光の配光特性を調整することが可能となる。
　以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内でさまざまな改良及び変更が可能である。例えば、１次光は青色レーザ光に限定されるものではなく、また、設定される配光モードも、広配光モード、第１の狭配光モード、第２の狭配光モード等に限定されない。
　１…光源装置、２…本体部、３…挿入部、１０…入力部、２０…１次光源、３０…光源駆動部、４０…光ファイバ、４１…光ファイバ射出端、５０…光変換ユニット、５１…光変換部材、５１…入射面、５２…透明部材、５３…第１のホルダ、５４…第１の反射部材、６０…配光調整ユニット、６１…第２のホルダ、６２…ガイド孔、６３…カバーガラス、６３ａ…カバーガラス入射面、７０…配光調整ユニット駆動部、８０…配光角情報記憶部、９０…装置制御部。

Claims (17)

  1. 　１次光を射出する１次光源と、
    　前記１次光を導光する導光部材と、
    　前記導光部材から射出された第１の配光角を有する前記１次光を、前記第１の配光角とは異なる第２の配光角を有する２次光に変換して射出する光変換ユニットと、
    　前記第２の配光角を有する２次光を第３の配光角を有する照明光へと調整して前記照明光を射出する配光調整ユニットと、を具備し、
    　前記配光調整ユニットと前記光変換ユニットとの一方が、前記配光調整ユニットと前記光変換ユニットとの他方に対してスライド可能に配置され、前記配光調整ユニットが、前記２次光の前記第２の配光角から前記照明光の前記第３の配光角へと調整する量である配光調整量を調整可能であることを特徴とする光源装置。
  2. 　前記配光調整ユニットは、前記２次光を受光して前記２次光の進行方向を変更させる第２の反射部材を有し、
    　前記第２の反射部材は、前記導光部材から射出される前記１次光の光軸上の領域を除いた位置に配置されていることを特徴とする請求項１の光源装置。
  3. 　前記導光部材から射出される前記１次光の光軸に沿って前記光変換ユニットを移動させるための光変換ユニット駆動部をさらに具備し、
    　前記１次光の光軸上において、前記光変換ユニット駆動部により移動される前記光変換ユニットの２次光射出端と前記配光調整ユニットの２次光入射端との間の距離が離れるにつれて、前記配光調整量が大きくなることを特徴とする請求項２の光源装置。
  4. 　前記光変換ユニットの２次光射出端と前記配光調整ユニットの２次光入射端との間の距離と、前記照明光の配光特性との関係を表す配光角制御情報を格納している配光角情報記憶部と、
    　前記光変換ユニット駆動部を制御する制御部と、をさらに具備し、
    　前記制御部は、前記配光角情報記憶部から読み出された前記配光角制御情報に基づいて、前記光変換ユニット駆動部を駆動させて前記光変換ユニットを移動させることを特徴とする請求項３の光源装置。
  5. 　前記光変換ユニットは、
    　前記１次光を受光して前記１次光の前記第１の配光角よりも広い配光角を有する１次拡散光に変換し、前記１次拡散光の少なくとも一部を前記１次光の光軸の進行方向に対して後方へ射出する光変換部材と、
    　前記１次拡散光を受光して反射させる第１の反射部材と、
    　前記光変換部材を保持する第１のホルダと、を有し、
    　前記配光調整ユニットは、前記第１のホルダの外径よりも大きい貫通孔を有する第２のホルダを有し、前記第２の反射部材は、前記貫通孔の少なくとも一部に配置されており、
    　前記光変換ユニット駆動部は、前記第１のホルダが前記貫通孔内を移動するように前記光変換ユニットを駆動させることを特徴とする請求項３又は４の光源装置。
  6. 　前記１次光源を駆動する光源駆動部をさらに具備し、
    　前記光源駆動部により前記１次光源が駆動されている駆動制御期間において、前記光変換ユニット駆動部は、前記光変換ユニットが前記光軸方向に移動するように駆動されることを特徴とする請求項３又は４の光源装置。
  7. 　前記導光部材から射出される前記１次光の光軸に沿って前記配光調整ユニットを移動させるための配光調整ユニット駆動部をさらに具備し、
    　前記１次光の光軸上において、前記光変換ユニットの２次光射出端と前記配光調整ユニット駆動部により移動される前記配光調整ユニットの２次光入射端との間の距離が離れるにつれて、前記配光調整量が大きくなることを特徴とする請求項２の光源装置。
  8. 　前記光変換ユニットの２次光射出端と前記配光調整ユニットの２次光入射端との間の距離と、前記照明光の配光特性との関係を表す配光角制御情報を格納している配光角情報記憶部と、
    　前記配光調整ユニット駆動部を制御する制御部と、をさらに具備し、
    　前記制御部は、前記配光角情報記憶部から読み出された前記配光角制御情報に基づいて、前記配光調整ユニット駆動部を駆動させて前記配光調整ユニットを移動させることを特徴とする請求項７の光源装置。
  9. 　前記光変換ユニットは、
    　前記１次光を受光して前記１次光の前記第１の配光角よりも広い配光角を有する１次拡散光に変換し、前記１次拡散光の少なくとも一部を前記１次光の光軸の進行方向に対して後方へ射出する光変換部材と、
    　前記１次拡散光を受光して反射させる第１の反射部材と、
    　前記光変換部材を保持する第１のホルダとを有し、
    　前記配光調整ユニットは、前記第１のホルダの外径よりも大きい貫通孔を有する第２のホルダを有し、前記第２の反射部材は、前記貫通孔の少なくとも一部に配置されており、
    　前記配光調整ユニット駆動部は、前記配光調整ユニットが前記第１のホルダの外周に沿って移動するように前記配光調整ユニットを駆動させることを特徴とする請求項７又は８の光源装置。
  10. 　前記１次光源を駆動する光源駆動部をさらに具備し、
    　前記光源駆動部により前記１次光源が駆動されている駆動制御期間において、前記配光調整ユニット駆動部は、前記配光調整ユニットが前記光軸方向に移動するように駆動されることを特徴とする請求項７又は８の光源装置。
  11. 　前記第２のホルダの前記貫通孔の少なくとも一部には、前記光軸の進行方向に向かって広がるように開口している凹面が形成され、
    　前記光変換ユニットの射出端は、前記凹面が存在する領域に配置されていることを特徴とする請求項３又は７の光源装置。
  12. 　前記２次光を透過する光透過部材をさらに具備し、
    　前記光透過部材は、前記１次光の光軸上の領域に配置されており、前記配光調整ユニットの射出端側に固定されていることを特徴とする請求項３又は７の光源装置。
  13. 　前記第３の配光角は、前記第２の配光角よりも小さいことを特徴とする請求項３又は７の光源装置。
  14. 　前記光変換部材は、前記１次光の一部を吸収して１次光と異なる波長領域の波長変換光に変換する波長変換部材、又は前記波長変換部材と前記１次光の配光角を拡散する拡散部材との複合体であり、
    　前記２次光は、前記１次拡散光と前記波長変換光とが混合された混合光であり、前記光変換ユニットから射出される前記１次拡散光と前記波長変換光との配光角は略等しいことを特徴とする請求項５又は９の光源装置。
  15. 　前記配光調整ユニットによる前記１次拡散光の配光調整量と前記波長変換光の配光調整量とは、略等しいことを特徴とする請求項１４の光源装置。
  16. 　前記光変換ユニットが前記１次光の配光角を前記２次光の配光角へと変換する量を表す前記１次光の配光調整量は、前記２次光の配光調整量よりも大きいことを特徴とする請求項３又は７の光源装置。
  17. 　前記１次光の光軸上における前記第２の反射部材の長さは、前記第１の反射部材よりも長いことを特徴とする請求項５又は９の光源装置。
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