專利名稱：光源裝置的制作方法
光源裝置技術(shù)區(qū)域本發(fā)明涉及對光導件提供光的光源裝置，特別是涉及內(nèi)窺鏡用的光源裝置。
背景技術(shù)：
關于對光導件提供光的光源裝置的出射光，不僅光強度分布特性重要，包含角度分布特性的配光(angular distribution)特性也重要。S卩，為了確保內(nèi)窺鏡圖像的明亮度，要求光源裝置具有使來自光源的光高效地耦合入光導件的聚光性能，不僅如此，為了確保內(nèi)窺鏡圖像的外周部的明亮度，還要求光源裝置具有使入射角大的光束相對于光軸附近 的光束能夠保持相對強度的廣配光特性。在要求照射明亮光的內(nèi)窺鏡用光源裝置中，使用氙氣燈或者金屬鹵化物燈等放電燈作為光源燈。但是，在使用具有在光路中配設放電電極的放電燈的光源燈的情況下，放電電極和內(nèi)部裝設有放電電極的光閥遮斷光，因此產(chǎn)生了所射出的光束的中央?yún)^(qū)域變暗、即所謂的中空現(xiàn)象。與此相對地，在使用具有通過將放電電極、光閥以及反射鏡開口直徑等細徑化來改善所射出的光而使得射出更為明亮的光的放電燈的光源燈的情況下，與上相反地所射出的光束的中央?yún)^(qū)域的光量比周圍區(qū)域的光量強。申請人:在日本特開2003-331622號公報中公開了一種具有積分(integrator)部的光源裝置。積分部由入射側(cè)積分透鏡、出射側(cè)積分透鏡以及積分用聚光透鏡構(gòu)成。入射到入射側(cè)積分透鏡的照明光在被分割為多個光軸的光束之后，入射到相向的出射側(cè)積分透鏡，在此各光束被擴散后通過積分用聚光透鏡而被合成為大致同心，并向聚光透鏡側(cè)射出。但是，積分部需要隔開間隔地配置多個透鏡，因此光源裝置難以實現(xiàn)小型化。本發(fā)明的目的在于提供一種具有廣配光特性的小型的光源裝置。

發(fā)明內(nèi)容
用于解決問題的方案本發(fā)明的實施例的光源裝置具備光源部，其射出中央?yún)^(qū)域的光量比周圍區(qū)域的光量強的光束；聚光光學系統(tǒng)，其會聚所入射的光束；配光校正光學元件，其配設在上述光源部與上述聚光光學系統(tǒng)之間，中央部具有比周圍部強的負的放大率；以及連接部，其能夠裝卸自如地連接于光導件，該光導件用于引導由上述聚光光學系統(tǒng)會聚的光束。


圖I是第一實施方式的光源裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是第一實施方式的光源裝置的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖3A是用于說明由光源部射出的光束的強度分布的圖。圖3B是用于說明由光源部射出的光束的強度分布的圖。圖4A是第一實施方式的光源裝置的配光校正光學元件的主視圖。圖4B是第一實施方式的光源裝置的配光校正光學元件的截面圖。
圖5是光源裝置的配光特性圖。圖6是光源裝置的配光特性圖。圖7是光源裝置的配光特性圖。圖8是光源裝置的配光特性圖。圖9是第二實施方式的光源裝置的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖10是光源裝置的配光特性圖。
圖11是第三實施方式的光源裝置的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式<第一實施方式>如圖I所示，第一實施方式的光源裝置I與內(nèi)窺鏡2、(XU (照相機控制單元)3、監(jiān)視器4等一起構(gòu)成內(nèi)窺鏡系統(tǒng)5。內(nèi)窺鏡2具有操作部2B，其配設在插入體腔內(nèi)的細長的插入部2A的基端側(cè)；以及光導件線纜2C，其連接于操作部2B的側(cè)面部。在光導件線纜2C的延伸出的前端部設置有光導件連接器2C1，光導件連接器2C1能夠與光源裝置I的連接部40相連接。在光導件線纜2C中貫穿有光導件2D。光源裝置I產(chǎn)生的光經(jīng)由光導件2D被引導至插入部2A的前端部，并經(jīng)由照明光學系統(tǒng)2E朝向被攝體射出。利用配設在前端部的CCD等攝像元件(未圖示)對所照射的被攝體進行攝像，攝像信號在通過CXU 3進行信號處理之后作為內(nèi)窺鏡圖像顯示在監(jiān)視器4的畫面上。如圖I和圖2所示，光源裝置I具備光源部10、濾波部15、作為配光校正光學系統(tǒng)的配光校正光學元件(以下也稱為“校正元件”)20、聚光光學系統(tǒng)30以及連接部40。光源部10具有包括氙氣燈或者金屬鹵化物燈等放電燈的光源11和拋物面形狀的反射鏡12。光源11在光路中具有細徑的電極11A。而且，如圖3A所示，利用產(chǎn)生中空現(xiàn)象的光源部射出的光束在光軸O的附近、即中央?yún)^(qū)域的光量比在周圍區(qū)域的光量少。與此相對地，如圖3B所示，利用光源部10射出的光束在中央?yún)^(qū)域的光量比在周圍區(qū)域的光量強。此外，圖3A和圖3B所示的有效光束直徑(ED)是具有由光源部射出的光束的95%的光量的光束的外徑(以下也簡單稱為“直徑”)。光源部10是具有細徑的放電電極IlA和光閥并射出強光量的光束的規(guī)格，因此例如具有如下的中央的相對強度高的光束分布，即有效光束直徑(ED)的中央±30%的直徑內(nèi)的光束密度相對于中央(光軸上)的光束密度為80%以下。此外，如果是射出中央?yún)^(qū)域的光量比周圍區(qū)域的光量強的光束的光源裝置，則可以使用發(fā)光二極管等作為光源，也可以不具有反射鏡12。濾波部15具有紫外線截止濾波器15A(L2)、紅外線截止濾波器15B(L4)。例如，紫外線截止濾波器15A是使可視光透過而遮斷紫外光的濾波器，紅外線截止濾波器15B是使可視光透過而遮斷紅外光的濾波器。如圖4A和圖4B所示，校正元件20(L6)是一片大致平板狀的玻璃。校正元件20在一個表面的中央部形成有凹部23，中央部成為負的放大率的透鏡。例如像后述那樣，凹部23的壁面是曲率半徑為40mm的球面，深度為280 μ m。如果為了使校正元件20的中央部的形狀是構(gòu)成負的放大率的透鏡的形狀，則既可以是圓錐形狀，也可以是菲涅耳透鏡或者是衍射光柵。但是，基于制造容易性的觀點優(yōu)選采用球面形狀。即，在平板玻璃一面的中央形成有球面狀的凹部的校正元件20易于制造且廉價。聚光光學系統(tǒng)30由前透鏡群30F和后透鏡群30R構(gòu)成，前透鏡群30F具有透鏡L8、L10、L12，后透鏡群30R具有L14、L16、L18。聚光光學系統(tǒng)30是所謂的中繼光學系統(tǒng)，即在由前透鏡群30F將入射的光束會聚到焦點FlO之后，光束擴散并再次會聚到后透鏡群30R的焦點F11。關于 作為中繼光學系統(tǒng)的聚光光學系統(tǒng)30,由于前透鏡群30F與后透鏡群30R之間的光束的相對于光軸O的角度小，因此適于在前透鏡群30F與后透鏡群30R之間配設濾色器等。此外，后透鏡群30R的有效半徑比前透鏡群30F的有效半徑小，因此作為中繼光學系統(tǒng)的聚光光學系統(tǒng)30具有負的焦距。負的焦距意味著聚光光學系統(tǒng)30的主平面的位置處于后透鏡群30R的后側(cè)焦點Fll的后側(cè)。在下面的表I中表示構(gòu)成光源裝置I的光學構(gòu)件的數(shù)值數(shù)據(jù)。在數(shù)值數(shù)據(jù)中，r表示各面的曲率半徑，d表示各光學構(gòu)件的壁厚或者空氣間隔，η表示各光學構(gòu)件的e線的折射率，V表示各光學構(gòu)件的e線的阿貝數(shù)、ER表示有效半徑。r、d、以及ER的單位是mm。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種光源裝置，其特征在于，具備 光源部，其射出中央?yún)^(qū)域的光量比周圍區(qū)域的光量強的光束； 聚光光學系統(tǒng)，其會聚所入射的光束； 配光校正光學元件，其配設在上述光源部與上述聚光光學部之間，中央部具有比周圍部強的負的放大率；以及 連接部，其能夠裝卸自如地連接于光導件，該光導件用于引導由上述聚光光學系統(tǒng)會聚的光束。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源裝置，其特征在于， 滿足下面的(式1)，(式 1)2. 2<ABS(fc/f)<5. 5 其中，fc是上述配光校正光學元件的中央部的焦距，f是上述聚光光學系統(tǒng)的焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源裝置，其特征在于， 滿足下面的(式2)，(式 2)3. 0〈AB S(fc/f)<5. O。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源裝置，其特征在于， 上述配光校正光學元件配設在與上述聚光光學系統(tǒng)的前側(cè)焦點位置相距(-0. 8 X ABS (f) Γ (+0. 3 X ABS (f))的位置處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光源裝置，其特征在于， 上述配光校正光學元件的上述中央?yún)^(qū)域的直徑為由上述光源部射出的上述光束的有效光束的直徑的15°/Γ50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光源裝置，其特征在于， 上述配光校正光學元件的上述中央?yún)^(qū)域的直徑為由上述光源部射出的上述光束的有效光束的直徑的20% 30%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源裝置，其特征在于， 上述聚光光學系統(tǒng)具有負的焦距。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光源裝置，其特征在于， 在上述配光校正光學元件的至少一個表面上形成有紫外線截止膜和紅外線截止膜中的至少一個。
全文摘要
光源裝置(1)具備光源部(10)，其射出中央?yún)^(qū)域的光量比周圍區(qū)域的光量強的光束；聚光光學系統(tǒng)(30)，其會聚所入射的光束；配光校正光學元件(20)，其配設在光源部(10)與聚光光學系統(tǒng)(30)之間，中央部具有比周圍部強的負的放大率；連接部(40)，其能夠裝卸自如地連接于光導件(2D)，該光導件(2D)用于引導由聚光光學系統(tǒng)(30)會聚的光束。
文檔編號F21V8/00GK102884367SQ20118002278
公開日2013年1月16日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者花野和成 申請人:奧林巴斯醫(yī)療株式會社