照明装置および観察システム
【課題】異なる分光特性を有する２つ以上の照明モードを短時間で切り替えることができる照明装置を提供する。
【解決手段】２つ以上の照明モードにおいて必要となる波長帯域の光を発する光源１，２と、光源１からの所定帯域の光を透過する一方、光源２からの所定帯域の光を透過するともに所定帯域以外の光を光源１からの光の光軸方向に反射して、光源１からの光と光源２からの光とを合成するダイクロイックミラー５と、これら光源１，２の点灯状態を制御する制御部とを備える照明装置を採用する。
【解決手段】２つ以上の照明モードにおいて必要となる波長帯域の光を発する光源１，２と、光源１からの所定帯域の光を透過する一方、光源２からの所定帯域の光を透過するともに所定帯域以外の光を光源１からの光の光軸方向に反射して、光源１からの光と光源２からの光とを合成するダイクロイックミラー５と、これら光源１，２の点灯状態を制御する制御部とを備える照明装置を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置およびこれを備える観察システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、白色光源と被照明領域の間に、２つ以上の異なる分光特性を有するフィルタからなる可動フィルタを設け、照明モードによりフィルタを移動させ、白色光から被照明部に透過する光を機械的に切り替える照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、明るさ優先モードと色優先モードとを有し、モード設定信号を出力することで、明るさ優先モードと色優先モードとを電気的に切り替える照明装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、ほぼ白色であるランプ等による主の照明光をレーザー光源等による副の照明光により部分的に置き換えて、主の照明光の発光スペクトラムを副の照明光により強調して照明光を生成する照明装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１４３７０号公報
【特許文献２】特開２００６−３４９７３１号公報
【特許文献３】特開２００２−２９６６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、分光特性の異なる２つ以上の照明モードで対象物の観察や測定をする場合、作業時間の短縮のために、切り替え時間を短縮することが求められる。また、観察中には、複数の照明モードでの観察を短期間に繰り返して、映像モニタで２画面表示したり、２画面をオーバーレイすることで、特徴的な部位の位置確認を容易にすることも求められる。具体的には、例えば内視鏡における診察において、特定の波長で蛍光を発する病変部を、白色光照明での観察画像に重ねあわせて、病変部の位置を特定する蛍光観察等が挙げられる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている切り替え方法では、フィルタを機械的に動かすため、フィルタの切り替えに時間がかかり、その作業時間が長くなってしまう。また、切り替え途中で異なるフィルタの境界領域が光路上に配置された状態では、画像の乱れが生じてしまうという不都合がある。
【０００６】
特許文献２に開示されている切り替え方法では、切り替え的に照明モードによりＬＥＤの駆動条件を変更して瞬時にモード切り替えを行うことが可能である。しかし、ＲＧＢの各光源からなる照明装置の色バランスを変更できるだけで、求める分光特性を得られない場合が多いという不都合がある。
【０００７】
特許文献３に開示されている照明装置には、光源が副の照明光に比して主の照明光の光量が少ない所定の波長帯域において、主の照明光を副の照明光に置き換えることにより、主の照明光の発光スペクトラムの所定の波長帯域を副の照明光により強調して照明光を生成する照明光合成手段の開示はあるが、照明モードの切り替えに関する開示はなく、求める分光特性を得られない場合があるという不都合がある。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、異なる分光特性を有する２つ以上の照明モードを短時間で切り替えることができる照明装置および観察システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様は、互いに異なる所定帯域の光からなる複数の照明モードで照明領域を照明する照明装置であって、前記複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有し、少なくとも前記第１の帯域の照明光を射出する複数の光源と、該複数の光源のうち少なくとも１つの光源が射出した照明光のうち、前記第１の帯域の光を照明領域方向に透過光として透過すると共に、他の光源が射出した照明光のうち前記第１の帯域以外の光を照明領域方向に反射光として反射し、前記透過光と前記反射光とを光学的に合成する光合成部と、前記複数の照明モードから１つの照明モードを選択する照明モード選択部と、該選択された照明モードに基づいて前記複数の光源が射出する光の光量を制御する制御部とを有し、前記一方の照明モードは前記１つの光源のみを点灯する第１の照明モードであり、前記他方のモードは前記１つの光源および他の光源を共に点灯する第２の照明モードであることを特徴とする照明装置である。
【００１０】
また、光合成部に対する各光源の位置を入れ替えた点が、第１の態様とは異なる以下の第２の態様を採用することもできる。
本発明の第２の態様は、互いに異なる所定帯域の光からなる複数の照明モードで照明領域を照明する照明装置であって、前記複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有し、少なくとも前記第１の帯域の照明光を射出する複数の光源と、該複数の光源のうち少なくとも１つの光源が射出した照明光のうち、前記第１の帯域の光を照明領域方向に反射光として反射すると共に、他の光源が射出した照明光のうち前記第１の帯域以外の光を照明領域方向に透過光として透過し、前記反射光と前記透過光とを光学的に合成する光合成部と、前記複数の照明モードから１つの照明モードを選択する照明モード選択部と、該選択された照明モードに基づいて前記複数の光源が射出する光の光量を制御する制御部とを有し、前記一方の照明モードは前記１つの光源のみを点灯する第１の照明モードであり、前記他方のモードは前記１つの光源および他の光源を共に点灯する第２の照明モードであることを特徴とする照明装置である。
【００１１】
本発明の第１の態様および第２の態様によれば、照明モードに応じて複数の光源が射出する光の光量を制御し、これら複数の光源が射出した光を光学的に合成することで、照明モードに応じた波長帯域の照明光を提供することができる。
【００１２】
ここで、１つの光源と他の光源は、少なくとも部分的に重複する波長帯域の光を発する。そのため、１つの光源と他の光源の両方を点灯させた場合には、波長帯域が互いに補完された光が、合成光として射出される。また、１つの光源と他の光源の一方を点灯させた場合には、いずれかの光源からの光の一部が、合成光として射出される。
【００１３】
したがって、例えば、第２の照明モードにおいて、全ての光源を点灯することで、広帯域な光（例えば白色光）を被写体に照射して通常の観察を行うことができる。また、例えば、第１の照明モードにおいて、いずれかの光源のみを点灯することで、狭帯域な光（例えば青色光）を被写体に照射して特殊光観察を行うことができる。このように複数の光源の点灯状態が制御することで、観察モードを瞬時に切り替えることができる。
【００１４】
また、光合成部を、単に複数の光源からの光合成手段として作用させるだけでなく、特殊光モードの際に、狭帯域な光の要求する分光特性を作り出す、すなわち不要な波長帯域の成分をカットする波長カットフィルタとしても作用させることができる。これにより、光合成手段と波長カットフィルタの２つを用意する必要を無くして、装置の小型化およびコストの低減を図ることができる。
【００１５】
上記の第１の態様および第２の態様において、前記１つの光源および前記他の光源は、白色光の照明光を出射する光源であるとしても良い。このようにすることで、複数の光源として同じ種類（型番）の光源デバイスを用いることができる。
【００１６】
これにより、例えば、第１の光源および第２の光源を点灯することで、広帯域な光（例えば白色光）を被写体に照射して通常の観察を行うことができる。また、例えば、第２の光源のみを点灯することで、狭帯域な光（例えば青色光）を被写体に照射して特殊光観察を行うことができる。
【００１７】
本発明の第３の態様は、上記いずれかの照明装置と、前記光合成部により合成された光を被写体に照射する照射光学系と、前記被写体からの反射光を受光する受光手段とを備え、前記制御部が、前記受光手段により受光された反射光の強度に基づいて前記複数の光源の射出光量を制御する観察システムである。
【００１８】
本発明の第３の態様によれば、照射光学系により光合成部で合成された光が被写体に照射され、被写体からの反射光が受光手段により受光される。そして、制御部により、受光手段により受光された反射光の強度に基づいて複数の光源の射出光量が制御される。これにより、被写体からの反射光の強度に応じて被写体に照射する光量を調節することができ、被写体の観察精度を向上することができる。
【００１９】
上記の第３の態様において、前記受光手段が、前記被写体を撮像する撮像素子であり、前記制御部が、前記撮像素子により取得された画像の明るさが略一定となるように前記複数の光源の射出光量を制御することとしてもよい。
このようにすることで、撮像素子により被写体の画像を取得し、該画像の明るさが一定となるように複数の光源の射出光量を制御することができ、被写体を一定の明るさで観察することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、異なる分光特性を有する２つ以上の照明モードを短時間で切り替えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の各実施形態に係る観察システムの概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の照明装置の概略構成図である。
【図３】図２の第１の光源の分光特性を示すグラフである。
【図４】図２の第２の光源の分光特性を示すグラフである。
【図５】図２のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。
【図６】図２の第１の光源からの光のダイクロイックミラー透過後の分光特性を示すグラフである。
【図７】図２の第２の光源からの光のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図８】図２の照明装置から射出される白色光モード時の照明光（図６の光と図７の光とを合成した合成光）の分光特性を示すグラフである。
【図９】図２の第２の光源からの光のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図１０】図２の照明装置から射出される特殊光モード時の照明光（図９の光）の分光特性を示すグラフである。
【図１１】図２の照明装置において、単純に照明モードを切替える場合のタイミングチャートである。
【図１２】図２の照明装置において、２つの照明モードを短時間に交互に切替える場合のタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施形態の照明装置における第１の光源の分光特性を示すグラフである。
【図１４】本発明の第２の実施形態の照明装置における第２の光源の分光特性を示すグラフである。
【図１５】図１３の第１の光源からの光のダイクロイックミラー透過後の分光特性を示すグラフである。
【図１６】図１４の第２の光源からの光のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図１７】白色光モード時の照明光（図１５の光と図１６の光とを合成した合成光）の分光特性を示すグラフである。
【図１８】特殊光モード時の照明光（図１６の光）の分光特性を示すグラフである。
【図１９】本発明の第３の実施形態の照明装置の概略構成図である。
【図２０】図１９の第１のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。
【図２１】図１９の第２のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。
【図２２】図１９の第１の光源からの光の第１のダイクロイックミラー透過後の分光特性を示すグラフである。
【図２３】図１９の第２の光源からの光の第１のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図２４】図１９の第３の光源からの光の第２のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図２５】本発明の第４の実施形態の照明装置における第１の光源の分光特性を示すグラフである。
【図２６】本発明の第４の実施形態の照明装置における第２の光源の分光特性を示すグラフである。
【図２７】本発明の第４の実施形態の照明装置における第３の光源の分光特性を示すグラフである。
【図２８】図２５の第１の光源からの光の第１のダイクロイックミラー透過後の分光特性を示すグラフである。
【図２９】図２６の第２の光源からの光の第１のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図３０】図２７の第３の光源からの光の第２のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図３１】本発明の第５の実施形態の照明装置の概略構成図である。
【図３２】図３１の第１のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。
【図３３】図３１の第２のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。
【図３４】図３１の第１および第２の光源の分光特性を示すグラフである。
【図３５】図３１の照明装置において光路Ａを通る光の分光特性を示すグラフである。
【図３６】図３１の照明装置において光路Ｂを通る光の分光特性を示すグラフである。
【図３７】図３１の照明装置において光路Ｃを通る光の分光特性を示すグラフである。
【図３８】本発明の第６の実施形態の照明装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図３９】本発明の第７の実施形態の照明装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図４０】図３９の照明装置の概略構成を示す平面図である。
【図４１】図３９の照明装置の部分拡大図である。
【図４２】図４１の青色ＬＥＤの分光特性を示すグラフである。
【図４３】図４１の緑蛍光体の分光特性を示すグラフである。
【図４４】図４１の第１のダイクロイックプリズムの反射特性を示すグラフである。
【図４５】図４１の光源ユニットの分光特性を示すグラフである。
【図４６】図４１の第２のダイクロイックプリズムの反射特性を示すグラフである。
【図４７】図３９の照明装置から射出される白色光モード時の照明光の分光特性を示すグラフである。
【図４８】図３９の照明装置から射出される特殊光モード時の照明光の分光特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る照明装置について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る照明装置を備える観察システム１００の全体構成図である。
本実施形態に係る観察システム１００は、図１に示すように、光源ユニット（照射光学系）１１、光源駆動部１２および照明制御部（制御部）１３から構成される照明装置１０と、撮像ユニット（受光手段）２１と、画像処理部２２と、画像モニタ２３と、照明モード選択部２９とを備えている。
【００２３】
光源ユニット１１は、複数の光源を有しており、照明光を被写体Ｓに照射するようになっている。なお、光学ユニット１１の詳細な構成については後述する。
撮像ユニット２１は、例えばＣＣＤ等の撮像素子であり、光源ユニット１１により照射された照明光の被写体Ｓからの反射光を検出するようになっている。すなわち、撮像ユニット２１は、被写体Ｓからの反射光を受光する受光手段として機能する。また、撮像ユニット２１は、被写体Ｓからの反射光を検出することによって被写体Ｓを撮像し、撮像信号を画像処理部２２に出力するようになっている。
【００２４】
画像処理部２２は、撮像ユニット２１から出力された撮像信号を処理して、被写体Ｓの画像を生成するようになっている。画像処理部２２は入力された照明モード信号の内容に応じて各照明モードに最適な画像処理を選択して、画像信号を生成する。さらに画像処理部２２は、生成した被写体Ｓの画像を画像表示信号として画像モニタ２３に出力するとともに、被写体Ｓの画像の明るさを画面明るさ信号として照明制御部１３に出力するようになっている。
画像モニタ２３は、画像処理部２２から出力された画像表示信号に基づいて、被写体Ｓの画像をモニタ画面に表示するようになっている。
【００２５】
照明制御部１３には、画像処理部２２から出力された画面明るさ信号の他、例えばスイッチ等の照明モード選択部２９から出力された照明モード指示信号が送られる。ここで、照明モード指示信号とは、光源ユニット１１から被写体Ｓに照射する照明光を、例えば白色光や特殊光等に切り替えることを指示する信号である。
【００２６】
この照明モード指示信号は、画像処理部２２にも送られており、各照明モードに最適な画像処理方法に切替えて画像を生成しても良い。例えば、血液中のヘモグロビンで吸収されやすい４１５ｎｍ近傍と５４０ｎｍ近傍の光のみを照射して血管を明瞭化させる観察方法では、４１５ｎｍ近傍の光の反射光を表示画像のＢ（ブルー）およびＧ（グリーン）チャンネル信号として、５４０ｎｍ近傍の光の反射光を表示画像のＲ（レッド）チャンネル信号として生成して画像モニタ２３へ出力すれば良い。
【００２７】
照明制御部１３は、画像処理部２２から出力された画面明るさ信号に基づいて、光源制御信号を生成し、該信号を光源駆動部１２に出力する。具体的には、照明制御部１３は、画像処理部２２により生成された被写体Ｓの画像の明るさが一定となるように、光源ユニット１１により照射する照明光の光量を算出し、光源制御信号として光源駆動部１２に出力する。また、照明制御部１３は、選択された照明モードに応じて、光源ユニット１１の複数の光源のうち、いずれの光源を点灯させるかを光源制御信号として光源駆動部１２に出力する。
【００２８】
なお、光源駆動部１２による制御で被写体Ｓの画像の明るさを一定に仕切れない場合には、被写体Ｓの画像を画像モニタ２３に表示する際に、画像処理部２２にて表示ゲインを調整し被写体Ｓの画像の明るさが一定となるようにしても良い。
【００２９】
光源駆動部１２は、照明制御部１３から出力された光源制御信号に基づいて、光源ユニット１１の複数の光源を駆動させるようになっている。
光源ユニット１１は、図２に示すように、光軸が互いに直交する向きに配置された光源（第１の光源）１と、光源（第２の光源）２と、光源１の光軸と光源２の光軸との交点上に配置されたダイクロイックミラー（光合成部）５とを備えている。
【００３０】
光源１は、光Ｌ１を射出する光源であり、図３に示すように、光量がピークとなる波長帯域を２つ有している。
光源２は、疑似白色光Ｌ２を射出する光源であり、図４に示すような光を射出するようになっている。
【００３１】
ダイクロイックミラー５は、図５に示すように、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を反射するような反射特性を有している。
【００３２】
このような反射特性を有することで、ダイクロイックミラー５は、図６に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、ダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を反射するようになっている。なお、図６において、点線は光源１から射出された光Ｌ１、実線はダイクロイックミラー５を透過した光を示している。
【００３３】
また、ダイクロイックミラー５は、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、ダイクロイックミラー５は、図７に示すように、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射するようになっている。なお、図７において、点線は光源２から射出された光Ｌ２、実線はダイクロイックミラー５により反射された光を示している。
【００３４】
ここで、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源１および光源２を点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光とを合成して、この合成光Ｌ５を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。この合成光Ｌ５は、図８に示すように、図６に示す分光特性の光（光源１から射出された光Ｌ１のうちダイクロイックミラー５を透過した光）と、図７に示す分光特性の光（光源２から射出された光Ｌ２のうちダイクロイックミラー５により反射された光）とを重ね合わせた分光特性を有することとなる。
【００３５】
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、例えば、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー５は、図９に示すように、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過する一方、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射して射出するようになっている。この場合において、光Ｌ１の光軸方向に射出される光の分光特性は図１０に示す通りである。なお、図９において、点線は光源２から射出された光Ｌ２、実線はダイクロイックミラー５により反射された光を示している。
【００３６】
上記構成を有する観察システム１００の作用について以下に説明する。
まず、例えばユーザが複数の照明モードから１つの照明モードを選択することで、照明モード選択部２９から、選択された照明モードで照明装置１０を駆動させるための照明モード指示信号が送られる。
【００３７】
選択された照明モードが白色光モードの場合には、光源１および光源２の両方が駆動される。この場合には、ダイクロイックミラー５により、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光とが合成され、この合成光Ｌ５が光Ｌ１の光軸方向に射出される。この合成光Ｌ５は、図８に示すように、図６に示す分光特性の光と、図７に示す分光特性の光とが重ね合わされた、広い波長帯域を有する白色光である。
【００３８】
一方、選択された照明モードが特殊光モードの場合には、光源１は消灯され、光源２のみが駆動される。この場合には、ダイクロイックミラー５により、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光が、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に射出される。この場合において、光Ｌ１の光軸方向に射出される光は、図１０に示すように、狭い波長帯域を有する特殊光である。
【００３９】
上記いずれに照明モードにおいても、照明制御部１３により、被写体Ｓの画像の明るさが一定となるように、光源ユニット１１から照射される照明光の光量が制御される。以下、この照明光の光量の制御について説明する。
まず、光源ユニット１１から照明光が被写体Ｓに照射され、被写体Ｓからの反射光が撮像ユニット２１により検出される。
【００４０】
次に、画像処理部２２により、撮像ユニット２１から出力された撮像信号を処理して、被写体Ｓの画像が生成され、この被写体Ｓの画像が画像モニタ２３に表示される。また、被写体Ｓの画像の明るさが、画面明るさ信号として照明制御部１３に出力される。
【００４１】
照明制御部１３では、画像処理部２２からの画面明るさ信号に基づいて、被写体Ｓの画像の明るさが一定となるように、光源ユニット１１により照射する照明光の光量が制御される。上記の照明光の光量制御において、単純に照明モードを切替える場合と、２つの照明モードを短時間に交互に切替える場合のそれぞれについて以下に説明する。
【００４２】
まず、単純に照明モードを切替える場合について図１１を用いて説明する。
この場合には、白色光モード（Ｔ１〜Ｔ２の間およびＴ３以降）では、光源１と光源２を点灯させ、色バランスを崩さないように、２つの光源の光量比を一定に保ったまま、画面の明るさが一定になるよう２つの光源の光量が制御される。
【００４３】
また、特殊光モード（Ｔ２〜Ｔ３の間）では、光源２のみを点灯させ、画面の明るさが一定になるよう、光源２の光量が制御される。
上記のように光源１および光源２を制御することで、白色光モードおよび特殊光モードのいずれにおいても、画像モニタ２３に表示される被写体Ｓの画像の明るさを一定に保つことができる。
【００４４】
次に、２つの照明モードを短時間に交互に切替える場合について図１２を用いて説明する。
この場合には、特定の波長で励起されて蛍光を発する部位を観察する際、蛍光画像だけを観察しては、特定の部位がどの位置にあるのか判別しづらい。そこで、特殊光で照明した画像と、比較のために別の照明光で観察した画像とを交互に取得し、２つの画像を並べて表示するか、あるいは重ねて表示する。
【００４５】
本実施形態の観察システム１００では、照明モードを１フレーム（例えば１／６０ｓ）ごとに切替えて、照明モード切り替えごとに各照明モードでの画面明るさが一定になるように、各光源の発光量が制御される。すなわち、フレーム内での光量制御は行わず、同じ照明モードでの前回の撮像画面の情報に基づいて各光源の光量制御が行われる。これにより、画像モニタ２３に表示される被写体Ｓの画像の明るさを一定に保つことができる。
【００４６】
以上のように、本実施形態の照明装置１０および観察システム１００によれば、光源１から射出された光Ｌ１のうち、所定帯域の光が、ダイクロイックミラー５を透過する。また、光源２から射出された光Ｌ２のうち、所定帯域の光がダイクロイックミラー５を透過するともに、所定帯域以外の光が光Ｌ１の光軸方向に反射される。これにより、光源１から射出された光Ｌ１と光源２から射出された光Ｌ２とが合成され、合成光Ｌ５として射出される。
【００４７】
これにより、例えば、光源１および光源２を点灯することで、広帯域な光（例えば白色光）を被写体Ｓに照射して通常の観察を行うことができる。また、例えば、光源２のみを点灯することで、狭帯域な光（例えば青色光）を被写体Ｓに照射して特殊光観察を行うことができる。
なお、本実施形態では、特殊光モードでは、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させるとして説明したが、光源２を消灯させて光源１のみを点灯させることとしてもよい。
【００４８】
また、ダイクロイックミラー５を、白色光モードのときに単に２つの光源からの光合成手段として作用させるだけでなく、特殊光モードの際に、特殊光の要求する分光特性を作り出す波長カットフィルタとしても作用させている。これにより、光合成手段と波長カットフィルタの２つを用意する必要を無くして、装置の小型化およびコストの低減を図ることができる。
【００４９】
また、照明モード切替部により、白色光モードや特殊光モード等の照明モードを切り替えることで、各光源の点灯状態を制御して、被写体Ｓに観察モードに応じた光を照射することができる。この場合において、分光特性の異なる２つの照明モードの切り替えを、２つの光源の点灯を制御するだけでできるので、照明モードの切り替えが瞬時にできるとともに、可動部を持たないので信頼性を向上することができる。
【００５０】
また、撮像ユニット２１により被写体Ｓの画像を取得し、この画像の明るさが一定となるように各光源の光量を制御することで、被写体Ｓからの反射光の強度に応じて被写体Ｓに照射する光量を調節することができ、被写体Ｓの観察精度を向上することができる。また、撮像ユニット２１で撮影した被写体Ｓの明るさが一定になるように光源ユニット１１の照明光量が制御されるので、照明モードを切替えても常に適切な画面明るさを維持することができる。
【００５１】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る照明装置について、主に図１３から図１８を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置が第１の実施形態と異なる点は、２つの光源の分光特性がほぼ同一である点である。以下、本実施形態の照明装置について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００５２】
光源１は、図１３に示すように、波長帯域の広い光Ｌ１を射出するようになっている。
光源２は、図１４に示すように、光Ｌ１とほぼ同一の分光特性を有する、波長帯域の広い光Ｌ２を射出するようになっている。
【００５３】
ダイクロイックミラー５は、第１の実施形態と同様に、図５に示すように、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を反射するような反射特性を有している。
【００５４】
このような反射特性を有することで、ダイクロイックミラー５は、図１５に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、ダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を反射するようになっている。
【００５５】
また、ダイクロイックミラー５は、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、ダイクロイックミラー５は、図１６に示すように、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射するようになっている。
【００５６】
ここで、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源１および光源２を点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光とを合成して、この合成光Ｌ５を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。この合成光Ｌ５は、図１７に示すように、図１５に示す分光特性の光（光源１から射出された光Ｌ１のうちダイクロイックミラー５を透過した光）と、図１６に示す分光特性の光（光源２から射出された光Ｌ２のうちダイクロイックミラー５により反射された光）とを重ね合わせた分光特性を有することとなる。
【００５７】
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、例えば、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー５は、図１６に示すように、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過する一方、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射して射出するようになっている。この場合において、光Ｌ１の光軸方向に射出される光の分光特性は図１８に示す通りである。
【００５８】
本実施形態に係る照明装置によれば、前述の第１の実施形態と同様の効果の他、２つの光源として同じ光源を用いて、白色光モードと特殊光モードで被写体Ｓを照明することができる。また、同じ光源を用いるので、製造や品質管理を容易なものとすることができる。
なお、本実施形態では、特殊光モードでは、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させるとして説明したが、光源２を消灯させて光源１のみを点灯させることとしてもよい。
【００５９】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る照明装置について、主に図１９から図２４を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置が前述の各実施形態と異なる点は、光源を３つ備えるとともに光合成部を２つ備える点である。以下、本実施形態の照明装置について、前述の各実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００６０】
光源ユニット１１は、図１９に示すように、光軸が互いに直交する向きに配置された光源（第１の光源）１と、光源（第２の光源）２と、光源（第３の光源）３と、光源１の光軸と光源２の光軸との交点上に配置された第１のダイクロイックミラー（光合成部）５と、光源１の光軸と光源３の光軸との交点上に配置された第２のダイクロイックミラー（光合成部）６とを備えている。
【００６１】
光源１，２，３は、第２の実施形態と同様に、図１３に示すように、波長帯域の広い光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３をそれぞれ射出するようになっている。
第１のダイクロイックミラー５は、第１の実施形態と同様に、図２０に示すように、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を反射するような反射特性を有している。
第２のダイクロイックミラー６は、図２１に示すように、波長λ０以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ０未満の光を反射するような反射特性を有している。
【００６２】
このような反射特性を有することで、第１のダイクロイックミラー５は、図２２に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、第１のダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を反射するようになっている。
【００６３】
また、第１のダイクロイックミラー５は、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、第１のダイクロイックミラー５は、図２３に示すように、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射するようになっている。
【００６４】
また、第２のダイクロイックミラー６は、光源３から射出された光Ｌ３のうち、波長λ０以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、第２のダイクロイックミラー６は、図２４に示すように、光源３から射出された光Ｌ３のうち、波長λ０未満の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射するようになっている。
【００６５】
ここで、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源１，２，３の全てを点灯させる。
この場合には、第１のダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光とを合成して、この合成光Ｌ５を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。
【００６６】
また、第２のダイクロイックミラー６は、第１のダイクロイックミラー５からの合成光Ｌ５と、光源３から射出された光Ｌ３のうち波長λ０未満の光とを合成して、この合成光Ｌ６を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。この合成光Ｌ６は、図２２に示す分光特性の光（光源１から射出された光Ｌ１のうち第１のダイクロイックミラー５を透過した光）と、図２３に示す分光特性の光（光源２から射出された光Ｌ２のうち第１のダイクロイックミラー５により反射された光）と、図２４に示す分光特性の光（光源３から射出された光Ｌ３のうち第２のダイクロイックミラー６により反射された光）とを重ね合わせた分光特性を有することとなる。
【００６７】
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、光源１，２，３の少なくとも１つを点灯させ、被写体Ｓに応じた照明光を照射する。あるいは、特殊光モードにおいては、被写体Ｓに応じて、各光源の発光量比を異ならせることとしてもよい。
【００６８】
本実施形態に係る照明装置によれば、前述の各実施形態と同様の効果の他、光源が３つあるため、各光源の点灯・消灯の組み合わせによって、７通りの照明モードを備えることができ、様々な被写体Ｓを適切な照明条件で観察することができる。また、各光源の発光量比を異ならせることで、さらに被写体Ｓの観察精度を向上させることができる。
【００６９】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態に係る照明装置について、主に図２５から図３０を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置は、前述の第３の実施形態と同様の装置構成を有しており、第３の実施形態と異なる点は、各光源の分光特性がそれぞれ異なる点である。以下、本実施形態の照明装置について、前述の第３の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００７０】
光源１は、例えば、緑色や赤色の蛍光体を励起する紫外線ＬＥＤであり、図２５に示す分光特性を有している。
光源２は、例えば、黄色（ＹＡＧ）の蛍光体を励起する青色ＬＥＤであり、図２６に示す分光特性を有している。
光源３は、例えば紫色ＬＥＤであり、図２７に示す分光特性を有している。
【００７１】
上記構成を有する照明装置において、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源１，２，３の全てを点灯させる。
この場合には、第１のダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光とを合成して、この合成光Ｌ５を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。
【００７２】
また、第２のダイクロイックミラー６は、第１のダイクロイックミラー５からの合成光Ｌ５と、光源３から射出された光Ｌ３のうち波長λ０未満の光とを合成して、この合成光Ｌ６を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。この合成光Ｌ６は、図２８に示す分光特性の光（光源１から射出された光Ｌ１のうち第１のダイクロイックミラー５を透過した光）と、図２９に示す分光特性の光（光源２から射出された光Ｌ２のうち第１のダイクロイックミラー５により反射された光）と、図３０に示す分光特性の光（光源３から射出された光Ｌ３のうち第２のダイクロイックミラー６により反射された光）とを重ね合わせた分光特性を有することとなる。
【００７３】
本実施形態に係る照明装置によれば、白色光源を用いる第３の実施形態に比べて、各照明モードが必要とする分光特性に近い光源を用いているため、各光源の光利用効率を向上させ、消費電力を低減することができる。
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、光源１，２，３の少なくとも１つを点灯させる。あるいは、被写体Ｓに応じて、各光源の発光量比を異ならせることとしてもよい。
【００７４】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態に係る照明装置について、主に図３１から図３７を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置は、前述の各実施形態と異なる点は、各光源からの光を一旦分離して再合成する点である。以下、本実施形態の照明装置について、前述の各実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００７５】
本実施形態において光源ユニット１１は、図３１に示すように、光軸が互いに直交する向きに配置された光源（第１の光源）１と、光源（第２の光源）２と、光源１の光軸と光源２の光軸との交点上に配置された第１のダイクロイックミラー（光合成部）５と、光源１の光軸上に配置された第２のダイクロイックミラー（光合成部）６と、光源２の光軸上に配置されたミラー７と、ミラー７による反射方向に配置されたミラー８とを備えている。
【００７６】
光源１および光源２は、図３４に示す分光特性の光Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ射出するようになっている。
第１のダイクロイックミラー５は、図３２に示すように、波長λ１未満の波長帯域の光を透過するともに、波長λ１以上の光を反射するような反射特性を有している。
第２のダイクロイックミラー５は、図３３に示すように、波長λ２未満の波長帯域の光を透過するともに、波長λ２以上の光を反射するような反射特性を有している。
【００７７】
上記構成を有する照明装置において、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源１および光源２を点灯させる。
この場合には、第１のダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１未満の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１以上の光とを合成して、この合成光Ｌ５を光Ｌ１の光軸方向に射出する。
【００７８】
また、第１のダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満の光とを合成して、この合成光Ｌ５’をミラー７に向けて射出する。
合成光Ｌ５’は、ミラー７によりミラー８に向けて反射され、ミラー８により第２のダイクロイックミラー５に向けて反射される。
【００７９】
第２のダイクロイックミラー５は、第１のダイクロイックミラー５からの合成光Ｌ５のうち波長λ２未満の波長帯域の光と、ミラー８からの合成光Ｌ５’のうち波長λ２以上の波長帯域の光とを合成して、この合成光Ｌ６を光源１の光軸方向に射出する。
したがって、図３１に示す光路Ａ，Ｂ，Ｃを通る光の分光特性は、全て図３４に示す分光特性となる。
【００８０】
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、例えば、光源２を消灯させて光源１のみを点灯させる。
この場合には、光路Ａを通る合成光Ｌ５’は、図３５に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１以上の波長帯域の光である。
また、光路Ｂを通る合成光Ｌ５は、図３６に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１未満の波長帯域の光である。
【００８１】
また、光路Ｃを通る合成光Ｌ６は、図３７に示すように、光路Ｂを通る合成光Ｌ５のうち波長λ２未満の波長帯域の光と、光路Ａを通る合成光Ｌ５’のうち波長λ２以上の波長帯域の光とを合成させた光である。
【００８２】
本実施形態に係る照明装置によれば、特殊光モードの際に、狭帯域な光の要求する分光特性を作り出す、すなわち不要な波長帯域の成分をカットすることができる。また、第１のダイクロイックミラー５により反射または透過された光の両方を、第２のダイクロイックミラー５により合成することができ、光利用効率を向上することができる。
なお、本実施形態において、特殊光モードでは、光源２を消灯させて光源１のみを点灯させるとして説明したが、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させることとしてもよい。
【００８３】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態に係る照明装置について、主に図３８を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置は、前述の各実施形態と異なる点は、複数の光源を円環状に配置して各光源からの光を重畳して射出する点である。以下、本実施形態の照明装置について、前述の各実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００８４】
図３８は、本実施形態の照明装置３０の概略構成を説明する縦断面図である。
図３８に示すように、照明装置３０は、円筒状のベース３７と、ベース３７の内周面に円環状に並んで配置された複数の光源ユニット（光源）３１と、円環の中心軸線Ｌ上に配置された光源ユニット（光源）３２と、円環状に並べられた光源ユニット３１の半径方向内方に配置された導光部材４０と、導光部材４０を支持するロッドベース３８と、導光部材４０およびロッドベース３８を円環の中心軸線Ｌ回りに一体的に回転駆動するモータ３３と、これらを制御する制御部（図示略）とを備えている。
【００８５】
光源ユニット３１は、周方向に所定の間隔をあけて、円環の半径方向内方に光軸を向けて複数配置されており、図示しない電源から駆動電流が供給されることにより、円環の半径方向内方に照明光を射出するようになっている。
【００８６】
導光部材４０は、光源ユニット３１の半径方向内方に配置された導光ロッド３４と、導光ロッド３４の半径方向内方において円環の中心軸線Ｌ上に配置されたダイクロイックプリズム３５と、ダイクロイックプリズム３５の反射方向に配置された照明レンズ３６とを備えている。
【００８７】
導光ロッド３４は、光源ユニット３１から射出された照明光を入射させる入射面３９を有しており、入射面３９に入射させた照明光を円環の半径方向内方に導光するようになっている。
【００８８】
ダイクロイックプリズム３５は、導光ロッド３４により導光された照明光のうち、所定帯域の光を円環の中心軸線Ｌに沿う方向に反射する一方、所定帯域以外の光を透過するようになっている。また、ダイクロイックプリズム３５は、光源ユニット３２から射出された照明光のうち、前記所定帯域以外の光を透過して円環の中心軸線Ｌに沿う方向に射出するようになっている。
【００８９】
照明レンズ３６は、ダイクロイックプリズム３５からの光を被写体Ｓに照射するようになっている。
このような構成を有することで、導光部材４０は、光源ユニット３１から半径方向内方に射出された照明光と、光源ユニット３２から円環の中心軸線Ｌに沿う方向に射出された照明光とを合成して、合成光を中心軸線Ｌに沿う方向に射出するようになっている。
【００９０】
ロッドベース３８は、導光部材４０の入射面３９を半径方向外方に配置した状態で、導光部材４０を中心軸線Ｌ回りに回転自在に支持する円柱状の部材である。
モータ３３は、ロッドベース３８の中心軸線Ｌに沿う方向下方に配置されており、導光部材４０およびロッドベース３８を中心軸線Ｌ回りに一体的に回転駆動するようになっている。
図示しない制御部は、モータ３３の回転と同期して、導光ロッド３４の入射面３９に対向する光源ユニット３１を順次パルス点灯させるようになっている。
【００９１】
上記制御を行う照明装置１０の動作について以下に説明する。
照明装置３０を起動させると、モータ３３によって導光部材４０が中心軸線Ｌ回りに回転駆動され、導光部材４０の入射面３９に対向する光源ユニット３１が順次パルス点灯させられる。これにより、光源ユニット３１から射出された高強度の照明光を、導光部材４０の入射面３９に連続的に入射させ、ダイクロイックプリズム３５に導光する。一方、光源ユニット３２からも照明光が射出され、ダイクロイックプリズム３５に導光される。
【００９２】
ダイクロイックプリズム３５では、光源ユニット３１からの照明光（導光ロッド３４により導光された照明光）のうち、所定帯域の光が円環の中心軸線Ｌに沿う方向に反射される。また、光源ユニット３２からの照明光のうち、前記所定帯域以外の光が円環の中心軸線Ｌに沿う方向に透過する。これにより、光源ユニット３１からの照明光と光源ユニット３２からの照明光との合成光が、照明レンズ３６から被照明物に向けて重畳して射出される。
【００９３】
上記構成を有する照明装置において、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源ユニット３１を順次パルス点灯させるとともに、光源ユニット３２を常時点灯させる。
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、例えば、光源ユニット３１を順次パルス点灯させるとともに、光源ユニット３２を消灯させる。
【００９４】
本実施形態に係る照明装置によれば、光源ユニット３１に用いられる発光体（例えばＬＥＤ）のＤＣ駆動時の光量が、光源ユニット３２（例えばランプ光源）に比べて低い場合でも、高電流のパルス点灯光を重畳して出射させるため、ランプ光源に匹敵するような高出力の重畳光を射出することができる。
【００９５】
なお、本実施形態において、特殊光モードでは、光源ユニット３１を順次パルス点灯させるとともに光源ユニット３２を消灯させるとして説明したが、光源ユニット３１の一部を順次パルス点灯させるとともに光源ユニット３２を消灯させることとしてもよく、全ての光源ユニット３１を消灯させるとともに光源ユニット３２を常時点灯させることとしてもよい。
【００９６】
〔第７の実施形態〕
次に、本発明の第７の実施形態に係る照明装置について、主に図３９から図４８を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置は、前述の第６の実施形態と異なる点は、円環状に配置する光源を円環の軸線に沿う方向に複数配置した点である。以下、本実施形態の照明装置について、第６の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００９７】
図３９は、本実施形態の照明装置５０の概略構成を説明する縦断面図である。
本実施形態の照明装置５０は、図３９に示すように、円筒状のベース３７と、ベース３７の内周面に円環状に並んで配置された複数の光源ユニット（光源）３１と、円環状に並べられた光源ユニット３１の半径方向内方に配置された導光部材６０と、導光部材６０を支持するロッドベース３８と、導光部材６０およびロッドベース３８を円環の中心軸線Ｌ回りに一体的に回転駆動するモータ３３と、円環の中心軸線Ｌ上に配置された第２のダイクロイックプリズム５１と、第２のダイクロイックプリズム５１に向けて光軸が配置された光源ユニット（光源）３２と、これらを制御する制御部（図示略）とを備えている。
【００９８】
光源ユニット３１は、図４０に示すように、周方向に所定の間隔をあけて、円環の半径方向内方に光軸を向けて複数配置されており、図示しない電源から駆動電流が供給されることにより、円環の半径方向内方に照明光を射出するようになっている。
また、光源ユニット３１は、図４１に示すように、複数の光源が円環の中心軸線Ｌに沿う方向に配置されている。
【００９９】
光源ユニット３１は、図４２に示す分光特性を有する青色ＬＥＤ３１ａを下段に備えている。光源ユニット３１は、図４３に示す分光特性を有し、青色ＬＥＤで励起した緑蛍光体３１ｂを発光体として上段に備えている。
【０１００】
導光部材６０は、緑蛍光体３１ｂの半径方向内方に配置された導光ロッド６１と、導光ロッド６１の半径方向内方において円環の中心軸線Ｌ上に配置されたプリズム６２と、青色ＬＥＤ３１ａの半径方向内方に配置された導光ロッド６３と、導光ロッド６３の半径方向内方において円環の中心軸線Ｌ上に配置された第１のダイクロイックプリズム６４とを備えている。
なお、導光部材６０は、上段・下段の入射端面の方向が回転軸に対して対称となるように設けられており、回転バランスが大きくずれないようになっている。
【０１０１】
導光ロッド６１は、緑蛍光体３１ｂから射出された照明光を円環の半径方向内方に導光するようになっている。
プリズム６２は、導光ロッド６１により導光された照明光を円環の中心軸線Ｌに沿う方向に反射するようになっている。
【０１０２】
導光ロッド６３は、青色ＬＥＤ３１ａから射出された照明光を円環の半径方向内方に導光するようになっている。
第１のダイクロイックプリズム６４は、図４４に示す反射特性を有しており、青色ＬＥＤ３１ａから射出された照明光のうち、所定帯域の光を円環の中心軸線Ｌに沿う方向に反射する一方、所定帯域以外の光を透過するようになっている。また、第１のダイクロイックプリズム６４は、緑蛍光体３１ｂから射出された照明光のうち、前記所定帯域以外の光を透過して円環の中心軸線Ｌに沿う方向に射出するようになっている。
【０１０３】
光源ユニット３２は、図４５に示す分光特性を有しており、青緑ＬＥＤを発光体として備えている。
第２のダイクロイックプリズム５１は、図４６に示す反射特性を有しており、第１のダイクロイックプリズム６４から射出された照明光のうち、所定帯域の光を円環の中心軸線Ｌに沿う方向に透過する一方、所定帯域以外の光を反射するようになっている。また、第２のダイクロイックプリズム５１は、光源ユニット３２から射出された照明光のうち、前記所定帯域以外の光を円環の中心軸線Ｌに沿う方向に反射するようになっている。
【０１０４】
これにより、第２のダイクロイックプリズム５１は、光源ユニット３１の出射する光のうち、特殊光として不要な青緑の帯域光をカットするとともに、光源ユニット３２の出射光を照明方向に合成するようになっている。すなわち、第２のダイクロイックプリズム５１は、光路合成と不要帯域カットの役目を兼ねている。
【０１０５】
ベース３７の外周面には、図３９および図４０に示すように、光源ユニット３１から発生してベース３７に伝達された熱を回収するヒートパイプ５２が設けられている。また、ヒートパイプ５２は、外気との熱交換を行う放熱フィン５３に接続されている。このような構成を有することで、光源ユニット３１から発生した熱を、ベース３７およびヒートパイプ５２を介して、放熱フィン５３によって照明装置５０の外部に放散するようになっている。
【０１０６】
上記制御を行う照明装置５０の動作について以下に説明する。
照明装置５０を起動させると、モータ３３によって導光部材６０が中心軸線Ｌ回りに回転駆動され、導光部材６０の入射面に対向する光源ユニット３１が順次パルス点灯させられる。これにより、光源ユニット３１から射出された高強度の照明光を、導光部材６０の入射面に連続的に入射させ、第２のダイクロイックプリズム５１に導光する。一方、光源ユニット３２からも照明光が射出され、第２のダイクロイックプリズム５１に導光される。
【０１０７】
第２のダイクロイックプリズム５１では、光源ユニット３１からの照明光のうち、所定帯域の光が円環の中心軸線Ｌに沿う方向に透過される。また、光源ユニット３２からの照明光のうち、前記所定帯域以外の光が円環の中心軸線Ｌに沿う方向に反射する。これにより、光源ユニット３１からの照明光と光源ユニット３２からの照明光との合成光が、照明レンズ３６から被照明物に向けて重畳して射出される。
【０１０８】
上記構成を有する照明装置において、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源ユニット３１を順次パルス点灯させるとともに、光源ユニット３２を常時点灯させる。これにより、図４７に示す分光特性を有する照明光を被写体Ｓに照射することができる。
【０１０９】
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、例えば、光源ユニット３１を順次パルス点灯させるとともに、光源ユニット３２を消灯させる。これにより、図４８に示す分光特性を有する照明光を被写体Ｓに照射することができる。
【０１１０】
本実施形態に係る照明装置によれば、第６の実施形態の効果に加えて、特殊光モードで用いる２つの発光波長帯（青／緑）を常時発光させることができ、それぞれの発光強度を向上することができる。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、第１の実施形態では本発明の照明装置を観察システムに適用した例を説明したが、このような照明装置が適用可能なシステムの例としては、特殊光（赤外光観察や薬剤蛍光検察など）を用いる内視鏡システムや、蛍光観察を行う顕微鏡システムなどが挙げられる。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 光源（第１の光源）
２ 光源（第２の光源）
３ 光源（第３の光源）
５ ダイクロイックミラー（光合成部）
６ ダイクロイックミラー（光合成部）
１０ 照明装置
１１ 光源ユニット（照射光学系）
１２ 光源駆動部
１３ 照明制御部（制御部）
２１ 撮像ユニット（受光手段）
２２ 画像処理部
２３ 画像モニタ
２９ 照明モード選択部
１００ 観察システム
Ｌ 中心軸線
Ｓ 被写体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置およびこれを備える観察システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、白色光源と被照明領域の間に、２つ以上の異なる分光特性を有するフィルタからなる可動フィルタを設け、照明モードによりフィルタを移動させ、白色光から被照明部に透過する光を機械的に切り替える照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、明るさ優先モードと色優先モードとを有し、モード設定信号を出力することで、明るさ優先モードと色優先モードとを電気的に切り替える照明装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、ほぼ白色であるランプ等による主の照明光をレーザー光源等による副の照明光により部分的に置き換えて、主の照明光の発光スペクトラムを副の照明光により強調して照明光を生成する照明装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１４３７０号公報
【特許文献２】特開２００６−３４９７３１号公報
【特許文献３】特開２００２−２９６６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、分光特性の異なる２つ以上の照明モードで対象物の観察や測定をする場合、作業時間の短縮のために、切り替え時間を短縮することが求められる。また、観察中には、複数の照明モードでの観察を短期間に繰り返して、映像モニタで２画面表示したり、２画面をオーバーレイすることで、特徴的な部位の位置確認を容易にすることも求められる。具体的には、例えば内視鏡における診察において、特定の波長で蛍光を発する病変部を、白色光照明での観察画像に重ねあわせて、病変部の位置を特定する蛍光観察等が挙げられる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている切り替え方法では、フィルタを機械的に動かすため、フィルタの切り替えに時間がかかり、その作業時間が長くなってしまう。また、切り替え途中で異なるフィルタの境界領域が光路上に配置された状態では、画像の乱れが生じてしまうという不都合がある。
【０００６】
特許文献２に開示されている切り替え方法では、切り替え的に照明モードによりＬＥＤの駆動条件を変更して瞬時にモード切り替えを行うことが可能である。しかし、ＲＧＢの各光源からなる照明装置の色バランスを変更できるだけで、求める分光特性を得られない場合が多いという不都合がある。
【０００７】
特許文献３に開示されている照明装置には、光源が副の照明光に比して主の照明光の光量が少ない所定の波長帯域において、主の照明光を副の照明光に置き換えることにより、主の照明光の発光スペクトラムの所定の波長帯域を副の照明光により強調して照明光を生成する照明光合成手段の開示はあるが、照明モードの切り替えに関する開示はなく、求める分光特性を得られない場合があるという不都合がある。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、異なる分光特性を有する２つ以上の照明モードを短時間で切り替えることができる照明装置および観察システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様は、互いに異なる所定帯域の光からなる複数の照明モードで照明領域を照明する照明装置であって、前記複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有し、少なくとも前記第１の帯域の照明光を射出する複数の光源と、該複数の光源のうち少なくとも１つの光源が射出した照明光のうち、前記第１の帯域の光を照明領域方向に透過光として透過すると共に、他の光源が射出した照明光のうち前記第１の帯域以外の光を照明領域方向に反射光として反射し、前記透過光と前記反射光とを光学的に合成する光合成部と、前記複数の照明モードから１つの照明モードを選択する照明モード選択部と、該選択された照明モードに基づいて前記複数の光源が射出する光の光量を制御する制御部とを有し、前記一方の照明モードは前記１つの光源のみを点灯する第１の照明モードであり、前記他方のモードは前記１つの光源および他の光源を共に点灯する第２の照明モードであることを特徴とする照明装置である。
【００１０】
また、光合成部に対する各光源の位置を入れ替えた点が、第１の態様とは異なる以下の第２の態様を採用することもできる。
本発明の第２の態様は、互いに異なる所定帯域の光からなる複数の照明モードで照明領域を照明する照明装置であって、前記複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有し、少なくとも前記第１の帯域の照明光を射出する複数の光源と、該複数の光源のうち少なくとも１つの光源が射出した照明光のうち、前記第１の帯域の光を照明領域方向に反射光として反射すると共に、他の光源が射出した照明光のうち前記第１の帯域以外の光を照明領域方向に透過光として透過し、前記反射光と前記透過光とを光学的に合成する光合成部と、前記複数の照明モードから１つの照明モードを選択する照明モード選択部と、該選択された照明モードに基づいて前記複数の光源が射出する光の光量を制御する制御部とを有し、前記一方の照明モードは前記１つの光源のみを点灯する第１の照明モードであり、前記他方のモードは前記１つの光源および他の光源を共に点灯する第２の照明モードであることを特徴とする照明装置である。
【００１１】
本発明の第１の態様および第２の態様によれば、照明モードに応じて複数の光源が射出する光の光量を制御し、これら複数の光源が射出した光を光学的に合成することで、照明モードに応じた波長帯域の照明光を提供することができる。
【００１２】
ここで、１つの光源と他の光源は、少なくとも部分的に重複する波長帯域の光を発する。そのため、１つの光源と他の光源の両方を点灯させた場合には、波長帯域が互いに補完された光が、合成光として射出される。また、１つの光源と他の光源の一方を点灯させた場合には、いずれかの光源からの光の一部が、合成光として射出される。
【００１３】
したがって、例えば、第２の照明モードにおいて、全ての光源を点灯することで、広帯域な光（例えば白色光）を被写体に照射して通常の観察を行うことができる。また、例えば、第１の照明モードにおいて、いずれかの光源のみを点灯することで、狭帯域な光（例えば青色光）を被写体に照射して特殊光観察を行うことができる。このように複数の光源の点灯状態が制御することで、観察モードを瞬時に切り替えることができる。
【００１４】
また、光合成部を、単に複数の光源からの光合成手段として作用させるだけでなく、特殊光モードの際に、狭帯域な光の要求する分光特性を作り出す、すなわち不要な波長帯域の成分をカットする波長カットフィルタとしても作用させることができる。これにより、光合成手段と波長カットフィルタの２つを用意する必要を無くして、装置の小型化およびコストの低減を図ることができる。
【００１５】
上記の第１の態様および第２の態様において、前記１つの光源および前記他の光源は、白色光の照明光を出射する光源であるとしても良い。このようにすることで、複数の光源として同じ種類（型番）の光源デバイスを用いることができる。
【００１６】
これにより、例えば、第１の光源および第２の光源を点灯することで、広帯域な光（例えば白色光）を被写体に照射して通常の観察を行うことができる。また、例えば、第２の光源のみを点灯することで、狭帯域な光（例えば青色光）を被写体に照射して特殊光観察を行うことができる。
【００１７】
本発明の第３の態様は、上記いずれかの照明装置と、前記光合成部により合成された光を被写体に照射する照射光学系と、前記被写体からの反射光を受光する受光手段とを備え、前記制御部が、前記受光手段により受光された反射光の強度に基づいて前記複数の光源の射出光量を制御する観察システムである。
【００１８】
本発明の第３の態様によれば、照射光学系により光合成部で合成された光が被写体に照射され、被写体からの反射光が受光手段により受光される。そして、制御部により、受光手段により受光された反射光の強度に基づいて複数の光源の射出光量が制御される。これにより、被写体からの反射光の強度に応じて被写体に照射する光量を調節することができ、被写体の観察精度を向上することができる。
【００１９】
上記の第３の態様において、前記受光手段が、前記被写体を撮像する撮像素子であり、前記制御部が、前記撮像素子により取得された画像の明るさが略一定となるように前記複数の光源の射出光量を制御することとしてもよい。
このようにすることで、撮像素子により被写体の画像を取得し、該画像の明るさが一定となるように複数の光源の射出光量を制御することができ、被写体を一定の明るさで観察することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、異なる分光特性を有する２つ以上の照明モードを短時間で切り替えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の各実施形態に係る観察システムの概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の照明装置の概略構成図である。
【図３】図２の第１の光源の分光特性を示すグラフである。
【図４】図２の第２の光源の分光特性を示すグラフである。
【図５】図２のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。
【図６】図２の第１の光源からの光のダイクロイックミラー透過後の分光特性を示すグラフである。
【図７】図２の第２の光源からの光のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図８】図２の照明装置から射出される白色光モード時の照明光（図６の光と図７の光とを合成した合成光）の分光特性を示すグラフである。
【図９】図２の第２の光源からの光のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図１０】図２の照明装置から射出される特殊光モード時の照明光（図９の光）の分光特性を示すグラフである。
【図１１】図２の照明装置において、単純に照明モードを切替える場合のタイミングチャートである。
【図１２】図２の照明装置において、２つの照明モードを短時間に交互に切替える場合のタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施形態の照明装置における第１の光源の分光特性を示すグラフである。
【図１４】本発明の第２の実施形態の照明装置における第２の光源の分光特性を示すグラフである。
【図１５】図１３の第１の光源からの光のダイクロイックミラー透過後の分光特性を示すグラフである。
【図１６】図１４の第２の光源からの光のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図１７】白色光モード時の照明光（図１５の光と図１６の光とを合成した合成光）の分光特性を示すグラフである。
【図１８】特殊光モード時の照明光（図１６の光）の分光特性を示すグラフである。
【図１９】本発明の第３の実施形態の照明装置の概略構成図である。
【図２０】図１９の第１のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。
【図２１】図１９の第２のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。
【図２２】図１９の第１の光源からの光の第１のダイクロイックミラー透過後の分光特性を示すグラフである。
【図２３】図１９の第２の光源からの光の第１のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図２４】図１９の第３の光源からの光の第２のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図２５】本発明の第４の実施形態の照明装置における第１の光源の分光特性を示すグラフである。
【図２６】本発明の第４の実施形態の照明装置における第２の光源の分光特性を示すグラフである。
【図２７】本発明の第４の実施形態の照明装置における第３の光源の分光特性を示すグラフである。
【図２８】図２５の第１の光源からの光の第１のダイクロイックミラー透過後の分光特性を示すグラフである。
【図２９】図２６の第２の光源からの光の第１のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図３０】図２７の第３の光源からの光の第２のダイクロイックミラーにより反射された後の分光特性を示すグラフである。
【図３１】本発明の第５の実施形態の照明装置の概略構成図である。
【図３２】図３１の第１のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。
【図３３】図３１の第２のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。
【図３４】図３１の第１および第２の光源の分光特性を示すグラフである。
【図３５】図３１の照明装置において光路Ａを通る光の分光特性を示すグラフである。
【図３６】図３１の照明装置において光路Ｂを通る光の分光特性を示すグラフである。
【図３７】図３１の照明装置において光路Ｃを通る光の分光特性を示すグラフである。
【図３８】本発明の第６の実施形態の照明装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図３９】本発明の第７の実施形態の照明装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図４０】図３９の照明装置の概略構成を示す平面図である。
【図４１】図３９の照明装置の部分拡大図である。
【図４２】図４１の青色ＬＥＤの分光特性を示すグラフである。
【図４３】図４１の緑蛍光体の分光特性を示すグラフである。
【図４４】図４１の第１のダイクロイックプリズムの反射特性を示すグラフである。
【図４５】図４１の光源ユニットの分光特性を示すグラフである。
【図４６】図４１の第２のダイクロイックプリズムの反射特性を示すグラフである。
【図４７】図３９の照明装置から射出される白色光モード時の照明光の分光特性を示すグラフである。
【図４８】図３９の照明装置から射出される特殊光モード時の照明光の分光特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る照明装置について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る照明装置を備える観察システム１００の全体構成図である。
本実施形態に係る観察システム１００は、図１に示すように、光源ユニット（照射光学系）１１、光源駆動部１２および照明制御部（制御部）１３から構成される照明装置１０と、撮像ユニット（受光手段）２１と、画像処理部２２と、画像モニタ２３と、照明モード選択部２９とを備えている。
【００２３】
光源ユニット１１は、複数の光源を有しており、照明光を被写体Ｓに照射するようになっている。なお、光学ユニット１１の詳細な構成については後述する。
撮像ユニット２１は、例えばＣＣＤ等の撮像素子であり、光源ユニット１１により照射された照明光の被写体Ｓからの反射光を検出するようになっている。すなわち、撮像ユニット２１は、被写体Ｓからの反射光を受光する受光手段として機能する。また、撮像ユニット２１は、被写体Ｓからの反射光を検出することによって被写体Ｓを撮像し、撮像信号を画像処理部２２に出力するようになっている。
【００２４】
画像処理部２２は、撮像ユニット２１から出力された撮像信号を処理して、被写体Ｓの画像を生成するようになっている。画像処理部２２は入力された照明モード信号の内容に応じて各照明モードに最適な画像処理を選択して、画像信号を生成する。さらに画像処理部２２は、生成した被写体Ｓの画像を画像表示信号として画像モニタ２３に出力するとともに、被写体Ｓの画像の明るさを画面明るさ信号として照明制御部１３に出力するようになっている。
画像モニタ２３は、画像処理部２２から出力された画像表示信号に基づいて、被写体Ｓの画像をモニタ画面に表示するようになっている。
【００２５】
照明制御部１３には、画像処理部２２から出力された画面明るさ信号の他、例えばスイッチ等の照明モード選択部２９から出力された照明モード指示信号が送られる。ここで、照明モード指示信号とは、光源ユニット１１から被写体Ｓに照射する照明光を、例えば白色光や特殊光等に切り替えることを指示する信号である。
【００２６】
この照明モード指示信号は、画像処理部２２にも送られており、各照明モードに最適な画像処理方法に切替えて画像を生成しても良い。例えば、血液中のヘモグロビンで吸収されやすい４１５ｎｍ近傍と５４０ｎｍ近傍の光のみを照射して血管を明瞭化させる観察方法では、４１５ｎｍ近傍の光の反射光を表示画像のＢ（ブルー）およびＧ（グリーン）チャンネル信号として、５４０ｎｍ近傍の光の反射光を表示画像のＲ（レッド）チャンネル信号として生成して画像モニタ２３へ出力すれば良い。
【００２７】
照明制御部１３は、画像処理部２２から出力された画面明るさ信号に基づいて、光源制御信号を生成し、該信号を光源駆動部１２に出力する。具体的には、照明制御部１３は、画像処理部２２により生成された被写体Ｓの画像の明るさが一定となるように、光源ユニット１１により照射する照明光の光量を算出し、光源制御信号として光源駆動部１２に出力する。また、照明制御部１３は、選択された照明モードに応じて、光源ユニット１１の複数の光源のうち、いずれの光源を点灯させるかを光源制御信号として光源駆動部１２に出力する。
【００２８】
なお、光源駆動部１２による制御で被写体Ｓの画像の明るさを一定に仕切れない場合には、被写体Ｓの画像を画像モニタ２３に表示する際に、画像処理部２２にて表示ゲインを調整し被写体Ｓの画像の明るさが一定となるようにしても良い。
【００２９】
光源駆動部１２は、照明制御部１３から出力された光源制御信号に基づいて、光源ユニット１１の複数の光源を駆動させるようになっている。
光源ユニット１１は、図２に示すように、光軸が互いに直交する向きに配置された光源（第１の光源）１と、光源（第２の光源）２と、光源１の光軸と光源２の光軸との交点上に配置されたダイクロイックミラー（光合成部）５とを備えている。
【００３０】
光源１は、光Ｌ１を射出する光源であり、図３に示すように、光量がピークとなる波長帯域を２つ有している。
光源２は、疑似白色光Ｌ２を射出する光源であり、図４に示すような光を射出するようになっている。
【００３１】
ダイクロイックミラー５は、図５に示すように、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を反射するような反射特性を有している。
【００３２】
このような反射特性を有することで、ダイクロイックミラー５は、図６に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、ダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を反射するようになっている。なお、図６において、点線は光源１から射出された光Ｌ１、実線はダイクロイックミラー５を透過した光を示している。
【００３３】
また、ダイクロイックミラー５は、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、ダイクロイックミラー５は、図７に示すように、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射するようになっている。なお、図７において、点線は光源２から射出された光Ｌ２、実線はダイクロイックミラー５により反射された光を示している。
【００３４】
ここで、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源１および光源２を点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光とを合成して、この合成光Ｌ５を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。この合成光Ｌ５は、図８に示すように、図６に示す分光特性の光（光源１から射出された光Ｌ１のうちダイクロイックミラー５を透過した光）と、図７に示す分光特性の光（光源２から射出された光Ｌ２のうちダイクロイックミラー５により反射された光）とを重ね合わせた分光特性を有することとなる。
【００３５】
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、例えば、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー５は、図９に示すように、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過する一方、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射して射出するようになっている。この場合において、光Ｌ１の光軸方向に射出される光の分光特性は図１０に示す通りである。なお、図９において、点線は光源２から射出された光Ｌ２、実線はダイクロイックミラー５により反射された光を示している。
【００３６】
上記構成を有する観察システム１００の作用について以下に説明する。
まず、例えばユーザが複数の照明モードから１つの照明モードを選択することで、照明モード選択部２９から、選択された照明モードで照明装置１０を駆動させるための照明モード指示信号が送られる。
【００３７】
選択された照明モードが白色光モードの場合には、光源１および光源２の両方が駆動される。この場合には、ダイクロイックミラー５により、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光とが合成され、この合成光Ｌ５が光Ｌ１の光軸方向に射出される。この合成光Ｌ５は、図８に示すように、図６に示す分光特性の光と、図７に示す分光特性の光とが重ね合わされた、広い波長帯域を有する白色光である。
【００３８】
一方、選択された照明モードが特殊光モードの場合には、光源１は消灯され、光源２のみが駆動される。この場合には、ダイクロイックミラー５により、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光が、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に射出される。この場合において、光Ｌ１の光軸方向に射出される光は、図１０に示すように、狭い波長帯域を有する特殊光である。
【００３９】
上記いずれに照明モードにおいても、照明制御部１３により、被写体Ｓの画像の明るさが一定となるように、光源ユニット１１から照射される照明光の光量が制御される。以下、この照明光の光量の制御について説明する。
まず、光源ユニット１１から照明光が被写体Ｓに照射され、被写体Ｓからの反射光が撮像ユニット２１により検出される。
【００４０】
次に、画像処理部２２により、撮像ユニット２１から出力された撮像信号を処理して、被写体Ｓの画像が生成され、この被写体Ｓの画像が画像モニタ２３に表示される。また、被写体Ｓの画像の明るさが、画面明るさ信号として照明制御部１３に出力される。
【００４１】
照明制御部１３では、画像処理部２２からの画面明るさ信号に基づいて、被写体Ｓの画像の明るさが一定となるように、光源ユニット１１により照射する照明光の光量が制御される。上記の照明光の光量制御において、単純に照明モードを切替える場合と、２つの照明モードを短時間に交互に切替える場合のそれぞれについて以下に説明する。
【００４２】
まず、単純に照明モードを切替える場合について図１１を用いて説明する。
この場合には、白色光モード（Ｔ１〜Ｔ２の間およびＴ３以降）では、光源１と光源２を点灯させ、色バランスを崩さないように、２つの光源の光量比を一定に保ったまま、画面の明るさが一定になるよう２つの光源の光量が制御される。
【００４３】
また、特殊光モード（Ｔ２〜Ｔ３の間）では、光源２のみを点灯させ、画面の明るさが一定になるよう、光源２の光量が制御される。
上記のように光源１および光源２を制御することで、白色光モードおよび特殊光モードのいずれにおいても、画像モニタ２３に表示される被写体Ｓの画像の明るさを一定に保つことができる。
【００４４】
次に、２つの照明モードを短時間に交互に切替える場合について図１２を用いて説明する。
この場合には、特定の波長で励起されて蛍光を発する部位を観察する際、蛍光画像だけを観察しては、特定の部位がどの位置にあるのか判別しづらい。そこで、特殊光で照明した画像と、比較のために別の照明光で観察した画像とを交互に取得し、２つの画像を並べて表示するか、あるいは重ねて表示する。
【００４５】
本実施形態の観察システム１００では、照明モードを１フレーム（例えば１／６０ｓ）ごとに切替えて、照明モード切り替えごとに各照明モードでの画面明るさが一定になるように、各光源の発光量が制御される。すなわち、フレーム内での光量制御は行わず、同じ照明モードでの前回の撮像画面の情報に基づいて各光源の光量制御が行われる。これにより、画像モニタ２３に表示される被写体Ｓの画像の明るさを一定に保つことができる。
【００４６】
以上のように、本実施形態の照明装置１０および観察システム１００によれば、光源１から射出された光Ｌ１のうち、所定帯域の光が、ダイクロイックミラー５を透過する。また、光源２から射出された光Ｌ２のうち、所定帯域の光がダイクロイックミラー５を透過するともに、所定帯域以外の光が光Ｌ１の光軸方向に反射される。これにより、光源１から射出された光Ｌ１と光源２から射出された光Ｌ２とが合成され、合成光Ｌ５として射出される。
【００４７】
これにより、例えば、光源１および光源２を点灯することで、広帯域な光（例えば白色光）を被写体Ｓに照射して通常の観察を行うことができる。また、例えば、光源２のみを点灯することで、狭帯域な光（例えば青色光）を被写体Ｓに照射して特殊光観察を行うことができる。
なお、本実施形態では、特殊光モードでは、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させるとして説明したが、光源２を消灯させて光源１のみを点灯させることとしてもよい。
【００４８】
また、ダイクロイックミラー５を、白色光モードのときに単に２つの光源からの光合成手段として作用させるだけでなく、特殊光モードの際に、特殊光の要求する分光特性を作り出す波長カットフィルタとしても作用させている。これにより、光合成手段と波長カットフィルタの２つを用意する必要を無くして、装置の小型化およびコストの低減を図ることができる。
【００４９】
また、照明モード切替部により、白色光モードや特殊光モード等の照明モードを切り替えることで、各光源の点灯状態を制御して、被写体Ｓに観察モードに応じた光を照射することができる。この場合において、分光特性の異なる２つの照明モードの切り替えを、２つの光源の点灯を制御するだけでできるので、照明モードの切り替えが瞬時にできるとともに、可動部を持たないので信頼性を向上することができる。
【００５０】
また、撮像ユニット２１により被写体Ｓの画像を取得し、この画像の明るさが一定となるように各光源の光量を制御することで、被写体Ｓからの反射光の強度に応じて被写体Ｓに照射する光量を調節することができ、被写体Ｓの観察精度を向上することができる。また、撮像ユニット２１で撮影した被写体Ｓの明るさが一定になるように光源ユニット１１の照明光量が制御されるので、照明モードを切替えても常に適切な画面明るさを維持することができる。
【００５１】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る照明装置について、主に図１３から図１８を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置が第１の実施形態と異なる点は、２つの光源の分光特性がほぼ同一である点である。以下、本実施形態の照明装置について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００５２】
光源１は、図１３に示すように、波長帯域の広い光Ｌ１を射出するようになっている。
光源２は、図１４に示すように、光Ｌ１とほぼ同一の分光特性を有する、波長帯域の広い光Ｌ２を射出するようになっている。
【００５３】
ダイクロイックミラー５は、第１の実施形態と同様に、図５に示すように、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を反射するような反射特性を有している。
【００５４】
このような反射特性を有することで、ダイクロイックミラー５は、図１５に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、ダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を反射するようになっている。
【００５５】
また、ダイクロイックミラー５は、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、ダイクロイックミラー５は、図１６に示すように、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射するようになっている。
【００５６】
ここで、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源１および光源２を点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光とを合成して、この合成光Ｌ５を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。この合成光Ｌ５は、図１７に示すように、図１５に示す分光特性の光（光源１から射出された光Ｌ１のうちダイクロイックミラー５を透過した光）と、図１６に示す分光特性の光（光源２から射出された光Ｌ２のうちダイクロイックミラー５により反射された光）とを重ね合わせた分光特性を有することとなる。
【００５７】
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、例えば、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー５は、図１６に示すように、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過する一方、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射して射出するようになっている。この場合において、光Ｌ１の光軸方向に射出される光の分光特性は図１８に示す通りである。
【００５８】
本実施形態に係る照明装置によれば、前述の第１の実施形態と同様の効果の他、２つの光源として同じ光源を用いて、白色光モードと特殊光モードで被写体Ｓを照明することができる。また、同じ光源を用いるので、製造や品質管理を容易なものとすることができる。
なお、本実施形態では、特殊光モードでは、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させるとして説明したが、光源２を消灯させて光源１のみを点灯させることとしてもよい。
【００５９】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る照明装置について、主に図１９から図２４を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置が前述の各実施形態と異なる点は、光源を３つ備えるとともに光合成部を２つ備える点である。以下、本実施形態の照明装置について、前述の各実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００６０】
光源ユニット１１は、図１９に示すように、光軸が互いに直交する向きに配置された光源（第１の光源）１と、光源（第２の光源）２と、光源（第３の光源）３と、光源１の光軸と光源２の光軸との交点上に配置された第１のダイクロイックミラー（光合成部）５と、光源１の光軸と光源３の光軸との交点上に配置された第２のダイクロイックミラー（光合成部）６とを備えている。
【００６１】
光源１，２，３は、第２の実施形態と同様に、図１３に示すように、波長帯域の広い光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３をそれぞれ射出するようになっている。
第１のダイクロイックミラー５は、第１の実施形態と同様に、図２０に示すように、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を反射するような反射特性を有している。
第２のダイクロイックミラー６は、図２１に示すように、波長λ０以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ０未満の光を反射するような反射特性を有している。
【００６２】
このような反射特性を有することで、第１のダイクロイックミラー５は、図２２に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、第１のダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を反射するようになっている。
【００６３】
また、第１のダイクロイックミラー５は、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、第１のダイクロイックミラー５は、図２３に示すように、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射するようになっている。
【００６４】
また、第２のダイクロイックミラー６は、光源３から射出された光Ｌ３のうち、波長λ０以上の波長帯域の光を透過するようになっている。また、第２のダイクロイックミラー６は、図２４に示すように、光源３から射出された光Ｌ３のうち、波長λ０未満の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射するようになっている。
【００６５】
ここで、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源１，２，３の全てを点灯させる。
この場合には、第１のダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光とを合成して、この合成光Ｌ５を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。
【００６６】
また、第２のダイクロイックミラー６は、第１のダイクロイックミラー５からの合成光Ｌ５と、光源３から射出された光Ｌ３のうち波長λ０未満の光とを合成して、この合成光Ｌ６を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。この合成光Ｌ６は、図２２に示す分光特性の光（光源１から射出された光Ｌ１のうち第１のダイクロイックミラー５を透過した光）と、図２３に示す分光特性の光（光源２から射出された光Ｌ２のうち第１のダイクロイックミラー５により反射された光）と、図２４に示す分光特性の光（光源３から射出された光Ｌ３のうち第２のダイクロイックミラー６により反射された光）とを重ね合わせた分光特性を有することとなる。
【００６７】
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、光源１，２，３の少なくとも１つを点灯させ、被写体Ｓに応じた照明光を照射する。あるいは、特殊光モードにおいては、被写体Ｓに応じて、各光源の発光量比を異ならせることとしてもよい。
【００６８】
本実施形態に係る照明装置によれば、前述の各実施形態と同様の効果の他、光源が３つあるため、各光源の点灯・消灯の組み合わせによって、７通りの照明モードを備えることができ、様々な被写体Ｓを適切な照明条件で観察することができる。また、各光源の発光量比を異ならせることで、さらに被写体Ｓの観察精度を向上させることができる。
【００６９】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態に係る照明装置について、主に図２５から図３０を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置は、前述の第３の実施形態と同様の装置構成を有しており、第３の実施形態と異なる点は、各光源の分光特性がそれぞれ異なる点である。以下、本実施形態の照明装置について、前述の第３の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００７０】
光源１は、例えば、緑色や赤色の蛍光体を励起する紫外線ＬＥＤであり、図２５に示す分光特性を有している。
光源２は、例えば、黄色（ＹＡＧ）の蛍光体を励起する青色ＬＥＤであり、図２６に示す分光特性を有している。
光源３は、例えば紫色ＬＥＤであり、図２７に示す分光特性を有している。
【００７１】
上記構成を有する照明装置において、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源１，２，３の全てを点灯させる。
この場合には、第１のダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１〜λ２および波長λ３以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満および波長λ２〜λ３の光とを合成して、この合成光Ｌ５を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。
【００７２】
また、第２のダイクロイックミラー６は、第１のダイクロイックミラー５からの合成光Ｌ５と、光源３から射出された光Ｌ３のうち波長λ０未満の光とを合成して、この合成光Ｌ６を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。この合成光Ｌ６は、図２８に示す分光特性の光（光源１から射出された光Ｌ１のうち第１のダイクロイックミラー５を透過した光）と、図２９に示す分光特性の光（光源２から射出された光Ｌ２のうち第１のダイクロイックミラー５により反射された光）と、図３０に示す分光特性の光（光源３から射出された光Ｌ３のうち第２のダイクロイックミラー６により反射された光）とを重ね合わせた分光特性を有することとなる。
【００７３】
本実施形態に係る照明装置によれば、白色光源を用いる第３の実施形態に比べて、各照明モードが必要とする分光特性に近い光源を用いているため、各光源の光利用効率を向上させ、消費電力を低減することができる。
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、光源１，２，３の少なくとも１つを点灯させる。あるいは、被写体Ｓに応じて、各光源の発光量比を異ならせることとしてもよい。
【００７４】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態に係る照明装置について、主に図３１から図３７を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置は、前述の各実施形態と異なる点は、各光源からの光を一旦分離して再合成する点である。以下、本実施形態の照明装置について、前述の各実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００７５】
本実施形態において光源ユニット１１は、図３１に示すように、光軸が互いに直交する向きに配置された光源（第１の光源）１と、光源（第２の光源）２と、光源１の光軸と光源２の光軸との交点上に配置された第１のダイクロイックミラー（光合成部）５と、光源１の光軸上に配置された第２のダイクロイックミラー（光合成部）６と、光源２の光軸上に配置されたミラー７と、ミラー７による反射方向に配置されたミラー８とを備えている。
【００７６】
光源１および光源２は、図３４に示す分光特性の光Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ射出するようになっている。
第１のダイクロイックミラー５は、図３２に示すように、波長λ１未満の波長帯域の光を透過するともに、波長λ１以上の光を反射するような反射特性を有している。
第２のダイクロイックミラー５は、図３３に示すように、波長λ２未満の波長帯域の光を透過するともに、波長λ２以上の光を反射するような反射特性を有している。
【００７７】
上記構成を有する照明装置において、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源１および光源２を点灯させる。
この場合には、第１のダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１未満の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１以上の光とを合成して、この合成光Ｌ５を光Ｌ１の光軸方向に射出する。
【００７８】
また、第１のダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満の光とを合成して、この合成光Ｌ５’をミラー７に向けて射出する。
合成光Ｌ５’は、ミラー７によりミラー８に向けて反射され、ミラー８により第２のダイクロイックミラー５に向けて反射される。
【００７９】
第２のダイクロイックミラー５は、第１のダイクロイックミラー５からの合成光Ｌ５のうち波長λ２未満の波長帯域の光と、ミラー８からの合成光Ｌ５’のうち波長λ２以上の波長帯域の光とを合成して、この合成光Ｌ６を光源１の光軸方向に射出する。
したがって、図３１に示す光路Ａ，Ｂ，Ｃを通る光の分光特性は、全て図３４に示す分光特性となる。
【００８０】
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、例えば、光源２を消灯させて光源１のみを点灯させる。
この場合には、光路Ａを通る合成光Ｌ５’は、図３５に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１以上の波長帯域の光である。
また、光路Ｂを通る合成光Ｌ５は、図３６に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１未満の波長帯域の光である。
【００８１】
また、光路Ｃを通る合成光Ｌ６は、図３７に示すように、光路Ｂを通る合成光Ｌ５のうち波長λ２未満の波長帯域の光と、光路Ａを通る合成光Ｌ５’のうち波長λ２以上の波長帯域の光とを合成させた光である。
【００８２】
本実施形態に係る照明装置によれば、特殊光モードの際に、狭帯域な光の要求する分光特性を作り出す、すなわち不要な波長帯域の成分をカットすることができる。また、第１のダイクロイックミラー５により反射または透過された光の両方を、第２のダイクロイックミラー５により合成することができ、光利用効率を向上することができる。
なお、本実施形態において、特殊光モードでは、光源２を消灯させて光源１のみを点灯させるとして説明したが、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させることとしてもよい。
【００８３】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態に係る照明装置について、主に図３８を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置は、前述の各実施形態と異なる点は、複数の光源を円環状に配置して各光源からの光を重畳して射出する点である。以下、本実施形態の照明装置について、前述の各実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００８４】
図３８は、本実施形態の照明装置３０の概略構成を説明する縦断面図である。
図３８に示すように、照明装置３０は、円筒状のベース３７と、ベース３７の内周面に円環状に並んで配置された複数の光源ユニット（光源）３１と、円環の中心軸線Ｌ上に配置された光源ユニット（光源）３２と、円環状に並べられた光源ユニット３１の半径方向内方に配置された導光部材４０と、導光部材４０を支持するロッドベース３８と、導光部材４０およびロッドベース３８を円環の中心軸線Ｌ回りに一体的に回転駆動するモータ３３と、これらを制御する制御部（図示略）とを備えている。
【００８５】
光源ユニット３１は、周方向に所定の間隔をあけて、円環の半径方向内方に光軸を向けて複数配置されており、図示しない電源から駆動電流が供給されることにより、円環の半径方向内方に照明光を射出するようになっている。
【００８６】
導光部材４０は、光源ユニット３１の半径方向内方に配置された導光ロッド３４と、導光ロッド３４の半径方向内方において円環の中心軸線Ｌ上に配置されたダイクロイックプリズム３５と、ダイクロイックプリズム３５の反射方向に配置された照明レンズ３６とを備えている。
【００８７】
導光ロッド３４は、光源ユニット３１から射出された照明光を入射させる入射面３９を有しており、入射面３９に入射させた照明光を円環の半径方向内方に導光するようになっている。
【００８８】
ダイクロイックプリズム３５は、導光ロッド３４により導光された照明光のうち、所定帯域の光を円環の中心軸線Ｌに沿う方向に反射する一方、所定帯域以外の光を透過するようになっている。また、ダイクロイックプリズム３５は、光源ユニット３２から射出された照明光のうち、前記所定帯域以外の光を透過して円環の中心軸線Ｌに沿う方向に射出するようになっている。
【００８９】
照明レンズ３６は、ダイクロイックプリズム３５からの光を被写体Ｓに照射するようになっている。
このような構成を有することで、導光部材４０は、光源ユニット３１から半径方向内方に射出された照明光と、光源ユニット３２から円環の中心軸線Ｌに沿う方向に射出された照明光とを合成して、合成光を中心軸線Ｌに沿う方向に射出するようになっている。
【００９０】
ロッドベース３８は、導光部材４０の入射面３９を半径方向外方に配置した状態で、導光部材４０を中心軸線Ｌ回りに回転自在に支持する円柱状の部材である。
モータ３３は、ロッドベース３８の中心軸線Ｌに沿う方向下方に配置されており、導光部材４０およびロッドベース３８を中心軸線Ｌ回りに一体的に回転駆動するようになっている。
図示しない制御部は、モータ３３の回転と同期して、導光ロッド３４の入射面３９に対向する光源ユニット３１を順次パルス点灯させるようになっている。
【００９１】
上記制御を行う照明装置１０の動作について以下に説明する。
照明装置３０を起動させると、モータ３３によって導光部材４０が中心軸線Ｌ回りに回転駆動され、導光部材４０の入射面３９に対向する光源ユニット３１が順次パルス点灯させられる。これにより、光源ユニット３１から射出された高強度の照明光を、導光部材４０の入射面３９に連続的に入射させ、ダイクロイックプリズム３５に導光する。一方、光源ユニット３２からも照明光が射出され、ダイクロイックプリズム３５に導光される。
【００９２】
ダイクロイックプリズム３５では、光源ユニット３１からの照明光（導光ロッド３４により導光された照明光）のうち、所定帯域の光が円環の中心軸線Ｌに沿う方向に反射される。また、光源ユニット３２からの照明光のうち、前記所定帯域以外の光が円環の中心軸線Ｌに沿う方向に透過する。これにより、光源ユニット３１からの照明光と光源ユニット３２からの照明光との合成光が、照明レンズ３６から被照明物に向けて重畳して射出される。
【００９３】
上記構成を有する照明装置において、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源ユニット３１を順次パルス点灯させるとともに、光源ユニット３２を常時点灯させる。
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、例えば、光源ユニット３１を順次パルス点灯させるとともに、光源ユニット３２を消灯させる。
【００９４】
本実施形態に係る照明装置によれば、光源ユニット３１に用いられる発光体（例えばＬＥＤ）のＤＣ駆動時の光量が、光源ユニット３２（例えばランプ光源）に比べて低い場合でも、高電流のパルス点灯光を重畳して出射させるため、ランプ光源に匹敵するような高出力の重畳光を射出することができる。
【００９５】
なお、本実施形態において、特殊光モードでは、光源ユニット３１を順次パルス点灯させるとともに光源ユニット３２を消灯させるとして説明したが、光源ユニット３１の一部を順次パルス点灯させるとともに光源ユニット３２を消灯させることとしてもよく、全ての光源ユニット３１を消灯させるとともに光源ユニット３２を常時点灯させることとしてもよい。
【００９６】
〔第７の実施形態〕
次に、本発明の第７の実施形態に係る照明装置について、主に図３９から図４８を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置は、前述の第６の実施形態と異なる点は、円環状に配置する光源を円環の軸線に沿う方向に複数配置した点である。以下、本実施形態の照明装置について、第６の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００９７】
図３９は、本実施形態の照明装置５０の概略構成を説明する縦断面図である。
本実施形態の照明装置５０は、図３９に示すように、円筒状のベース３７と、ベース３７の内周面に円環状に並んで配置された複数の光源ユニット（光源）３１と、円環状に並べられた光源ユニット３１の半径方向内方に配置された導光部材６０と、導光部材６０を支持するロッドベース３８と、導光部材６０およびロッドベース３８を円環の中心軸線Ｌ回りに一体的に回転駆動するモータ３３と、円環の中心軸線Ｌ上に配置された第２のダイクロイックプリズム５１と、第２のダイクロイックプリズム５１に向けて光軸が配置された光源ユニット（光源）３２と、これらを制御する制御部（図示略）とを備えている。
【００９８】
光源ユニット３１は、図４０に示すように、周方向に所定の間隔をあけて、円環の半径方向内方に光軸を向けて複数配置されており、図示しない電源から駆動電流が供給されることにより、円環の半径方向内方に照明光を射出するようになっている。
また、光源ユニット３１は、図４１に示すように、複数の光源が円環の中心軸線Ｌに沿う方向に配置されている。
【００９９】
光源ユニット３１は、図４２に示す分光特性を有する青色ＬＥＤ３１ａを下段に備えている。光源ユニット３１は、図４３に示す分光特性を有し、青色ＬＥＤで励起した緑蛍光体３１ｂを発光体として上段に備えている。
【０１００】
導光部材６０は、緑蛍光体３１ｂの半径方向内方に配置された導光ロッド６１と、導光ロッド６１の半径方向内方において円環の中心軸線Ｌ上に配置されたプリズム６２と、青色ＬＥＤ３１ａの半径方向内方に配置された導光ロッド６３と、導光ロッド６３の半径方向内方において円環の中心軸線Ｌ上に配置された第１のダイクロイックプリズム６４とを備えている。
なお、導光部材６０は、上段・下段の入射端面の方向が回転軸に対して対称となるように設けられており、回転バランスが大きくずれないようになっている。
【０１０１】
導光ロッド６１は、緑蛍光体３１ｂから射出された照明光を円環の半径方向内方に導光するようになっている。
プリズム６２は、導光ロッド６１により導光された照明光を円環の中心軸線Ｌに沿う方向に反射するようになっている。
【０１０２】
導光ロッド６３は、青色ＬＥＤ３１ａから射出された照明光を円環の半径方向内方に導光するようになっている。
第１のダイクロイックプリズム６４は、図４４に示す反射特性を有しており、青色ＬＥＤ３１ａから射出された照明光のうち、所定帯域の光を円環の中心軸線Ｌに沿う方向に反射する一方、所定帯域以外の光を透過するようになっている。また、第１のダイクロイックプリズム６４は、緑蛍光体３１ｂから射出された照明光のうち、前記所定帯域以外の光を透過して円環の中心軸線Ｌに沿う方向に射出するようになっている。
【０１０３】
光源ユニット３２は、図４５に示す分光特性を有しており、青緑ＬＥＤを発光体として備えている。
第２のダイクロイックプリズム５１は、図４６に示す反射特性を有しており、第１のダイクロイックプリズム６４から射出された照明光のうち、所定帯域の光を円環の中心軸線Ｌに沿う方向に透過する一方、所定帯域以外の光を反射するようになっている。また、第２のダイクロイックプリズム５１は、光源ユニット３２から射出された照明光のうち、前記所定帯域以外の光を円環の中心軸線Ｌに沿う方向に反射するようになっている。
【０１０４】
これにより、第２のダイクロイックプリズム５１は、光源ユニット３１の出射する光のうち、特殊光として不要な青緑の帯域光をカットするとともに、光源ユニット３２の出射光を照明方向に合成するようになっている。すなわち、第２のダイクロイックプリズム５１は、光路合成と不要帯域カットの役目を兼ねている。
【０１０５】
ベース３７の外周面には、図３９および図４０に示すように、光源ユニット３１から発生してベース３７に伝達された熱を回収するヒートパイプ５２が設けられている。また、ヒートパイプ５２は、外気との熱交換を行う放熱フィン５３に接続されている。このような構成を有することで、光源ユニット３１から発生した熱を、ベース３７およびヒートパイプ５２を介して、放熱フィン５３によって照明装置５０の外部に放散するようになっている。
【０１０６】
上記制御を行う照明装置５０の動作について以下に説明する。
照明装置５０を起動させると、モータ３３によって導光部材６０が中心軸線Ｌ回りに回転駆動され、導光部材６０の入射面に対向する光源ユニット３１が順次パルス点灯させられる。これにより、光源ユニット３１から射出された高強度の照明光を、導光部材６０の入射面に連続的に入射させ、第２のダイクロイックプリズム５１に導光する。一方、光源ユニット３２からも照明光が射出され、第２のダイクロイックプリズム５１に導光される。
【０１０７】
第２のダイクロイックプリズム５１では、光源ユニット３１からの照明光のうち、所定帯域の光が円環の中心軸線Ｌに沿う方向に透過される。また、光源ユニット３２からの照明光のうち、前記所定帯域以外の光が円環の中心軸線Ｌに沿う方向に反射する。これにより、光源ユニット３１からの照明光と光源ユニット３２からの照明光との合成光が、照明レンズ３６から被照明物に向けて重畳して射出される。
【０１０８】
上記構成を有する照明装置において、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源ユニット３１を順次パルス点灯させるとともに、光源ユニット３２を常時点灯させる。これにより、図４７に示す分光特性を有する照明光を被写体Ｓに照射することができる。
【０１０９】
また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、例えば、光源ユニット３１を順次パルス点灯させるとともに、光源ユニット３２を消灯させる。これにより、図４８に示す分光特性を有する照明光を被写体Ｓに照射することができる。
【０１１０】
本実施形態に係る照明装置によれば、第６の実施形態の効果に加えて、特殊光モードで用いる２つの発光波長帯（青／緑）を常時発光させることができ、それぞれの発光強度を向上することができる。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、第１の実施形態では本発明の照明装置を観察システムに適用した例を説明したが、このような照明装置が適用可能なシステムの例としては、特殊光（赤外光観察や薬剤蛍光検察など）を用いる内視鏡システムや、蛍光観察を行う顕微鏡システムなどが挙げられる。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 光源（第１の光源）
２ 光源（第２の光源）
３ 光源（第３の光源）
５ ダイクロイックミラー（光合成部）
６ ダイクロイックミラー（光合成部）
１０ 照明装置
１１ 光源ユニット（照射光学系）
１２ 光源駆動部
１３ 照明制御部（制御部）
２１ 撮像ユニット（受光手段）
２２ 画像処理部
２３ 画像モニタ
２９ 照明モード選択部
１００ 観察システム
Ｌ 中心軸線
Ｓ 被写体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる所定帯域の光からなる複数の照明モードで照明領域を照明する照明装置であって、
前記複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有し、
少なくとも前記第１の帯域の照明光を射出する複数の光源と、
該複数の光源のうち少なくとも１つの光源が射出した照明光のうち、前記第１の帯域の光を照明領域方向に透過光として透過すると共に、他の光源が射出した照明光のうち前記第１の帯域以外の光を照明領域方向に反射光として反射し、前記透過光と前記反射光とを光学的に合成する光合成部と、
前記複数の照明モードから１つの照明モードを選択する照明モード選択部と、
該選択された照明モードに基づいて前記複数の光源が射出する光の光量を制御する制御部とを有し、
前記一方の照明モードは前記１つの光源のみを点灯する第１の照明モードであり、前記他方のモードは前記１つの光源および他の光源を共に点灯する第２の照明モードであることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
互いに異なる所定帯域の光からなる複数の照明モードで照明領域を照明する照明装置であって、
前記複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有し、
少なくとも前記第１の帯域の照明光を射出する複数の光源と、
該複数の光源のうち少なくとも１つの光源が射出した照明光のうち、前記第１の帯域の光を照明領域方向に反射光として反射すると共に、他の光源が射出した照明光のうち前記第１の帯域以外の光を照明領域方向に透過光として透過し、前記反射光と前記透過光とを光学的に合成する光合成部と、
前記複数の照明モードから１つの照明モードを選択する照明モード選択部と、
該選択された照明モードに基づいて前記複数の光源が射出する光の光量を制御する制御部とを有し、
前記一方の照明モードは前記１つの光源のみを点灯する第１の照明モードであり、前記他方のモードは前記１つの光源および他の光源を共に点灯する第２の照明モードであることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記１つの光源および前記他の光源は、白色光の照明光を出射する光源であることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載の照明装置と、
前記光合成部により合成された光を被写体に照射する照射光学系と、
前記被写体からの反射光を受光する受光手段とを備え、
前記制御部が、前記受光手段により受光された反射光の強度に基づいて前記複数の光源の射出光量を制御する観察システム。
【請求項５】
前記受光手段が、前記被写体を撮像する撮像素子であり、
前記制御部が、前記撮像素子により取得された画像の明るさが略一定となるように前記複数の光源の射出光量を制御する請求項４に記載の観察システム。
【請求項１】
互いに異なる所定帯域の光からなる複数の照明モードで照明領域を照明する照明装置であって、
前記複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有し、
少なくとも前記第１の帯域の照明光を射出する複数の光源と、
該複数の光源のうち少なくとも１つの光源が射出した照明光のうち、前記第１の帯域の光を照明領域方向に透過光として透過すると共に、他の光源が射出した照明光のうち前記第１の帯域以外の光を照明領域方向に反射光として反射し、前記透過光と前記反射光とを光学的に合成する光合成部と、
前記複数の照明モードから１つの照明モードを選択する照明モード選択部と、
該選択された照明モードに基づいて前記複数の光源が射出する光の光量を制御する制御部とを有し、
前記一方の照明モードは前記１つの光源のみを点灯する第１の照明モードであり、前記他方のモードは前記１つの光源および他の光源を共に点灯する第２の照明モードであることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
互いに異なる所定帯域の光からなる複数の照明モードで照明領域を照明する照明装置であって、
前記複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有し、
少なくとも前記第１の帯域の照明光を射出する複数の光源と、
該複数の光源のうち少なくとも１つの光源が射出した照明光のうち、前記第１の帯域の光を照明領域方向に反射光として反射すると共に、他の光源が射出した照明光のうち前記第１の帯域以外の光を照明領域方向に透過光として透過し、前記反射光と前記透過光とを光学的に合成する光合成部と、
前記複数の照明モードから１つの照明モードを選択する照明モード選択部と、
該選択された照明モードに基づいて前記複数の光源が射出する光の光量を制御する制御部とを有し、
前記一方の照明モードは前記１つの光源のみを点灯する第１の照明モードであり、前記他方のモードは前記１つの光源および他の光源を共に点灯する第２の照明モードであることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記１つの光源および前記他の光源は、白色光の照明光を出射する光源であることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載の照明装置と、
前記光合成部により合成された光を被写体に照射する照射光学系と、
前記被写体からの反射光を受光する受光手段とを備え、
前記制御部が、前記受光手段により受光された反射光の強度に基づいて前記複数の光源の射出光量を制御する観察システム。
【請求項５】
前記受光手段が、前記被写体を撮像する撮像素子であり、
前記制御部が、前記撮像素子により取得された画像の明るさが略一定となるように前記複数の光源の射出光量を制御する請求項４に記載の観察システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【公開番号】特開２０１２−７８５０３（Ｐ２０１２−７８５０３Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２２６６８（Ｐ２０１０−２２２６６８）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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