(57)【要約】【課題】異なる複数波長の光を適宜選択し、かつ、導光効率を向上させてより高輝度の光を照射する。【解決手段】光軸を一点で交差させて配列され夫々異なる波長領域の光を出射する３以上の光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆと、該光源のうち一の光源からの光を透過すると共に他の光源からの光を反射して、前記一の光源からの光の光路に入射させる光学素子１３と、該光学素子を前記光源の配列方向に回転させる光学素子回転手段１４とを備える照明装置１を提供する。【選択図】図１
2013143329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸を一点で交差させて配列され夫々異なる波長領域の光を出射する３つ以上の光源と、
該光源のうち一の光源からの光を透過すると共に他の光源からの光を反射して、前記一の光源からの光の光路に入射させる光学素子と、
該光学素子を前記光源の配列方向に回転させる光学素子回転手段と
を備える照明装置。
【請求項２】
複数の前記光源が円環状に配置され、該円環状に配置された複数の光源の中心に前記光学素子が配置された請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
複数の前記光源が等間隔に配置されている請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡装置において、蛍光試薬を塗布した観察対象に特定波長の光を照射して蛍光試薬を励起させることにより観察対象から発せられる蛍光を検出して観察したり、内視鏡装置において、観察対象に特定波長の光を照射することにより生体から発せられる蛍光を検出して観察したりする、所謂蛍光観察が広く行われている。
蛍光観察において、観察対象から効率よく蛍光を検出するためには、蛍光試薬または生体の励起光特性に応じた波長の光を照射する必要がある。励起光特性は蛍光試薬毎又は生体によって異なるため、顕微鏡装置や内視鏡装置に適用される照明装置は、多様な励起光特性に応じて複数の異なる波長の光を照明することができるようになっている。
このような照明装置の例として、特許文献１には、３つの光源（ＬＥＤ）と２つのダイクロイックミラーとを備え、各光源を適宜切り替え、ダイクロイックミラーにより複数の波長の光を色合成することにより、観察対象に照射する光の波長を選択して出力することができるものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−４２４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の照明装置では、複数の波長の光を色合成するために複数のダイクロイックミラーを使用している。より具体的には、光源の数よりも一つ少ない数のダイクロイックミラーを配置している。このため、少なくとも一つの光源から出射された光は、光源の数よりも一つ少ない数のダイクロイックミラーを透過しなければならない。従って、光源から出射された光は、ダイクロイックミラーを通過する毎に光量を損失するため、導光効率が低く、観察対象において十分な光量を得ることができないという不都合がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、異なる複数波長の光を適宜選択し、かつ、導光効率を向上させてより高輝度の光を照射することができる照明装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、光軸を一点で交差させて配列され夫々異なる波長領域の光を出射する３つ以上の光源と、該光源のうち一の光源からの光を透過すると共に、他の光源からの光を反射して、前記一の光源からの光の光路に入射させる光学素子と、該光学素子を前記光源の配列方向に回転させる光学素子回転手段とを備える照明装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、一の光源からの光は、光学素子を透過して直進する透過光路を通過する。一方、制御手段の作動により、光学素子回転手段による光学素子の回転角を調節すると、他の一の光源からの光が、光学素子により反射されて、前記透過光路に入射する。光学素子回転手段によって光学素子の回転角を切り替えると、透過光路に入射させる光を射出する光源を切り替えることができる。すなわち、単一の光学素子により３つ以上の光源からの光を同一の光路に入射させることができ、光の透過又は反射の際の光の損失を抑制することができる。従って、異なる複数波長の光を適宜選択し、かつ、導光効率を向上させてより高輝度の光を照射することができる。
なお、光学素子回転手段による光学素子の回転角を制御する制御手段を設けることで、光学素子の回転角を所望の角度に適宜調節することができる。
【０００８】
上記した本発明においては、複数の前記光源が円環状に配置され、該円環状に配置された複数の光源の中心に前記光学素子が配置されたことが好ましい。
このようにすることで、光学素子に対する各光源の距離が等しくなるので、光学素子の回転角を容易に制御することができる。
【０００９】
上記した本発明においては、複数の前記光源が等間隔に配置されていることが好ましい。
このようにすることで、光学素子に対する各光源の位置を容易に把握することができるので、光学素子の回転角を容易に制御することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、異なる複数波長の光を適宜選択し、かつ、導光効率を向上させてより高輝度の光を照射することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る照明装置の概略構成図である。
【図２】ダイクロイックミラーの光学特性を示すグラフである。
【図３】第１の実施形態に係る照明装置において、合成光を生成する場合のダイクロイックミラーの回転の様子を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る照明装置におけるダイクロイックミラーの透過率特性を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る照明装置におけるダイクロイックミラーの反射率特性を示す図である。
【図６】第１の実施形態の変形例に係る照明装置におけるダイクロイックミラーの反射率特性を示す図である。
【図７】第１の実施形態の変形例に係る照明装置におけるダイクロイックミラーの透過率特性を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る照明装置の概略構成図である。
【図９】第２の実施形態に係る照明装置において、合成光を生成する場合のダイクロイックミラーの回転の様子を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る照明装置において、合成光を生成する場合のダイクロイックミラーの回転の様子を示す図である。
【図１１】第２の実施形態に係る照明装置において、合成光を生成する場合のダイクロイックミラーの回転の様子を示す図である。
【図１２】第２の実施形態に係る照明装置において、合成光を生成する場合のダイクロイックミラーの回転の様子を示す図である。
【図１３】第２の実施形態に係る照明装置において、合成光を生成する場合のダイクロイックミラーの回転の様子を示す図である。
【図１４】第２の実施形態に係る照明装置において、合成光を生成する場合のダイクロイックミラーの回転の様子を示す図である。
【図１５】第２の実施形態に係る照明装置におけるダイクロイックミラーの透過率特性を示す図である。
【図１６】第２の実施形態に係る照明装置におけるダイクロイックミラーの反射率特性を示す図である。
【図１７】第２の実施形態の変形例に係る照明装置の概略構成図である。
【図１８】第３の実施形態に係る照明装置の概略構成図である。
【図１９】第３の実施形態に係る照明装置において、合成光を生成する場合のダイクロイックミラーの回転の様子を示す図である。
【図２０】第３の実施形態の変形例に係る照明装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る照明装置１について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置１は、図１に示すように、６つの光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆと、これらの光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆのうち一の光源からの光を透過すると共に、他の光源からの光を反射するダイクロイックミラー（光学素子）１３と、ダイクロイックミラー１３をダイクロイックミラー１３の回転軸を中心に回転させる回転機構（光学素子回転手段）１４と、回転機構１４によるダイクロイックミラーの回転角を制御する制御部（図示せず）とを備えている。
【００１３】
光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆは、夫々ＬＥＤ等の発光素子１１及び発光素子１１から射出された光を平行化するコリメートレンズ１２ａ，１２ｂを備えている。光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆは、光軸をダイクロイックミラー１３上の一点で交差させて配列され、図１中左側から、円環状にかつ等間隔に配置されている。
なお、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆの配置間隔は必ずしも等間隔である必要はなく、各光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆから射出される光の光軸が一点で交差するように配置されていればよい。また、本実施形態においては、光源が発光素子１１とコリメートレンズ１２ａ，１２ｂとを備える構成としたが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、コリメートレンズ１２ａ，１２ｂを設けない構成とすることもできる。
【００１４】
すなわち、図１中、光源１０Ａを左端に配置し、光源１０Ａの光路の方向と９０°の角度をなす位置に光源１０Ｄを配置する。光源１０Ｂは光源１０Ａ及び光源１０Ｄの間であって、ダイクロイックミラー１３の回転軸を中心に、光源１０Ａ及び光源１０Ｄから夫々４５°傾斜した位置に配置する。さらに、光源１０Ｃは光源１０Ｂ及び光源１０Ｄの間であって、ダイクロイックミラー１３の回転軸を中心に、光源１０Ｂ及び光源１０Ｄから夫々２２．５°傾斜した位置に配置する。また、光源１０Ｆは、ダイクロイックミラー１３の回転軸を中心に、光源１０Ｄを基準に光源１０Ａから遠ざかる方向に４５°傾斜した位置に配置する。さらに、光源１０Ｅは、光源１０Ｄ及び光源１０Ｆの間であって、ダイクロイックミラー１３の回転軸を中心に、光源１０Ｄ及び光源１０Ｆから夫々２２．５°傾斜した位置に配置する。
各光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆは、同一の円周上に位置する円環状に配置されており、この円環の中心で各光源からの光の光路が交差するように配置されている。
【００１５】
また、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆは、夫々異なる波長領域の光を出射するものであり、具体的には、光源１０Ａは４００ｎｍ、光源１０Ｂは５５０ｎｍ、光源１０Ｃは６００ｎｍ、光源１０Ｄは６５０ｎｍ、光源１０Ｅは７００ｎｍ、光源１０Ｆは７５０ｎｍ、の光を夫々出射する。本実施形態においては、後述するダイクロイックミラー１３が所謂ショートパス特性を有することから、光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆは、図１中左側から、波長領域が短い順に円環状にかつ等間隔に配置されている。
【００１６】
ダイクロイックミラー１３は、所謂ショートパス特性を有し、円環状に配置された光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆの中心に、すなわち各光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆの光路が交差する位置に、ダイクロイックミラー１３の中心を軸に回転するように配置されている。ダイクロイックミラー１３は、光源１０Ａからの光を透過すると共に、光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆからの光を反射して、反射した光を光源１０Ａからの光の光路に入射させる。
【００１７】
ここで、一般に、ダイクロイックミラーは、光軸に対して４５°に配置して、入射光と反射光が同じ方向になるように射出することにより合成光を生成する。図１では、光源１０Ａからの光は、ダイクロイックミラー１３が光源１０Ａの光路に対して４５°に傾斜した状態で入射され、ダイクロイックミラー１３の法線から４５°となるため、入射角４５°となる。ダイクロイックミラー１３がショートパス特性を有する場合には、光源１０Ａから入射された光は、ダイクロイックミラー１３で反射される光よりも波長は短くなければならない。ロングパス特性を有するダイクロイックミラーの場合にはその反対となる。
【００１８】
また、ダイクロイックミラーは、入射角によって、反射、透過特性のシフトするものであり、図２に、ダイクロイックミラーの光学特性を示した。図２に示すように、ダイクロイックミラーは、入射角度が４５°よりも浅くなると、その光学特性、すなわち、反射率特性及び透過率特性が共に４５°のときより長波長側にシフトする。反対に、入射角度が４５°よりも深くなると短波長側にシフトする。ダイクロイックミラーの反射率と透過率の和は、ダイクロイックミラーにおけるＦｒｅｓｎｅｌ損出を除ければ、約１００％となる。つまり、図２（Ａ）の反射率と図２（Ｂ）の透過率の和は、どの波長においても常に約１００％となる。
【００１９】
本実施形態において、ダイクロイックミラー１３はショートパス特性を有し、光源１０Ａは、ダイクロイックミラーを透過する光であるので、ダイクロイックミラーをその回転軸を中心に時計周りに回転すると、入射角度が浅くなるため、透過特性は長波長側へシフトする。また、円環状に配置された光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆでは、ダイクロイックミラー１３の回転角度に応じて、反射特性も長波長側へシフトする。従って、ダイクロイックミラー１３の時計周りへの回転角度が大きくなるにつれ、ダイクロイックミラー１３で反射する光の波長を長くすると、ダイクロイックミラーの斜入射特性の影響を受けることなく、効率よく照明することが可能になる。このような理由から、本実施形態においては、光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆを図１中左側から、波長領域が短い順に円環状にかつ等間隔に配置している。
【００２０】
なお、ダイクロイックミラー１３がロングパス特性を有するときも、光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆの位置を変えることにより透過光と反射光の導光効率を下げることなく、色合成して照明することが可能となる。
【００２１】
回転機構１４は、後述する制御部からの制御信号に基づいてダイクロイックミラー１３を光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆの配列方向に所定の回転角だけ回転させ、ダイクロイックミラー１３の傾きを調節する。回転機構１４は、例えば、モーター等を用いて構成することができる。
制御部は、回転機構１４に対して光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆからの光を所望の入射角で、光源１０Ａからの光の光路に入射させるようにダイクロイックミラー１３の回転角を調節するための制御信号を生成し、回転機構１４に出力する。これにより、回転機構１４によってダイクロイックミラー１３が所望の回転角に制御される。また、制御部は、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆの点灯又は消灯を制御する。
【００２２】
以下、このように構成された照明装置１において、例えば光源１０Ａからの光と、光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆからの光を選択して合成光を生成して照射する場合について図３、図４及び図５を参照して説明する。
【００２３】
図３（Ａ）に、光源１０Ａからの光と光源１０Ｂからの光の合成光を生成する場合の例を示した。ダイクロイックミラー１３は光源１０Ａの光路の方向に対し４５°傾斜の状態から、ダイクロイックミラー１３の回転軸を中心に、反時計周りに２２．５°回転した状態である。この時のダイクロイックミラー１３の光学特性は、図４（Ａ）、図５（Ａ）となる。従って、光源１０Ａからの光はダイクロイックミラー１３を透過し、光源１０Ｂからの光はダイクロイックミラー１３を反射して、合成光が生成される。
【００２４】
図３（Ｂ）に示す例では、光源１０Ａからの光と光源１０Ｃからの光の合成光を生成する。ダイクロイックミラー１３は４５°傾斜の状態から反時計周りに１１．２５°回転した状態である。この時の、ダイクロイックミラー１３の光学特性は、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）となる。従って、光源１０Ａからの光はダイクロイックミラー１３を透過し、光源１０Ｃからの光はダイクロイックミラー１３を反射して、合成光が生成される。
【００２５】
図３（Ｃ）に示す例では、光源１０Ａからの光と光源１０Ｄからの光の合成光を生成する。ダイクロイックミラー１３は４５°傾斜の状態である。ダイクロイックミラー１３の光学特性は、図４（Ｃ）及び図５（Ｃ）となる。従って、光源１０Ａからの光はダイクロイックミラー１３を透過し、光源１０Ｄからの光はダイクロイックミラー１３を反射して、合成光が生成される。
【００２６】
図３（Ｄ）に示す例では、光源１０Ａからの光と光源１０Ｅからの光の合成光を生成する。ダイクロイックミラー１３は４５°傾斜の状態から時計周りに１１．２５°回転した状態である。ダイクロイックミラー１３の光学特性は、図４（Ｄ）及び図５（Ｄ）となる。従って、光源１０Ａからの光はダイクロイックミラー１３を透過し、光源１０Ｅからの光はダイクロイックミラー１３を反射して、合成光が生成される。
【００２７】
図３（Ｅ）に示す例では、光源１０Ａからの光と光源１０Ｆからの光の合成光を生成する。ダイクロイックミラー１３は４５°傾斜の状態から時計周りに２２．５０°回転した状態である。ダイクロイックミラー１３の光学特性は、図４（Ｅ）及び図５（Ｅ）となる。従って、光源１０Ａはダイクロイックミラー１３を透過し、光源１０Ｆはダイクロイックミラー１３を反射して、合成光が生成される。
【００２８】
本実施形態によれば、光源１０Ａからの光は、ダイクロイックミラー１３を透過して直進する透過光路を通過する一方、制御部の作動により、回転機構１４によるダイクロイックミラー１３の回転角を調節すると、他の光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆの何れかからの光が、ダイクロイックミラー１３により反射されて、光源１０Ａからの光の透過光路に入射する。回転機構１４によってダイクロイックミラー１３の回転角を切り替えると、透過光路に入射させる光を射出する光源を切り替えることができる。すなわち、１つのダイクロイックミラー１３により３つ以上の光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆからの光を一つの光路に入射させることができ、光の透過又は反射の際の光の損失を抑制することができる。従って、異なる複数波長の光を適宜選択し、かつ、導光効率を向上させてより高輝度の光を照射することができる。
【００２９】
（第１の実施形態の変形例）
以下、第１の実施形態の変形例に係る照明装置２について説明する。
【００３０】
本変形例は、上述した第１の実施形態における照明装置とダイクロイックミラーの特性のみが異なる。従って、光源の配置位置等は上記した第１の実施形態と同様であるので、以下、図３を参照して説明する。すなわち、第１の実施形態におけるダイクロイックミラー１３にはショートパス特性を有するものを適用したが、本変形例においては、ロングパス特性を有するダイクロイックミラーを適用する。このため、光源１０Ａには、６つの光源のうち最も長い波長領域のものを適用する。具体的には、例えば、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆには、それぞれ７５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍのものを適用する。
【００３１】
以下、このように構成された照明装置において、例えば光源１０Ａからの光と、光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆからの光を選択して合成光を生成して照射する場合について図３、図６及び図７を参照して説明する。
【００３２】
図３（Ａ）に、光源１０Ａからの光と光源１０Ｂからの光の合成光を生成する場合の例を示した。ダイクロイックミラー１３は４５°傾斜の状態から反時計周りに２２．５°回転した状態である。この時のダイクロイックミラーの光学特性は、図６（Ａ）、図７（Ａ）となる。従って、光源１０Ａからの光はダイクロイックミラー１３を透過し、光源１０Ｂからの光はダイクロイックミラー１３を反射して、合成光が生成される。
【００３３】
図３（Ｂ）に示す例では、光源１０Ａからの光と光源１０Ｃからの光の合成光を生成する。ダイクロイックミラー１３は４５°傾斜の状態から反時計周りに１１．２５°回転した状態である。この時の、ダイクロイックミラー１３の光学特性は、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）となる。従って、光源１０Ａからの光はダイクロイックミラー１３を透過し、光源１０Ｃからの光はダイクロイックミラー１３を反射して、合成光が生成される。
【００３４】
図３（Ｃ）に示す例では、光源１０Ａからの光と光源１０Ｄからの光の合成光を生成する。ダイクロイックミラー１３は４５°傾斜の状態である。ダイクロイックミラー１３の光学特性は、図６（Ｃ）及び図７（Ｃ）となる。従って、光源１０Ａからの光はダイクロイックミラーを透過し、光源１０Ｄからの光はダイクロイックミラーを反射して、色合成がされて照明する。
【００３５】
図３（Ｄ）に示す例では、光源１０Ａからの光と光源１０Ｅからの光の合成光を生成する。ダイクロイックミラー１３は４５°傾斜の状態から時計周りに１１．２５°回転した状態である。ダイクロイックミラー１３の光学特性は、図６（Ｄ）及び図７（Ｄ）となる。従って、光源１０Ａからの光はダイクロイックミラー１３を透過し、光源１０Ｅからの光はダイクロイックミラー１３を反射して、合成光が生成される。
【００３６】
図３（Ｅ）に示す例では、光源１０Ａからの光と光源１０Ｆからの光の合成光を生成する。ダイクロイックミラー１３は４５°傾斜の状態から時計周りに２２．５０°回転した状態である。ダイクロイックミラー１３の光学特性は、図６（Ｅ）及び図７（Ｅ）となる。従って、光源１０Ａはダイクロイックミラー１３を透過し、光源１０Ｆはダイクロイックミラー１３を反射して合成光が生成される。
【００３７】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態に係る照明装置２について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置２は、図８に示すように、７つの光源を有する光源ユニット１７と、２つのダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂ及び、ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂを回転させる回転機構１４ａ，１４ｂを備えている。なお、本実施形態において、ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂはショートパス特性を有するものとして説明する。
【００３８】
光源ユニット１７は、ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂを透過する光を射出する光源１０Ａと、ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂにより反射される光を射出する光源群１７Ａ（光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）及び光源群１７Ｂ（１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ）を備えている。
【００３９】
光源群１７Ａを構成する光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、同一の円周上に位置する円環状に配置されており、この円環の中心で各光源からの光の光路が交差するように配置されている。同様に、光源群１７Ｂを構成する光源１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇも同一の円周上に位置する円環状に配置されており、この円環の中心で各光源からの光の光路が交差するように配置されている。
そして、光源１０Ａ、光源群１７Ａ及び光源群１７Ｂは、光源群１７Ａの各光路の交差位置及び光源群１７Ｂの各光路の交差位置が、光源１０Ａからの光の光路上に位置するように配置されている。
【００４０】
具体的には、図８中、光源群１７Ａのうち、光源１０Ｂは波長４５０ｎｍの光を射出し、光源１０Ａを基準として光源１０Ａの光路方向に６７．５°傾斜して配置する。光源１０Ｃは５００ｎｍの光を射出し、光源１０Ａから光路方向に９０°傾斜して配置する。また、光源１０Ｄは、波長５５０ｎｍの光を射出し、光源１０Ｃから光源１０Ａの光路方向に２２．５°傾斜して配置する。
同様に、光源群１７Ｂのうち、光源１０Ｅは、波長６００ｎｍの光を射出し、光源１０Ａを基準として光源１０Ａの光路方向に６７．５°傾斜して配置する。光源１０Ｆは、波長６５０ｎｍの光を射出し、光源１０Ａから光路方向に９０°傾斜して配置する。また、光源１０Ｇは、波長７００ｎｍの光を射出し、光源１０Ｃから光源１０Ａの光路方向に２２．５°傾斜して配置する。
【００４１】
光源群１７Ａの各光路の交差位置にダイクロイックミラー１３ａが、光源群１７Ｂの各光路の交差位置にダイクロイックミラー１３ｂが配置される。
【００４２】
以下、このように構成された照明装置２において、光源１０Ａからの光と、光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇからの光を選択して合成光を生成して照射する場合の例について図９〜図１６を参照して説明する。
【００４３】
図９に、光源１０Ａからの光と光源１０Ｂ及び光源１０Ｆからの光の合成光を生成する場合の例を示した。ダイクロイックミラー１３ａは４５°傾斜の状態から反時計周りに１１．２５°回転した状態である。ダイクロイックミラー１３ｂは４５°傾斜の状態である。ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂの光学特性は、図１５（Ａ）及び図１６（Ａ）となる。
従って、光源１０Ａは、ダイクロイックミラー１３ａを透過した後にダイクロイックミラー１３ｂを透過し、光源１０Ｂは、ダイクロイックミラー１３ａを反射した後にダイクロイックミラー１３ｂを透過する。そして、光源１０Ｆは、ダイクロイックミラー１３ｂを反射して、合成光が生成される。
【００４４】
図１０に、光源１０Ａからの光と光源１０Ｃ及び光源１０Ｆからの光の合成光を生成する場合の例を示した。ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂは共に４５°傾斜の状態である。ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂの光学特性は、図１５（Ｂ）及び図１６（Ｂ）となる。
従って、光源１０Ａは、ダイクロイックミラー１３ａを透過した後にダイクロイックミラー１３ｂを透過し、光源１０Ｃは、ダイクロイックミラー１３ａを反射した後にダイクロイックミラー１３ｂを透過する。そして、光源１０Ｆは、ダイクロイックミラー１３ｂを反射して、合成光が生成される。
【００４５】
図１１に、光源１０Ａからの光と光源１０Ｄ及び光源１０Ｆからの光の合成光を生成する場合の例を示した。ダイクロイックミラー１３ａは４５°傾斜の状態から時計周りに１１．２５°回転した状態である。ダイクロイックミラー１３ｂは４５°傾斜の状態である。ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂの光学特性は、図１５（Ｃ）及び図１６（Ｃ）となる。
従って、光源１０Ａは、ダイクロイックミラー１３ａを透過した後にダイクロイックミラー１３ｂを透過し、光源１０Ｄは、ダイクロイックミラー１３ａを反射した後にダイクロイックミラー１３ｂを透過する。そして、光源１０Ｆは、ダイクロイックミラー１３ｂを反射して、合成光が生成される。
【００４６】
図１２に、光源１０Ａからの光と光源１０Ｃ及び光源１０Ｅからの光の合成光を生成する場合の例を示した。ダイクロイックミラー１３ａは４５°傾斜の状態である。ダイクロイックミラー１３ｂは４５°傾斜の状態から時計周りに１１．２５°回転した状態である。ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂの光学特性は、図１５（Ｄ）及び図１６（Ｄ）となる。
従って、光源１０Ａは、ダイクロイックミラー１３ａを透過した後にダイクロイックミラー１３ｂを透過し、光源１０Ｄは、ダイクロイックミラー１３ａを反射した後にダイクロイックミラー１３ｂを透過する。そして、光源１０Ｅは、ダイクロイックミラー１３ｂを反射して、合成光が生成される。
【００４７】
図１３に、光源１０Ａからの光と光源１０Ｃ及び光源１０Ｆからの光の合成光を生成する場合の例を示した。ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂ共には４５°傾斜の状態である。ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂの光学特性は、図１５（Ｅ）及び図１６（Ｅ）となる。
従って、光源１０Ａは、ダイクロイックミラー１３ａを透過した後にダイクロイックミラー１３ｂを透過し、光源１０Ｆは、ダイクロイックミラー１３ａを反射した後にダイクロイックミラー１３ｂを透過する。そして、光源１０Ｅは、ダイクロイックミラー１３ｂを反射して、合成光が生成される。
【００４８】
図１４に、光源１０Ａからの光と光源１０Ｃ及び光源１０Ｇからの光の合成光を生成する場合の例を示した。ダイクロイックミラー１３ａは４５°傾斜の状態である。ダイクロイックミラー１３ｂは４５°傾斜の状態から時計周りに１１．２５°回転した状態である。ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂの光学特性は、図１５（Ｆ）及び図１６（Ｆ）となる。
従って、光源１０Ａは、ダイクロイックミラー１３ａを透過した後にダイクロイックミラー１３ｂを透過し、光源１０Ｃは、ダイクロイックミラー１３ａを反射した後にダイクロイックミラー１３ｂを透過する。そして、光源１０Ｇは、ダイクロイックミラー１３ｂを反射して、合成光が生成される。
【００４９】
（第２の実施形態の変形例）
以下、第２の実施形態の変形例に係る照明装置３について、図面を参照して説明する。
本変形例に係る照明装置３は、図１７に示すように、４つの光源群を含む光源ユニットと、４つのダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ及び、これらのダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを回転させる回転機構１４ａ，１４ｂを備えている。なお、本実施形態において、ダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄはショートパス特性を有するものとして説明する。
【００５０】
照明装置３の光源ユニットは、光源１０Ａ及び光源群１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを備えており、光源群１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを構成する各光源は夫々円環状に配置され、この円環の中心が光源群１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを構成する各光源からの光の交差位置となっている。そして、光源群１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを構成する各光源からの各光路の交差位置が、光源１０Ａからの光の光路上に位置するように光源１０Ａ及び光源群１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄが配置されている。さらに、各交差位置にダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが位置するようになっている。
【００５１】
より具体的には、図１７中、左端に波長４００ｎｍの光を出射する光源１０Ａを配置する。光源群１７Ａは、ダイクロイックミラー１３ａの位置を中心とした円環状に、配置された光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを有し、光源１０Ｂは、図１７中、光源１０Ａを基準に光源１０Ａの光路方向に時計回りに６７．５°傾斜して配置されている。光源１０Ｃは、光源１０Ｂから光源１０Ａの光路方向に時計回りに２２．５°傾斜して、光源１０Ｄは、光源１０Ｃから光源１０Ａの光路方向に時計回りに２２．５°傾斜して夫々配置されている。なお、光源１０Ｂは波長４３０ｎｍの光を、光源１０Ｃは波長４６０ｎｍの光を、光源１０Ｄは、波長４９０ｎｍの光を夫々出射する。
【００５２】
続いて、光源群１７Ｂは、ダイクロイックミラー１３ｂの位置を中心とした円環状に、配置された光源１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇを有し、光源１０Ｅは、図１７中、光源１０Ａを基準に光源１０Ａの光路方向に反時計回りに６７．５°傾斜して配置されている。光源１０Ｆは、光源１０Ｅから光源１０Ａの光路方向に反時計回りに２２．５°傾斜して、光源１０Ｇは、光源１０Ｆから光源１０Ａの光路方向に反時計回りに２２．５°傾斜して夫々配置されている。なお、光源１０Ｅは波長５２０ｎｍの光を、光源１０Ｆは波長５５０ｎｍの光を、光源１０Ｇは、波長５８０ｎｍの光を夫々出射する。
【００５３】
光源群１７Ｃは、ダイクロイックミラー１３ｃの位置を中心とした円環状に、配置された光源１０Ｈ，１０Ｉ，１０Ｊを有し、光源１０Ｈは、図１７中、光源１０Ａを基準に光源１０Ａの光路方向に時計回りに６７．５°傾斜して配置されている。光源１０Ｉは、光源１０Ｈから光源１０Ａの光路方向に時計回りに２２．５°傾斜して、光源１０Ｊは、光源１０Ｈから光源１０Ａの光路方向に時計回りに２２．５°傾斜して夫々配置されている。なお、光源１０Ｈは波長６１０ｎｍの光を、光源１０Ｉは波長６４０ｎｍの光を、光源１０Ｊは、波長６７０ｎｍの光を夫々出射する。
【００５４】
光源群１７Ｄは、ダイクロイックミラー１３ｄの位置を中心とした円環状に、配置された光源１０Ｋ，１０Ｌ，１０Ｍを有し、光源１０Ｋは、図１７中、光源１０Ａを基準に光源１０Ａの光路方向に反時計回りに６７．５°傾斜して配置されている。光源１０Ｌは、光源１０Ｋから光源１０Ａの光路方向に反時計回りに２２．５°傾斜して、光源１０Ｍは、光源１０Ｌから光源１０Ａの光路方向に反時計回りに２２．５°傾斜して夫々配置されている。なお、光源１０Ｋは波長７００ｎｍの光を、光源１０Ｌは波長７３０ｎｍの光を、光源１０Ｍは、波長７６０ｎｍの光を夫々出射する。
【００５５】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態に係る照明装置４について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置４は、上述した各実施形態のように光源が円環状に配置されておらず、光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが直線上に配置されている。
【００５６】
具体的には、図１８中、ショートパス特性を有するダイクロイックミラー１３を透過する４００ｎｍの光を出射する光源１０Ａが左端に配置され、光源１０Ａの光路に直交する位置に光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが等間隔に配置されている。光源１０Ｂ，光源１０Ｄは光路変更部材としてのプリズム１６ｂ，１６ｄを有しており、光源１０Ｂからの光はプリズム１６ｂにより、光源１０Ｄからの光はプリズム１６ｄにより、光源１０Ｃからの光の光路と同じ位置で交差するようになっている。そして、この交差位置が光源１０Ａからの光の光路上となるようになっている。
なお、光源１０Ｂは波長４５０ｎｍの光を、光源１０Ｃは波長５００ｎｍの光を、光源１０Ｄは波長５５０ｎｍの光を夫々出射する。
【００５７】
以下、このように構成された照明装置４において、例えば光源１０Ａからの光と、光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄからの光を選択して合成光を生成して照射する場合について図１９を参照して説明する。なお、ここでは、プリズム１６ｂ，１６ｄにより光源１０Ｂ及び光源１０Ｄからの光が光源１０Ｃからの光に対して２２．５°傾斜してダイクロイックミラー１３に入射するようになっていることとする。
【００５８】
図１９（Ａ）に、光源１０Ａからの光と光源１０Ｂからの光の合成光を生成する場合の例を示した。ダイクロイックミラー１３は４５°傾斜の状態から反時計周りに２２．５°回転した状態である。この時のダイクロイックミラーの光学特性は、図１５（Ａ）及び図１６（Ａ）となる。従って、光源１０Ａからの光はダイクロイックミラー１３を透過し、光源１０Ｂからの光はダイクロイックミラー１３を反射して、合成光が生成される。
【００５９】
図１９（Ｂ）に示す例では、光源１０Ａからの光と光源１０Ｃからの光の合成光を生成する。ダイクロイックミラー１３は４５°傾斜の状態から反時計周りに１１．２５°回転した状態である。この時の、ダイクロイックミラー１３の光学特性は、図１５（Ｂ）及び図１６（Ｂ）となる。従って、光源１０Ａからの光はダイクロイックミラー１３を透過し、光源１０Ｃからの光はダイクロイックミラー１３を反射して、合成光が生成される。
【００６０】
図１９（Ｃ）に示す例では、光源１０Ａからの光と光源１０Ｄからの光の合成光を生成する。ダイクロイックミラー１３は４５°傾斜の状態である。ダイクロイックミラー１３の光学特性は、図１５（Ｃ）及び図１６（Ｃ）となる。従って、光源１０Ａからの光はダイクロイックミラーを透過し、光源１０Ｄからの光はダイクロイックミラーを反射して、色合成がされて照明する。
【００６１】
（第３の実施形態の変形例）
以下、第３の実施形態の変形例に係る照明装置５について、図面を参照して説明する。
本実施形態は、上述した第３の実施形態と同様に、各光源が直線上に配置されており、直線上に配置された３つの光源からなる光源群を２つ備えた例である。
【００６２】
具体的には、図２０中、ショートパス特性を有するダイクロイックミラー１３ａ，１３ｂを透過する４００ｎｍの光を出射する光源１０Ａが左端に配置され、光源１０Ａの光路に直交する位置に光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄからなる光源群１７Ａと、光源１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇからなる光源群１７Ｂが等間隔に配置されている。
【００６３】
光源１０Ｂ，光源１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｇは光路変更部材としてのプリズム１６ｂ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆを有しており、光源１０Ｂからの光はプリズム１６ｂにより、光源１０Ｄからの光はプリズム１６ｄにより、光源１０Ｃからの光の光路と同じ位置で交差するようになっている。同様に、光源１０Ｅからの光はプリズム１６ｅにより、光源１０Ｇからの光はプリズム１６ｇにより、光源１０Ｃからの光の光路と同じ位置で交差するようになっている。そして、これら各交差位置が光源１０Ａからの光の光路上となるようになっている。
なお、光源１０Ｂは波長４５０ｎｍの光を、光源１０Ｃは波長５００ｎｍの光を、光源１０Ｄは波長５５０ｎｍの光を、光源１０Ｄは６００ｎｍの光を、光源１０Ｅ６５０ｎｍの光を、光源１０Ｇは７００ｎｍの光を夫々出射する。
【００６４】
上述した各実施形態においては、発光素子としてＬＥＤを適用したが、これに限られるものではなく、例えばＬＤ、ランプ等を適用することができる。また、光学素子としてダイクロイックミラーを適用したが、これに限られるものではなく、例えば、ダイクロイックプリズム等を適用することもできる。
【００６５】
このように、ダイクロイックミラーを回転可能に設けることで種々の光源の配置構成が可能となる。そして、光源１０Ａからの光は、ダイクロイックミラー１３を透過して直進する透過光路を通過する一方、回転機構によりダイクロイックミラー１３の回転角を調節すると、他の光源１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ等の何れかからの光が、ダイクロイックミラー１３により反射されて、光源１０Ａからの光の透過光路に入射する。回転機構１４によってダイクロイックミラー１３の回転角を切り替えると、透過光路に入射させる光を射出する光源を切り替えることができる。すなわち、１つのダイクロイックミラー１３により３つ以上の光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ等からの光を一つの光路に入射させることができ、光の透過又は反射の際の光の損失を抑制することができる。従って、異なる複数波長の光を適宜選択し、かつ、導光効率を向上させてより高輝度の光を照射することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１，２，３，４，５  照明装置
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｉ，１０Ｊ，１０Ｋ，１０Ｌ，１０Ｍ    光源
１１  発光素子
１２ａ，１２ｂ  コリメートレンズ
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ  ダイクロイックミラー
１４  回転機構
１６ｂ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｇ  プリズム
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ  光源群
【図１】
2013143329.tif 000003
【図２】
2013143329.tif 000004
【図３】
2013143329.tif 000005
【図４】
2013143329.tif 000006
【図５】
2013143329.tif 000007
【図６】
2013143329.tif 000008
【図７】
2013143329.tif 000009
【図８】
2013143329.tif 000010
【図９】
2013143329.tif 000011
【図１０】
2013143329.tif 000012
【図１１】
2013143329.tif 000013
【図１２】
2013143329.tif 000014
【図１３】
2013143329.tif 000015
【図１４】
2013143329.tif 000016
【図１５】
2013143329.tif 000017
【図１６】
2013143329.tif 000018
【図１７】
2013143329.tif 000019
【図１８】
2013143329.tif 000020
【図１９】
2013143329.tif 000021
【図２０】
2013143329.tif 000022