(57)【要約】【課題】  照明領域の面積が変化しても、必要とされる光量の照明光を効率よく照明領域に向けて出射することができる照明装置および内視鏡システムを提供する。【解決手段】  円環の周方向および中心軸線Ｌ方向に並んで配置され、径方向に沿って照明光を射出する複数の光源２と、周囲を複数の光源２に囲まれた光源２から出射された照明光を中心軸線Ｌ方向に沿う方向に導光する第１導光部３と、第１導光部３に導光される照明光を出射する光源２に隣接した光源２から出射された照明光を中心軸線Ｌ方向に沿う方向に導光する第２導光部４と、第１および第２導光部３，４を、中心軸線Ｌを中心に回転駆動する回転部５と、第１導光部３のみに照明光を入射させる第１照明モードと、第１および第２導光部３，４に照明光を入射させる第２照明モードと、を切り替える発光制御部と、が設けられていることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環上に当該円環の周方向および中心軸線方向に並んで配置され、径方向に沿って照明光を射出する複数の光源と、
該光源のうち、少なくとも周囲を前記光源に囲まれた光源から前記径方向に沿って出射された照明光を、前記中心軸線方向に沿う方向に導光する第１導光部と、
該第１導光部により導光される照明光を出射する前記光源に隣接した前記光源から前記径方向に沿って出射された照明光を、前記中心軸線方向に沿う方向に導光する第２導光部と、
前記第１導光部および前記第２導光部を、前記中心軸線を中心に回転駆動する回転部と、
前記複数の光源の点灯を制御して、前記第１導光部のみに照明光を入射させる第１照明モードと、前記第１導光部および前記第２導光部に照明光を入射させる第２照明モードとを切り替える発光制御部と、
が設けられている照明装置。
【請求項２】
前記光源には、照明光を出射する光源素子と、出射された照明光の指向性を高める光学素子と、が設けられている請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記第２導光部は、前記第１導光部における前記径方向を中心とする外側に配置され、
前記第２導光部における屈折率は、前記第１導光部における屈折率よりも低い請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第２導光部は、前記第１導光部における前記径方向を中心とする外側に配置され、
前記第１導光部および前記第２導光部の間には、前記第１導光部および前記第２導光部における屈折率より低い屈折率を有する中間層が設けられている請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１導光部における前記光源側の端部は、前記第２導光部における前記光源側の端部よりも、前記光源側に突出している請求項１から４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】
前記第１導光部および前記第２導光部の位相を検出する回転センサが設けられ、
前記発光制御部は、前記回転センサの出力に基づいて、前記複数の光源のうち照明光を出射する前記光源の点灯を制御する請求項１から５のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】
前記第１導光部および前記第２導光部には、
前記径方向に沿って導光された照明光を、前記中心軸線に沿う方向に反射する反射面と、
該反射面と対向する位置に、間隔を空けて配置された反射鏡と、
前記反射面と前記反射鏡との間に配置され、前記第１導光部および前記第２導光部に係る屈折率よりも低い屈折率を有する反射層と、
が設けられている請求項１から６のいずれかに記載の照明装置。
【請求項８】
前記第１導光部には、前記径方向に沿って導光された照明光を前記中心軸線に沿う方向に向かって反射する反射面と、照明光を前記中心軸線方向に導光する出射導光部と、が設けられている請求項１から６のいずれかに記載の照明装置。
【請求項９】
照明光が照射される照明領域の広さを検出する検出部が設けられ、
前記発光制御部は、前記検出部により検出された前記照明領域の広さに基づいて、前記第１照明モードおよび前記第２照明モードのいずれかを選択する請求項１記載の照明装置。
【請求項１０】
前記照明領域はライトガイドの入射端であり、
前記検出部は、前記ライトガイドが所定位置に配置されているか否かを検出する請求項９記載の照明装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の照明装置と、
前記ライトガイドを有し前記照明装置に対して交換可能な挿入部と、
が設けられた内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤのような半導体光源を用い適応的に照明条件を切替え可能な照明装置および内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ(発光ダイオード)や、半導体レーザなどの半導体光源は、近年の発光効率の向上、および、高輝度白色光ＬＥＤや高輝度ＲＧＢ原色光の実用化により、明るさ不足により応用が難しいとされていた大画面液晶テレビやプロジェクタなどの画像表示に用いられる照明光源として採用されつつある。
また、ＬＥＤは、キセノンランプ等と比較して、寿命が長く、消費電力が低く、光量制御が容易であり、かつ、材料として水銀を用いないという特性を有することから、ＬＥＤは有益性の高い光源として期待されている。
【０００３】
一般にＬＥＤなどを光源素子として使用する揚合には、照明光としての光量を確保するため、複数のＬＥＤを線上または面上に配列して光源を構成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１９９０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、照明光源は、一定の面積を有する照明領域に照明光を照射するものであって、かかる場合に、いわゆるエタンデュの保存則によって、照明領域の面積と入射光束の角度が決まると、有効に利用できる光量に上限があることが知られている。
【０００５】
そのため、照明光の出射面積が固定されている特許文献１に係る照明装置などにおいては、照明領域の広さが変化した場合に、出射される照明光を有効利用できないという問題があった。特に、照明光としての光量を確保する必要があるＬＥＤなどを用いた照明装置の場合には、出射される照明光が有効利用できず、必要とされる光量を出射できないという問題があった。
【０００６】
特に、医療装置、例えば、内視鏡などの分野では、照明光を導くライトガイドの径のうち、最も太い径に合わせて照明装置を設計する方法が知られている。この場合、細い径のライトガイドに照明光を入射させるときには、照明装置とライトガイドとの間に絞りなどが配置され、照明装置から出射された照明光の一部が遮蔽されていた。言い換えると、ライトガイドに入射されず、照明に有効利用されない照明光が捨てられていた。
【０００７】
従来のキセノンランプや、ハロゲンランプや、メタルハライドランプなどを用いた光源装置の場合には、有効利用されない照明光を捨てても十分な光量の照明光が出射され、照明に必要な光量が出射されないという問題は発生しにくかった。
しかしながら、照明光としての光量を確保する必要があるＬＥＤなどを用いた照明装置の場合には、出射される照明光が有効利用できず、必要とされる光量を出射できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、照明領域の面積が変化しても、必要とされる光量の照明光を効率よく照明領域に向けて出射することができる照明装置および内視鏡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、以下の手段を提供する。
本発明は、円環上に当該円環の周方向および中心軸線方向に並んで配置され、径方向に沿って照明光を射出する複数の光源と、該光源のうち、少なくとも周囲を前記光源に囲まれた光源から前記径方向に沿って出射された照明光を、前記中心軸線方向に沿う方向に導光する第１導光部と、該第１導光部により導光される照明光を出射する前記光源に隣接した前記光源から前記径方向に沿って出射された照明光を、前記中心軸線方向に沿う方向に導光する第２導光部と、前記第１導光部および前記第２導光部を、前記中心軸線を中心に回転駆動する回転部と、前記複数の光源の点灯を制御して、前記第１導光部のみに照明光を入射させる第１照明モードと、前記第１導光部および前記第２導光部に照明光を入射させる第２照明モードとを切り替える発光制御部と、が設けられている照明装置を提供する。
【００１０】
本発明によれば、照明領域の面積変化に応じて第１照明モードおよび第２照明モードが切り替えられることにより、必要とされる光量の照明光を効率よく照明領域に向けて出射させることができる。
【００１１】
具体的には、照明領域の面積が比較的狭い場合には、第１照明モードを選択することにより、第１導光部に照明光を入射させる光源のみが点灯される。このことにより、第１導光部に入射した照明光は、中心軸線方向に沿う方向に導光され、照明領域に向けて出射される。そのため、複数の光源から照明領域の照明に利用されない照明光、つまり、第１導光部に入射されない照明光の発生が防止され、照明光を効率よく照明領域に向けて出射することができる。
【００１２】
一方、照明領域の面積が比較的広い場合には、第２照明モードを選択することにより、第１導光部に照明光を入射させる光源の他に、第２導光部に照明光を入射させる光源も点灯される。すると、第１導光部および第２導光部に入射した照明光は、中心軸線方向に沿う方向に導光され、照明領域に向けて出射される。そのため、必要とされる照明光の光量が大きな広い照明領域を照明する場合には、第１導光部および第２導光部に照明光を入射させる光源から照明光を出射させることにより、より大きな光量の照明光、つまり、必要とされる光量の照明光を照明領域に向けて出射することができる。
【００１３】
上記発明においては、前記光源には、照明光を出射する光源素子と、出射された照明光の指向性を高める光学素子と、が設けられていることが望ましい。
【００１４】
本発明によれば、光源素子から出射された照明光は光学素子に入射され、指向性が高められた後に第１導光部または第２導光部に向けて出射される。そのため、照明領域に指向性が高められた照明光が照射されることとなり、照明光の利用効率を高めることができる。
【００１５】
上記発明においては、前記第２導光部は、前記第１導光部における前記径方向を中心とする外側に配置され、前記第２導光部における屈折率は、前記第１導光部における屈折率よりも低いことが望ましい。
【００１６】
本発明によれば、第１導光部よりも屈折率が低い第２導光部を、第１導光部の外側に配置することにより、第１導光部に入射された照明光の利用効率の低下を防止できる。
つまり、第１導光部に入射された照明光は、第１導光部と第２導光部との境界面で全反射しながら導光されるため、例えば、鏡面などにより反射される場合と比較して損失が小さくなり、照明光の利用効率の低下を防止できる。
【００１７】
上記発明においては、前記第２導光部は、前記第１導光部における前記径方向を中心とする外側に配置され、前記第１導光部および前記第２導光部の間には、前記第１導光部および前記第２導光部における屈折率より低い屈折率を有する中間層が設けられていることが望ましい。
【００１８】
本発明によれば、第１導光部や第２導光部に入射された照明光は、中間層との境界面で全反射しながら導光されるため、例えば、鏡面などにより反射される場合と比較して損失が小さくなる。言い換えると、第１導光部や第２導光部に入射された照明光の利用効率の低下を防止することができる。
【００１９】
上記発明においては、前記第１導光部における前記光源側の端部は、前記第２導光部における前記光源側の端部よりも、前記光源側に突出していることが望ましい。
【００２０】
本発明によれば、光源と第１導光部における光源側の端部との距離が離れることが防止され、光源から第１導光部に向けて出射される照明光のうち、第１導光部に入射する照明光の割合低下を防止できる。
複数の光源は円環の周方向に並んで配置されているため、例えば、第１導光部における光源側の端部と、第２導光部における光源側の端部とが同一平面上に配置されている場合には、第１導光部における光源側の端部と光源との間の距離は、第２導光部における光源側の端部と光源との間の距離よりも長くなる。
そこで、第１導光部に係る端部を光源側に突出させることにより、光源と第１導光部に係る端部との距離が、光源と第２導光部に係る端部との距離と少なくとも同等となり、光源から第１導光部に向けて出射される照明光のうち、第１導光部に入射する照明光の割合低下を防止できる。
【００２１】
上記発明においては、前記第１導光部および前記第２導光部の位相を検出する回転センサが設けられ、前記発光制御部は、前記回転センサの出力に基づいて、前記複数の光源のうち照明光を出射する前記光源の点灯を制御することが望ましい。
【００２２】
本発明によれば、回転センサの出力に基づいて、第１導光部および第２導光部の位相が求められるため、複数の光源のうち第１導光部または第２導光部に照明光を入射させる光源が選択される。
例えば、第１導光部または第２導光部と対向する光源が選択され、第１導光部または第２導光部に照明光が入射される期間のみ照明光が出射されるため、必要とされる光量の照明光が効率よく照明領域に向けて出射される。
【００２３】
上記発明においては、前記第１導光部および前記第２導光部には、前記径方向に沿って導光された照明光を、前記中心軸線に沿う方向に反射する反射面と、該反射面と対向する位置に、間隔を空けて配置された反射鏡と、前記反射面と前記反射鏡との間に配置され、前記第１導光部および前記第２導光部に係る屈折率よりも低い屈折率を有する反射層と、が設けられていることが望ましい。
【００２４】
本発明によれば、反射面に入射する照明光のうち、全反射条件を満たす照明光、つまり臨界角以下の入射角で入射する照明光は反射面において中心軸線方向に沿う方向に全反射される。一方、全反射条件を満たさない照明光は、反射面および反射層を透過して反射鏡により中心軸線方向に沿う方向に反射される。
そのため、反射鏡が設けられていない場合と比較すると、臨界角以上の入射角で入射する照明光も中心軸線に沿う方向に反射されるため、照明光の利用効率の低下が防止される。一方、反射面および反射層が設けられていない場合と比較すると、損失の少ない全反射を利用するため、照明光の利用効率の低下が防止される。
【００２５】
上記発明においては、前記第１導光部には、前記径方向に沿って導光された照明光を前記中心軸線に沿う方向に向かって反射する反射面と、照明光を前記中心軸線方向に導光する出射導光部と、が設けられていることが望ましい。
【００２６】
本発明によれば、光源から出射され、第１導光部内を径方向に沿って導光された照明光を反射面により中心軸線に沿う方向に向かって反射され、出射導光部により中心軸線方向に向かって導光することができる。
【００２７】
上記発明においては、照明光が照射される照明領域の広さを検出する検出部が設けられ、前記発光制御部は、前記検出部により検出された前記照明領域の広さに基づいて、前記第１照明モードおよび前記第２照明モードのいずれかを選択することが望ましい。
【００２８】
本発明によれば、検出部を用いて照明領域の広さを検出した上で、第１照明モードおよび第２照明モードのいずれかが選択されるため、複数の光源による照明光の出射が適切に制御され、必要とされる光量の照明光が照明領域に向けて出射される。
【００２９】
上記発明においては、前記照明領域はライトガイドの入射端であり、前記検出部は、前記ライトガイドが所定位置に配置されているか否かを検出することが望ましい。
【００３０】
本発明によれば、照明領域の面積、つまりライトガイドの入射端の面積に応じて第１照明モードおよび第２照明モードを使い分けることにより、必要とされる光量の照明光が効率よく入射端に入射される。
さらに、検出部によりライトガイドが所定位置に配置されているか否かが検出されるため、例えば、照明光が入射しない位置にライトガイドの入射端が配置されている場合には、光源から照明光の出射が止められる。
【００３１】
本発明は、上記本発明の照明装置と、前記ライトガイドを有し前記照明装置に対して交換可能な挿入部と、が設けられた内視鏡システムを提供する。
【００３２】
本発明によれば、上記本発明の照明装置が設けられているため、検査対象に応じて挿入部を交換しても、効率よく検査対象を照明することができる。つまり、挿入部を交換することにより、挿入部のライトガイドの入射端面積が変化しても、照明装置は第１照明モードおよび第２照明モードのいずれかを適切に選択するため、必要とされる光量の照明光が効率よく出射される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の照明装置および内視鏡システムによれば、照明領域の面積変化に応じて第１照明モードおよび第２照明モードを切り替えることにより、照明領域の面積が変化しても、必要とされる光量の照明光を効率よく照明領域に向けて出射することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
〔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ついて図１から図３５を参照して説明する。
図１は、本実施形態の照明装置の構成を説明する上面視図である。図２は、図１の照明装置の構成を説明する断面視図である。図３は、図１の照明装置を制御する制御部の構成を説明するブロック図である。
照明装置１は、回転軸線（中心軸線）Ｌに沿う方向に照明光を出射するものである。
照明装置１には、図１から図３に示すように、回転軸線Ｌに向かって照明光を出射する複数の光源２と、出射された照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に導く第１導光部３および第２導光部４と、第１導光部３および第２導光部４を支持するとともに回転駆動する回転部５と、光源２および回転部５を制御する制御部６と、が設けられている。
【００３５】
複数の光源２は、図１に示すように、回転軸線Ｌを中心とする円周上に並んで配置されているとともに、図２に示すように、回転軸線Ｌに沿う方向に並んで配置されている。さらに、光源２は、回転軸線Ｌに向かって照明光が出射するように配置されている。
なお、本実施形態では、円周上に３２個（３２列（ｉ＝３２））の光源２が並び、かつ、回転軸線Ｌに沿う方向に４個（４段）の光源２が並んで配置されている場合に適用して説明するが、光源２の並ぶ数は、特に限定されるものではない。
【００３６】
図４は、図１の光源２の構成を説明する部分拡大図である。
光源２には、図４に示すように、照明光を出射するＬＥＤ（光源素子）１１と、ＬＥＤ１１を支持する基板１２と、出射された照明光の指向性を高めるテーパロッド（光学素子）１３と、照明光をテーパロッド１３に向けて反射する反射部材１４と、が設けられている。
【００３７】
ＬＥＤ１１は、後述する点灯駆動制御部５４から電流が供給されることにより照明光を出射する半導体発光ダイオードである。ＬＥＤ１１は、基板１２上に、照明光の出射面が回転軸線Ｌ方向に向くように配置されている。
基板１２は、ＬＥＤ１１および反射部材１４を支持する板状の部材である。
【００３８】
テーパロッド１３は、ＬＥＤ１１と回転軸線Ｌとの間に配置され、ＬＥＤ１１から出射された照明光の指向性を高めて、回転軸線Ｌに向けて出射するものである。テーパロッド１３は、ＬＥＤ１１と対向するテーパロッド入射面１６と、回転軸線Ｌと対向するテーパロッド出射面１７とを有する光学ロッドであって、テーパロッド入射面１６よりもテーパロッド出射面１７の面積が広いものである。
反射部材１４は、ＬＥＤ１１とテーパロッド１３との隙間を覆うように配置されたものであって、照明光の反射面１９が、テーパロッド１３方向に向かってテーパロッド１３から離れる傾斜を有するものである。
【００３９】
図５は、図１の第１導光部と、第２導光部とに対向する光源の配置を説明する模式図である。
第１導光部３は、図１および図２に示すように、回転モータ４２により回転軸線Ｌを中心に回転駆動されるものであって、光源２から出射された照明光を回転軸線Ｌに向かって導いた後に、回転軸線Ｌに沿う方向に導くものである。さらに、第１導光部３には、図５に示すように、複数の光源２のうち２段目および３段目に配置された光源２から出射された照明光が入射されるように配置されている。
【００４０】
図６は、図１の第１導光部および第２導光部の構成を説明する上面視図である。図７は、図６の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＢ−Ｂ断面視図である。図８は、図７の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＣ矢視図である。
第１導光部３には、図６から図７に示すように、照明光を回転軸線Ｌに向かって導く入射側ロッド２１と、照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に向かって反射する反射プリズム２２と、照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に向かって導く出射側ロッド（出射導光部）２３とが設けられている。
【００４１】
入射側ロッド２１は、回転軸線Ｌを中心とする径方向に沿って延びる角柱状の光学ロッドであって、光源２と反射プリズム２２との間に配置されるものである。入射側ロッド２１は中実なロッドであって、周囲の媒体、例えば空気の屈折率よりも高い屈折率を有するガラスなどの材料から形成されている。
【００４２】
入射側ロッド２１における光源２と対向する面は、図５に示すように、隣接する４個の光源２における照明光が出射される面と略等しい形状に設定されている。言い換えると、入射側ロッド２１における照明光の入射面は、隣接する４個の光源２におけるテーパロッド出射面１７と略等しい形状に設定されている。さらに、入射側ロッド２１における照明光の入射面は、パイプ部３１から光源２に向かって突出して配置されている。
【００４３】
このような構成とすることで、光源２と第１導光部３における入射側ロッド２１の端部との距離が離れることが防止され、光源２から第１導光部３に向けて出射される照明光のうち、第１導光部３に入射する照明光の割合低下を防止することができる。
【００４４】
複数の光源２は円環の周方向に並んで配置されているため、例えば、第１導光部３における入射側ロッド２１の端部と、第２導光部４における光源２側の端部とが同一平面上に配置されている場合には、入射側ロッド２１の端部と光源２との間の距離は、第２導光部４における光源２側の端部と光源２との間の距離よりも長くなり、第１導光部３に入射する照明光の割合が低下する。
そこで、入射側ロッド２１の端部を光源２側に突出させることにより、光源２と入射側ロッド２１の端部との距離が、光源２と第２導光部４に係る端部との距離と少なくとも同等となり、光源２から第１導光部３に向けて出射される照明光のうち、第１導光部３に入射する照明光の割合低下が防止される。
【００４５】
反射プリズム２２は、図６から図７に示すように、回転軸線Ｌに向かって導かれた照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に向かって反射するものであって、回転軸線Ｌ上に配置された三角柱状のプリズムである。反射プリズム２２は中実なプリズムであって、周囲の媒体、例えば空気の屈折率よりも高い屈折率を有する材料、例えばガラスなどから形成されている。
【００４６】
反射プリズム２２には、回転軸線Ｌを中心とする径方向に対して略垂直なプリズム入射面２５と、回転軸線Ｌに対して略垂直なプリズム出射面２６と、回転軸線Ｌに対して約４５°の角度を有するプリズム反射面（反射面）２７と、が設けられている。プリズム入射面２５は、入射側ロッド２１の出射面と対向して配置され、プリズム出射面２６は、出射側ロッド２３の入射面と対向して配置されている。
【００４７】
出射側ロッド２３は、図６から図７に示すように、回転軸線Ｌに沿って延びる角柱状のロッドであって、反射プリズム２２のプリズム出射面２６と対向する位置に配置されたものである。出射側ロッド２３は中実なロッドであって、周囲の媒体、例えば空気の屈折率よりも高い屈折率を有するガラスなどの材料から形成されている。
【００４８】
第２導光部４は、図１および図２に示すように、回転モータ４２により回転軸線Ｌを中心に回転駆動されるものであって、光源２から出射された照明光を回転軸線Ｌに向かって導いた後に、回転軸線Ｌに沿う方向に導く導光パイプである。
第２導光部４には、内部に第１導光部３が配置される角筒状のパイプ部３１と、照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に反射するパイプ反射面３２と、が設けられている。
【００４９】
パイプ部３１は、図６から図７に示すように、内面が照明光の反射面とされた断面が略矩形状のパイプであって、回転軸線Ｌを中心とした半径方向に沿って延びるパイプである。
パイプ部３１は光源２と対向する端部が開口端とされ、回転軸線Ｌ側の端部にはパイプ反射面３２が配置されている。さらにパイプ部３１における回転軸線Ｌ側の端部の上面（図２の上側の面）には、パイプ反射面３２により反射された照明光が出射される開口部３３が設けられている。開口部３３には、第１導光部３の出射側ロッド２３の出射面が配置されている。
【００５０】
パイプ反射面３２は、回転軸線Ｌに対して約４５°の傾きを有する鏡などの反射面であって、反射プリズム２２のプリズム反射面２７と略同一平面を構成するように配置されたものである。
【００５１】
回転部５は、図１および図２に示すように、第１導光部３および第２導光部４を支持するとともに回転駆動するものである。
回転部５には、第１導光部３および第２導光部４を支持する保持部４１と、第１導光部３および第２導光部４を回転駆動する回転モータ４２と、保持部４１の回転を検出する回転センサ４３と、が設けられている。
【００５２】
保持部４１は、第１導光部３および第２導光部４を下方（図２の下側）から支持する円板状の部材であって、回転軸線Ｌまわりに回転駆動されるものである。保持部４１は、その中心軸線が回転軸線Ｌと同軸となるように配置されている。
保持部４１における下面の中央には回転モータ４２が配置され、下面の端部近傍には回転センサ４３が配置されている。
【００５３】
回転モータ４２は、第１導光部３、第２導光部４および保持部４１を回転駆動するものである。回転モータ４２は保持部４１の下面に配置され、回転モータ４２の回転軸は回転軸線Ｌと同軸に配置されている。
一方、回転モータ４２には、図３に示すように、回転モータ駆動部５５から回転モータ４２を駆動するとともに回転を制御する電流が供給されている。
【００５４】
回転センサ４３は、第１導光部３、第２導光部４および保持部４１の回転を検出するものである。回転センサ４３は保持部４１の下面に配置されている。
一方、回転センサ４３には、図３に示すように、回転センサ駆動部５６から回転センサ４３を駆動する電流が供給され、回転センサ４３から検出信号が回転センサ駆動部５６に出力されている。
なお、回転センサ４３としては、公知のセンサを用いることができ、特に限定するものではない。
【００５５】
制御部６は、光源２の点灯や消灯を制御するとともに、第１導光部３および第２導光部４の回転を制御するものである。
制御部６には、図３に示すように、照明装置１に対する指示が入力される照明装置駆動指示部５１と、照明モードが入力される照明モード選択部５２と、点灯駆動制御部５４および回転モータ駆動部５５に対して制御信号を出力するシステム制御部５３と、光源２の点灯や消灯を制御する点灯駆動制御部（発光制御部）５４と、回転モータ４２を制御する回転モータ駆動部５５と、回転センサ４３を制御する回転センサ駆動部５６と、が設けられている。
【００５６】
照明装置駆動指示部５１は、照明装置１に対する種々の指示が入力されるものであって、入力された指示は、照明装置駆動指示部５１からシステム制御部５３に出力されている。
【００５７】
照明モード選択部５２は、照明装置１の使用者が選択した照明モードを入力するものであって、入力された指示は、照明モード選択部５２からシステム制御部５３に出力されている。入力される照明モードには、第１導光部３のみから照明光を出射させる第１照明モードと、第１導光部３および第２導光部４から照明光を出射させる第２照明モードと、がある。
【００５８】
システム制御部５３は、照明装置駆動指示部５１、照明モード選択部５２および回転センサ駆動部５６から入力された信号に基づいて、点灯駆動制御部５４および回転モータ駆動部５５に制御信号を出力するものである。
【００５９】
具体的には、システム制御部５３は、照明装置駆動指示部５１から入力された信号に基づいて、回転モータ駆動部５５に第１導光部３および第２導光部４を回転駆動させる制御信号を出力させるものである。
さらに、システム制御部５３は、入力された照明モードに対応する光源２に対して、回転センサ駆動部５６から入力された信号に基づいて、第１導光部３または第２導光部４に照明光が入射するタイミングで光源２を点灯させる制御信号を出力するものである。
【００６０】
点灯駆動制御部５４は、システム制御部５３から入力された制御信号に基づいて、光源２の点灯や消灯を制御するものであって、光源２を点灯させる電流を供給するものである。
具体的には、点灯駆動制御部５４は、第１導光部３や第２導光部４に照明光が入射されるタイミングで光源２に電流を供給するものである。言い換えると、光源２が第１導光部３や第２導光部４と対向するタイミングで光源２に電流を供給するものである。
【００６１】
回転モータ駆動部５５は、システム制御部５３から入力された制御信号に基づいて、回転モータ４２を制御するものである。具体的には、回転モータ４２に供給する電流を制御することにより回転モータ４２の回転を制御するものである。
なお、回転モータ４２としてステッピングモータを用いる場合には、ステッピングモータを駆動する駆動パルスの周波数や位相を制御することにより回転を制御する。
【００６２】
回転センサ駆動部５６は、回転センサ４３を駆動するとともに、検出信号をシステム制御部５３に出力するものである。具体的には、回転センサ４３に駆動用電流を供給するとともに、回転センサ４３により検出された検出信号を受け取り、システム制御部５３に検出信号を出力するものである。
【００６３】
次に、上記の構成からなる照明装置１における照明光の出射について説明する。
まず、第１導光部３から出射される照明光について説明し、その後に第２導光部４から出射される照明光について説明する。
【００６４】
第１導光部３から出射される照明光は、図１および図２に示すように、第１導光部３の入射側ロッド２１と対向する光源２から出射される。
【００６５】
具体的には、照明光は、図４に示すように、電流が供給されたＬＥＤ１１からテーパロッド１３に向かって出射され、出射された照明光の一部は、直接テーパロッド１３のテーパロッド入射面１６に入射される。一方、残りの照明光は、反射部材１４に反射された後にテーパロッド１３のテーパロッド入射面１６に入射される。
テーパロッド１３に入射された照明光は、テーパロッド１３の側面で全反射を繰り返して指向性が高められた後に、テーパロッド出射面１７から出射される。
【００６６】
光源２のテーパロッド１３から出射された照明光は、図１および図２に示すように、第１導光部３の入射ロッド２１に入射する。入射ロッド２１に入射した照明光は、入射ロッド２１の側面で全反射を繰り返しながら回転軸線Ｌに向かって、言い換えると反射プリズム２２に向かって伝播する。
【００６７】
入射側ロッド２１内を伝播した照明光は、プリズム入射面２５から反射プリズム２２内に入射し、プリズム反射面２７に入射する。プリズム反射面２７に入射した照明光は、回転軸線Ｌに沿う方向に向かって反射され、プリズム出射面２６から出射される。
【００６８】
プリズム出射面２６から出射された照明光は出射側ロッド２３に入射し、出射側ロッド２３内を回転軸線Ｌに沿う方向に向かって伝播する。その後、照明光は、図２の実線の白抜き矢印で示すように、出射側ロッド２３から照明領域（図示せず）に向かって出射される。
【００６９】
このように、第１導光部３の外側に、第１導光部３よりも屈折率が低い第２導光部を配置することにより、第１導光部３に入射された照明光は第１導光部３と第２導光部４との境界面で全反射しながら導光される。そのため、鏡面などにより反射される場合と比較して第１導光部３に入射された照明光の利用効率の低下を防止することができる。
【００７０】
一方、第２導光部４から出射される照明光は、図１および図２に示すように、第２導光部４におけるパイプ部３１の開口端と対向する光源２から出射される。
ただし、入射側ロッド２１と対向する光源２は除かれる。
【００７１】
光源２における照明光の出射方法は、第１導光部３から照明光が出射される場合と同様であるので、その説明を省略する。
【００７２】
光源２から出射された照明光は、上述の開口端からパイプ部３１に入射される。パイプ部３１に入射された照明光は、パイプ部３１の内周面に反射されながら回転軸線Ｌに向かって、言い換えるとパイプ反射面３２に向かって伝播する。
パイプ反射面３２に入射した照明光は、回転軸線Ｌに沿う方向に向かって反射され、図２の点線で示された白抜き矢印で示すように、パイプ部３１の開口端３３から照明領域に向かって出射される。
【００７３】
つまり、第１導光部３により出射された照明光は、回転軸線Ｌに沿ってその周囲を照明領域に向かって出射され、第２導光部４から出射された照明光は、第１導光部３により出射された照明光の周囲を照明領域に向かって出射される。言い換えると、第１導光部３により出射された照明光は、回転軸線Ｌ近傍の領域に照射され、第２導光部４から出射された照明光は、第１導光部３により出射された照明光が照射される領域の周囲の領域に主に照射される。
【００７４】
次に、本実施形態の照明装置１における制御を説明する。特に、各照明モードにおける光源２の点灯シーケンスを、第１導光部３および第２導光部４の回転位相に基づいて説明する。
【００７５】
図３に示すように、照明装置駆動指示部５１に照明光の出射指示が入力されると、照明装置駆動指示部５１からシステム制御部５３に照明光の出射指示が出力される。すると、システム制御部５３は、回転モータ駆動部５５に対して回転モータ４２の回転制御信号を出力し、回転モータ駆動部５５は、回転モータ４２に対して駆動電流を供給する。
駆動電流が供給された回転モータ４２は、図２に示すように、保持部４１と、保持部４１に支持された第１導光部３および第２導光部４と、を回転駆動する。
【００７６】
システム制御部５３は、図２および図３に示すように、回転センサ駆動部５６に対して回転センサ４３による保持部４１の回転の検出を開始する制御信号を出力する。言い換えると、回転モータ４２の回転速度や、第１導光部３および第２導光部４の回転位相の検出を開始する制御信号を出力する。
【００７７】
回転センサ駆動部５６は回転センサ４３に対して電力を供給し、回転センサ４３は保持部４１の回転、つまり回転モータ４２の回転速度を検出する。
検出された回転モータ４２の回転速度は、回転センサ４３により検出され、回転センサ駆動部５６を介してシステム制御部５３に入力される。システム制御部５３は、回転モータ４３の回転速度が所定の値に達したか否かを判定する。
【００７８】
一方、第１照明モードや第２照明モードなどの照明モードは、照明モード選択部５２から入力され、照明モード選択部５２からシステム制御部５３に出力される。
【００７９】
システム制御部５３は、回転モータ４３の回転速度が所定の値に達したと判定すると、入力された照明モードと、第１導光部３および第２導光部４の回転位相とに基づいて、光源２を所定のシーケンスにしたがって点灯させる制御信号を点灯駆動制御部５４に出力する。光源２の点灯シーケンスについては、以下に説明する。
【００８０】
まず、第１導光部３のみから照明光を出射させる第１照明モードにおける光源２の点灯シーケンスについて、Ｎ１列からＮ５列までの光源２を例に挙げて説明する。
【００８１】
点灯シーケンスの説明では、図１および図５に示すように、周方向に並ぶ光源２の列をＮ１列，Ｎ２列，Ｎ３列，・・・，Ｎｉ−１列，Ｎｉ列（本実施形態ではｉ＝３２）と表記し、回転軸線Ｌ方向に並ぶ光源２の段を１段，２段，３段，４段と表記する。
さらに、Ｎ１列の１段目，２段目，３段目，４段目の光源２をそれぞれＮ１＿１，Ｎ１＿２，Ｎ１＿３，Ｎ１＿４と表記する。Ｎ２列からＮｉ列の個々の光源２についても同様に表記する。
【００８２】
一方、第１導光部３や第２導光部４の回転位相の説明では、図１に示すように、第１導光部３や第２導光部４の中心軸線が光源２のＮ２列とＮ３列との間に配置された状態を回転位相が０として説明する。言い換えると、第１導光部３が、Ｎ２＿２，Ｎ２＿３およびＮ３＿２，Ｎ３＿３の光源２と対向する状態、あるいは、第２導光部４がＮ１列，Ｎ２列，Ｎ３列，Ｎ４列の光源２と対向する状態を回転位相が０として説明する。
【００８３】
さらに、図１に示すように、回転軸線Ｌから光源２を見た場合の角度をΔθと表記する。そのため、第１導光部３や第２導光部４が、光源２の１個分だけ回転した場合の回転位相をΔθ、２個分だけ回転した場合の回転位相を２・Δθなどと表記し、第１導光部３や第２導光部４が１回転した場合の回転位相をＮｉ・Δθと表記する。
【００８４】
図９は、図１における第１導光部の回転位相と時間との関係を説明するグラフである。
第１導光部３の回転速度が一定になると、図９のグラフに示すように、第１導光部３の回転位相の増加と、時間の経過との間には比例関係が成立する。図９では、第１導光部３が１回転するのに要する時間をＴとしたグラフで示されている。
このように第１導光部３の回転速度が一定の状態の下で、以下に説明するように、第１導光部３に照明光が入射するように光源２の点灯が制御される。
【００８５】
図１０は、第１照明モードにおけるＮ１列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
図１および図１０に示すように、Ｎ１列における１段目および４段目の光源２、つまりＮ１＿１，Ｎ１＿４は、第１導光部３と対向することがないため、第１照明モードでは点灯されることがない。言い換えると、Ｎ１＿１，Ｎ１＿４は、第１導光部３に照明光を入射させることができないため、第１照明モードでは点灯されることがない。
このことは、他の列の光源２においても同様であるため、他の列における１段目および４段目の光源２における点灯シーケンスは、図においてグラフを示し、その説明を省略する。
【００８６】
一方、Ｎ１列における２段目および３段目の光源２、つまりＮ１＿２，Ｎ１＿３は、回転位相が０からＮｉ−３・Δθまでの間は消灯（ＯＦＦ）され、Ｎｉ−３・ΔθからＮｉ・Δθまでの間は点灯（ＯＮ）される。
【００８７】
このようにＮ１＿２，Ｎ１＿３が点灯制御されると、第１導光部３の回転位相がＮｉ−３・ΔθからＮｉ−２・Δθまでの間は、第１導光部３における入射ロッド２１の端面と、Ｎ１＿２，Ｎ１＿３におけるテーパロッド１３のテーパロッド出射面１７との重なり面積が回転位相の増加とともに増加するため、Ｎ１＿２，Ｎ１＿３から第１導光部３に入射される照明光は増加する。その後、回転位相がＮｉ−２・ΔθからＮｉ−１・Δθの間は、Ｎ１＿２，Ｎ１＿３におけるテーパロッド１３のテーパロッド出射面１７は、入射ロッド２１の端面に含まれるため、Ｎ１＿２，Ｎ１＿３から出射された照明光は、全て第１導光部３に入射される。さらに、回転位相がＮｉ−１・ΔθからＮｉ・Δθの間は、入射ロッド２１の端面と、テーパロッド１３のテーパロッド出射面１７との重なり面積が回転位相の増加とともに減少するため、Ｎ１＿２，Ｎ１＿３から第１導光部３に入射される照明光は減少する。
【００８８】
図１１は、第１照明モードにおけるＮ２列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
Ｎ２列における２段目および３段目の光源２、つまりＮ２＿２，Ｎ２＿３は、図１１に示すように、回転位相が０からΔθまで、および、Ｎｉ−２・ΔθからＮｉ＋１・Δθまでの間は点灯（ＯＮ）され、ΔθからＮｉ−２・Δθまでの間は消灯（ＯＦＦ）される。
【００８９】
図１２は、第１照明モードにおけるＮ３列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
Ｎ３列における２段目および３段目の光源２、つまりＮ３＿２，Ｎ３＿３は、図１２に示すように、回転位相が０から２・Δθまで、および、Ｎｉ−１・ΔθからＮｉ＋２・Δθまでの間は点灯（ＯＮ）され、２・ΔθからＮｉ−１・Δθまでの間は消灯（ＯＦＦ）される。
【００９０】
図１３は、第１照明モードにおけるＮ４列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
Ｎ４列における２段目および３段目の光源２、つまりＮ４＿２，Ｎ４＿３は、図１３に示すように、回転位相が０から３・Δθまで、および、Ｎｉ・ΔθからＮｉ＋３・Δθまでの間は点灯（ＯＮ）され、３・ΔθからＮｉ・Δθまでの間は消灯（ＯＦＦ）される。
【００９１】
図１４は、第１照明モードにおけるＮ５列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
Ｎ５列における２段目および３段目の光源２、つまりＮ５＿２，Ｎ５＿３は、図１４に示すように、回転位相がΔθから４・Δθまで、および、Ｎｉ＋１・ΔθからＮｉ＋４・Δθまでの間は点灯（ＯＮ）され、０からΔθまで、および、４・ΔθからＮｉ＋１・Δθまでの間は消灯（ＯＦＦ）される。
【００９２】
このように光源２の点灯を制御することにより、第１導光部３における入射ロッド２１の端面には、常に４個の光源２から照明光を入射させることができる。
【００９３】
次に、第１導光部３および第２導光部４から照明光を出射させる第２照明モードにおける光源２の点灯シーケンスについて、Ｎ１列からＮ６列までの光源２を例に挙げて説明する。
【００９４】
図１５は、図１における第１導光部および第２導光部の回転位相と時間との関係を説明するグラフである。
第１導光部３および第２導光部４の回転速度が一定になると、図１５のグラフに示すように、第１導光部３および第２導光部４の回転位相の増加と、時間の経過との間には比例関係が成立する。図１５では、第１導光部３および第２導光部４が１回転するのに要する時間をＴとしたグラフで示されている。
このように第１導光部３および第２導光部４の回転速度が一定の状態の下で、以下に説明するように、第１導光部３や第２導光部４に照明光が入射するように光源２の点灯が制御される。
【００９５】
図１６は、第２照明モードにおけるＮ１列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
図１および図１６に示すように、Ｎ１列における全ての光源２、つまりＮ１＿１，Ｎ１＿２，Ｎ１＿３，Ｎ１＿４は、同じ点灯シーケンスに基づいて制御される。このことは、他の列の光源２についても同様である。
具体的には、Ｎ１＿１からＮ１＿４は、回転位相が０からΔθまで、および、Ｎｉ−４・ΔθからＮｉ＋１・Δθまでの間は点灯（ＯＮ）され、ΔθからＮｉ−４・Δθまでの間は消灯（ＯＦＦ）される。
【００９６】
このようにＮ１＿１からＮ１＿４が点灯制御されると、第１導光部３および第２導光部４の回転位相が０からΔθまでの間は、第２導光部４におけるパイプ部３１の端面と、Ｎ１＿１からＮ１＿４におけるテーパロッド１３のテーパロッド出射面１７との重なり面積が回転位相の増加とともに減少するため、Ｎ１＿１からＮ１＿４から第２導光部４に入射される照明光は減少する。
【００９７】
回転位相がＮｉ−４・ΔθからＮｉ−３・Δθの間は、パイプ部３１の端面と、Ｎ１＿１からＮ１＿４におけるテーパロッド出射面１７との重なり面積が回転位相の増加とともに減少するため、Ｎ１＿１からＮ１＿４から第２導光部４に入射される照明光は増加する。
【００９８】
そして、回転位相がＮｉ−３・ΔθからＮｉ−２・Δθの間は、第１導光部３における入射ロッド２１の端面と、Ｎ１＿２，Ｎ１＿３におけるテーパロッド１３のテーパロッド出射面１７との重なり面積が回転位相の増加とともに増加するため、Ｎ１＿２，Ｎ１＿３から出射された照明光は、次第に第２導光部４から第１導光部３に入射される。
【００９９】
回転位相がＮｉ−２・ΔθからＮｉ−１・Δθの間は、Ｎ１＿１，Ｎ１＿４におけるテーパロッド出射面１７はパイプ部３１の端面に含まれるため、Ｎ１＿１，Ｎ１＿４から出射された照明光は、全て第２導光部４に入射される。一方、Ｎ１＿２，Ｎ１＿３におけるテーパロッド出射面１７は入射ロッド２１の端面の端面に含まれるため、Ｎ１＿２，Ｎ１＿３から出射された照明光は、全て第１導光部３に入射される。
【０１００】
回転位相がＮｉ−１・ΔθからＮｉ・Δθの間は、第１導光部３における入射ロッド２１の端面と、Ｎ１＿２，Ｎ１＿３におけるテーパロッド１３のテーパロッド出射面１７との重なり面積が回転位相の増加とともに減少するため、Ｎ１＿２，Ｎ１＿３から出射された照明光は、次第に第１導光部３から第２導光部４に入射される。
回転位相がＮｉ・ΔθからＮｉ＋１・Δθの間は、第２導光部４におけるパイプ部３１の端面と、Ｎ１＿１からＮ１＿４におけるテーパロッド１３のテーパロッド出射面１７との重なり面積が回転位相の増加とともに減少するため、Ｎ１＿１からＮ１＿４から第２導光部４に入射される照明光は減少する。
【０１０１】
図１７は、第２照明モードにおけるＮ２列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
図１および図１７に示すように、Ｎ２列における全ての光源２、つまりＮ２＿１からＮ２＿４は、回転位相が０から２・Δθまで、および、Ｎｉ−３・ΔθからＮｉ＋２・Δθまでの間は点灯（ＯＮ）され、２・ΔθからＮｉ−３・Δθまでの間は消灯（ＯＦＦ）される。
【０１０２】
図１８は、第２照明モードにおけるＮ３列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
図１および図１８に示すように、Ｎ３列における全ての光源２、つまりＮ３＿１からＮ３＿４は、回転位相が０から３・Δθまで、および、Ｎｉ−２・ΔθからＮｉ＋３・Δθまでの間は点灯（ＯＮ）され、３・ΔθからＮｉ−２・Δθまでの間は消灯（ＯＦＦ）される。
【０１０３】
図１９は、第２照明モードにおけるＮ４列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
図１および図１９に示すように、Ｎ４列における全ての光源２、つまりＮ４＿１からＮ４＿４は、回転位相が０から４・Δθまで、および、Ｎｉ−１・ΔθからＮｉ＋４・Δθまでの間は点灯（ＯＮ）され、４・ΔθからＮｉ−１・Δθまでの間は消灯（ＯＦＦ）される。
【０１０４】
図２０は、第２照明モードにおけるＮ５列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
図１および図２０に示すように、Ｎ５列における全ての光源２、つまりＮ５＿１からＮ５＿４は、回転位相が０から５・Δθまで、および、Ｎｉ・ΔθからＮｉ＋５・Δθまでの間は点灯（ＯＮ）され、５・ΔθからＮｉ・Δθまでの間は消灯（ＯＦＦ）される。
【０１０５】
図２１は、第２照明モードにおけるＮ６列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
図１および図２１に示すように、Ｎ６列における全ての光源２、つまりＮ６＿１からＮ６＿４は、回転位相がΔθから６・Δθまで、および、Ｎｉ＋１・ΔθからＮｉ＋６・Δθまでの間は点灯（ＯＮ）され、０からΔθまで、および、６・ΔθからＮｉ＋１・Δθまでの間は消灯（ＯＦＦ）される。
【０１０６】
このように光源２の点灯を制御することにより、第１導光部３における入射ロッド２１の端面、および、第２導光部４におけるパイプ部３１の端面には、常に合計して９個の光源２から照明光を入射させることができる。
【０１０７】
上記の構成によれば、本実施形態の照明装置１は、照明領域の面積変化に応じて第１照明モードおよび第２照明モードを選択することにより、必要とされる光量の照明光を効率よく照明領域に向けて出射することができる。
【０１０８】
具体的には、照明領域の面積が比較的狭い場合には、第１照明モードを選択することにより、第１導光部３に照明光を入射させる光源２のみが点灯される。これにより、第１導光部３に入射した照明光は、回転軸線Ｌ方向に沿う方向に導光され、照明領域に向けて出射される。そのため、複数の光源２から照明領域の照明に利用されない照明光、つまり、第１導光部３に入射されない照明光の発生を防止することができ、照明光を効率よく照明領域に向けて出射することができる。
【０１０９】
一方、照明領域の面積が比較的広い場合には、第２照明モードを選択することにより、第１導光部３に照明光を入射させる光源２の他に、第２導光部４に照明光を入射させる光源２も点灯される。すると、第１導光部３および第２導光部４に入射した照明光は、回転軸線Ｌ方向に沿う方向に導光され、照明領域に向けて出射される。そのため、必要とされる照明光の光量が大きな広い照明領域を照明する場合には、第１導光部３および第２導光部４に照明光を入射させる光源から照明光を出射させることにより、より大きな光量の照明光、つまり、必要とされる光量の照明光を照明領域に向けて出射することができる。
【０１１０】
光源２では、ＬＥＤ１１から出射された照明光はテーパロッド１３に入射され、指向性が高められた後に第１導光部３または第２導光部４に向けて出射される。そのため、照明領域に指向性が高められた照明光が照射されることとなり、照明光の利用効率を高めることができる。
【０１１１】
回転センサ４３の出力に基づいて、第１導光部３および第２導光部４の回転位相が求められるため、複数の光源２のうち第１導光部３または第２導光部４に照明光を入射できる光源２を選択することができる。
例えば、第１導光部３または第２導光部４と対向する光源２を選択するとともに、第１導光部３または第２導光部４に照明光が入射される期間のみ照明光を出射できるため、必要とされる光量の照明光を効率よく照明領域に向けて出射できる。
【０１１２】
なお、上述の実施形態では、第１導光部３における入射側ロッド２１、反射プリズム２２および出射側ロッド２３において照明光を全反射させながら導光するものに適用させて説明したが、入射側ロッド２１、反射プリズム２２および出射側ロッド２３の周囲にミラーコートを施して、照明光をミラーコートにより反射させながら導光させてもよく、特に限定するものではない。
【０１１３】
図２２は、図２の第１導光部および第２導光部の別の実施例を説明する上面視図である。図２３は、図２２の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＤ−Ｄ断面視図である。図２４は、図２３の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＥ矢視図である。
なお、上述のように、第１導光部３のみを空気よりも屈折率が高いガラスなどの材料から形成し、第２導光部４を中空の導光パイプとして形成してもよいし、図２２から図２４に示すように、第１導光部３Ａおよび第２導光部４Ａを空気よりも屈折率が高いガラスなどの材料から形成し、第１導光部３Ａと第２導光部４Ａとの間に、第１導光部３Ａおよび第２導光部４Ａよりも屈折率が低い媒体（例えば、空気など）で満たされた、または、形成された中間層６１Ａが設けられていてもよく、特に限定するものではない。
【０１１４】
第２導光部４Ａは、図２２から図２４に示すように、回転軸線Ｌを中心とする径方向に沿って延びる角柱状の光学ロッドであって、内部に第１導光部３Ａおよび中間層６１Ａが設けられたものである。
第２導光部４Ａには、内部に第１導光部３Ａおよび中間層６１Ａが配置される角筒状の導光部３１Ａと、照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に反射する第２反射面３２Ａと、が設けられている。第２反射面３２Ａは、回転軸線Ｌに対して約４５°の傾きを有する反射面である。
【０１１５】
中間層６１Ａは、第１導光部３Ａの周囲を覆って形成された層であって、第１導光部３Ａや第２導光部４Ａを形成する材料よりも屈折率が低い媒体や材料により構成された層である。
【０１１６】
このように構成することで、第１導光部３Ａや第２導光部４Ａに入射された照明光は、中間層６１Ａとの境界面で全反射しながら導光されるため、例えば、鏡面などにより反射される場合と比較して損失が小さくなる。言い換えると、第１導光部３Ａや第２導光部４Ａに入射された照明光の利用効率の低下を防止することができる。
【０１１７】
図２５は、図２の第１導光部および第２導光部の更に別の実施例を説明する上面視図である。図２６は、図２５の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＦ−Ｆ断面視図である。図２７は、図２６の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＧ矢視図である。
なお、上述のように、第１導光部３Ａおよび第２導光部４Ａを空気よりも屈折率が高いガラスなどの材料から形成し、第１導光部３Ａと第２導光部４Ａとの間に中間層６１Ａが設けてもよいし、図２５から図２７に示すように、第１導光部３Ｂと第２導光部４Ｂとの間に、回転軸線Ｌに沿って延びる中間層６１Ｂを設けてもよく、特に限定するものではない。
【０１１８】
第１導光部３Ｂは、図２５から図２７に示すように、回転軸線Ｌを中心とする径方向に沿って延びる角柱状の光学ロッドであって、入射側ロッド２１Ｂと、反射プリズム２２Ｂとが設けられたものである。
【０１１９】
第２導光部４Ｂは、回転軸線Ｌを中心とする径方向に沿って延びる角柱状の光学ロッドであって、角柱状のロッド３１Ｂと、照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に反射する第２反射面３２Ｂと、が設けられている。第２反射面３２Ｂは、回転軸線Ｌに対して約４５°の傾きを有する反射面である。
【０１２０】
中間層６１Ｂは、回転軸線Ｌに沿う方向に延びる層であって、第１導光部３Ｂと第２導光部４Ｂとの間の設けられた層である。中間層６１Ｂは、第１導光部３Ｂや第２導光部４Ｂを形成する材料よりも屈折率が低い媒体や材料により構成された層である。
【０１２１】
図２８は、図２５の第１導光部と、第２導光部とに対向する光源の配置を説明する模式図である。
第１導光部３Ｂ、第２導光部４Ｂおよび中間層６１Ｂを上述のように構成したため、図２７に示すように、第１導光部３Ｂと対向する光源２の数が４個から６個に増加し、第２導光部４Ｂと対向する光源２の数が１２個から８個に減少する。
具体的には、１段および４段の光源２から出射された照明光も第１導光部３Ｂに入射される。
【０１２２】
図２９は、第１照明モードにおけるＮ１列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
上述のように、１段および４段の光源２から出射された照明光も第１導光部３Ｂに入射されるため、第１照明モードにおける光源２の点灯シーケンスも図２９に示すように変化する。ここでは、Ｎ１列の光源２を例に挙げて説明しているが、他の列の光源２についても同様である。
具体的には、１段および４段の光源２も、２段および３段の光源２と同様に点灯が制御される。
【０１２３】
図３０は、図２の第１導光部および第２導光部の更に別の実施例を説明する上面視図である。図３１は、図３０の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＨ−Ｈ断面視図である。図３２は、図３１の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＪ矢視図である。
なお、上述のように、第１導光部３Ａおよび第２導光部４Ａを空気よりも屈折率が高いガラスなどの材料から形成し、第１導光部３Ａと第２導光部４Ａとの間に中間層６１Ａが設けてもよいし、図３０から図３２に示すように、第１導光部３Ｃと第２導光部４Ｃとの間に、回転軸線Ｌに対して垂直方向に延びる中間層６１Ｃを設けてもよく、特に限定するものではない。
【０１２４】
第１導光部３Ｃは、図３０から図３２に示すように、回転軸線Ｌを中心とする径方向に沿って延びる角柱状の光学ロッドであって、角柱状のロッド２１Ｃと、照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に反射する第１反射面２７Ｃと、が設けられたものである。
【０１２５】
第２導光部４Ｃは、回転軸線Ｌを中心とする径方向に沿って延びる角柱状の光学ロッドであって、角柱状のロッド３１Ｃと、照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に反射する第２反射面３２Ｃと、が設けられている。第２反射面３２Ｃは、回転軸線Ｌに対して約４５°の傾きを有する反射面である。
【０１２６】
中間層６１Ｃは、回転軸線Ｌに対して垂直方向に延びる層であって、第１導光部３Ｃと第２導光部４Ｃとの間の設けられた層である。中間層６１Ｃは、第１導光部３Ｃや第２導光部４Ｃを形成する材料よりも屈折率が低い媒体や材料により構成された層である。
【０１２７】
図３３は、図３０の第１導光部と、第２導光部とに対向する光源の配置を説明する模式図である。
第１導光部３Ｃ、第２導光部４Ｃおよび中間層６１Ｃを上述のように構成したため、図３３に示すように、第１導光部３Ｃと対向する光源２の数が４個から６個に増加し、第２導光部４Ｃと対向する光源２の数が１２個から８個に減少する。
具体的には、周方向に隣接する４個の光源２から出射された照明光が第１導光部３Ｂに入射される。
【０１２８】
図３４は、第１照明モードにおけるＮ１列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
上述のように、周方向に隣接する４個の光源２から出射された照明光が第１導光部３Ｂに入射されるため、第１照明モードにおける光源２の点灯シーケンスも図３４に示すように変化する。ここでは、Ｎ１列の光源２を例に挙げて説明しているが、他の列の光源２についても同様である。
具体的には、２段および３段の光源２、つまりＮ１＿２，Ｎ１＿３の点灯タイミングが、第２照明モードにおける点灯タイミングと同様に制御される。
【０１２９】
図３５は、図１の照明装置を照明レンズと、太径ライトガイドや細径ライトガイドともに用いた場合の構成を説明する模式図である。
なお、本実施形態の照明装置１は、上述のように照明装置１単体として用いてもよいし、図３５に示すように、照明レンズ７１と、細径ライトガイド（ライトガイド）７２Ａや太径ライトガイド（ライトガイド）７２Ｂとともに用いてもよく、特に限定するものではない。
【０１３０】
照明レンズ７１は、照明装置１から出射された照明光を、細径ライトガイド７２Ａまたは太径ライトガイド７２Ｂの端面に集光させる光学素子である。そのため、照明レンズ７１は、回転軸線Ｌ上に、光軸が回転軸線Ｌと一致するように配置されている。
【０１３１】
細径ライトガイド７２Ａおよび太径ライトガイド７２Ｂは、照明装置１から出射された照明光を照明対象に向けて導くライトガイドである。
細径ライトガイド７２Ａは、太径ライトガイド７２Ｂと比較してライトガイド径が細く形成され、照明装置１が第１照明モードで照明光を出射させた際に、照明光が入射されるライトガイドである。
太径ライトガイド７２Ｂは、細径ライトガイド７２Ａと比較してライトガイド径が太く形成され、照明装置１が第２照明モードで照明光を出射させた際に、照明光が入射されるライトガイドである。
【０１３２】
このように構成することで、照明領域の面積、つまり細径ライトガイド７２Ａや太径ライトガイド７２Ｂの入射端の面積に応じて第１照明モードおよび第２照明モードを使い分けることにより、必要とされる光量の照明光を効率よく入射端に入射できる。
【０１３３】
なお、上述の実施形態のように、照明レンズ７１、および、細径ライトガイド７２Ａや太径ライトガイド７２Ｂのみを用いてもよいし、光学ロッドやライトパイプなどのインテグレータ光学系を更に用いてもよく、特に限定するものではない。
【０１３４】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図３６から図４１を参照して説明する。
本実施形態の照明装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、第１導光部および第２導光部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図３６から図４１を用いて第１導光部および第２導光部の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図３６は、本実施形態に係る照明装置の構成を説明する上面視図である。図３７は、図３６の照明装置の構成を説明するＫ−Ｋ断面視図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１３５】
照明装置１０１には、図３６および図３７に示すように、回転軸線Ｌに向かって照明光を出射する複数の光源２と、出射された照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に導く第１導光部１０３、第２導光部１０４および反射部１０５と、第１導光部１０３および第２導光部１０４を支持するとともに回転駆動する回転部５などが設けられている。
【０１３６】
図３８は、図３６の第１導光部および第２導光部の構成を説明する上面視図である。図３９は、図３８の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＭ−Ｍ断面視図である。
第１導光部１０３には、図３８および図３９に示すように、照明光を回転軸線Ｌに向かって導く第１入射側ロッド１２１Ａおよび第２入射側ロッド１２１Ｂと、照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に向かって反射する反射プリズム２２とが設けられている。さらに、第１入射側ロッド１２１Ａと第２入射側ロッド１２１Ｂとの間には、回転軸線Ｌに対して垂直方向に延びる中間層１６１が設けられている。
【０１３７】
第１入射側ロッド１２１Ａおよび第２入射側ロッド１２１Ｂは、回転軸線Ｌを中心とする径方向に沿って延びる角柱状の光学ロッドであって、光源２と反射プリズム２２との間に配置されるものである。第１入射側ロッド１２１Ａおよび第２入射側ロッド１２１Ｂは中実なロッドであって、周囲の媒体、例えば空気の屈折率よりも高い屈折率を有するガラスなどの材料から形成されている。
【０１３８】
第１入射側ロッド１２１Ａは、光源２と第２入射側ロッド１２１Ｂとの間に配置され、第１入射側ロッド１２１Ａにおける光源２と対向する面は、第１の実施形態と同様に、隣接する４個の光源２における照明光が出射される面と略等しい形状に設定されている。さらに、入射側ロッド２１における照明光の入射面は、パイプ部３１から光源２に向かって突出して配置されている。
【０１３９】
第２入射側ロッド１２１Ｂは、第１入射側ロッド１２１Ａと反射プリズム２２との間であって、反射プリズム２２のプリズム入射面２５と接して配置されている。
【０１４０】
中間層１６１は、第１入射側ロッド１２１Ａおよび第２入射側ロッド１２１Ｂよりも屈折率が低い媒体であって、第１入射側ロッド１２１Ａや第２入射側ロッド１２１Ｂなどを保持する接着剤の役割を果たす材料から形成された層である。
なお、中間層１６１は、上述のように第１入射側ロッド１２１Ａおよび第２入射側ロッド１２１Ｂを保持する接着剤の役割を果たす材料から形成されていてもよいし、中間層１６１を空気が満たされた層として形成し、第１入射側ロッド１２１Ａおよび第２入射側ロッド１２１Ｂなどの保持は他の手段により行ってもよく、特に限定するものではない。
【０１４１】
第２導光部１０４には、図３８および図３９に示すように、第１導光部１０３に対して照明光の出射側に配置された出射側導光部１０４Ｕと、保持部４１側に配置された保持部側導光部１０４Ｈと、第１導光部１０３の両側に配置された側部導光部１０４Ｓと、が設けられている。
【０１４２】
出射側導光部１０４Ｕは、第１導光部１０３との間に回転軸線Ｌに対して垂直方向に延びる中間層１６１を介して配置された導光部である。
出射側導光部１０４Ｕには、入射側ロッド１３１Ｕと、第１出射側ロッド１３２Ｕおよび第２出射側ロッド１３３Ｕと、反射プリズム１３４Ｕと、が設けられている。さらに、入射側ロッド１３１Ｕと第１出射側ロッド１３２Ｕとの間、第１出射側ロッド１３２Ｕと第２出射側ロッド１３３Ｕとの間、第２出射側ロッド１３３Ｕと反射プリズム１３４Ｕとの間には、回転軸線Ｌに沿う方向に延びる中間層１６１が設けられている。
【０１４３】
入射側ロッド１３１Ｕは、回転軸線Ｌを中心とする径方向に沿って延びる角柱状の光学ロッドであって、光源２と第１出射側ロッド１３２Ｕとの間に配置されるものである。入射側ロッド１３１Ｕは中実なロッドであって、周囲の媒体、例えば空気の屈折率よりも高い屈折率を有するガラスなどの材料から形成されている。
さらに、入射側ロッド１３１Ｕにおける回転軸線Ｌ側の端面は、第１入射側ロッド１２１Ａにおける回転軸線Ｌ側の端面と略同一平面を構成する位置に配置されている。
【０１４４】
第１出射側ロッド１３２Ｕおよび第２出射側ロッド１３３Ｕは、回転軸線Ｌを中心とする径方向に沿って延びる角柱状の光学ロッドであって、入射側ロッド１３１Ｕと反射プリズム１３４Ｕとの間に配置されるものである。第１出射側ロッド１３２Ｕおよび第２出射側ロッド１３３Ｕは中実なロッドであって、周囲の媒体、例えば空気の屈折率よりも高い屈折率を有するガラスなどの材料から形成されている。
【０１４５】
第１出射側ロッド１３２Ｕは、入射側ロッド１３１Ｕと第２出射側ロッド１３３Ｕとの間に配置され、入射側ロッド１３１Ｕから入射された照明光を第２出射側ロッド１３３Ｕに導くとともに、回転軸線Ｌに沿う方向に反射された照明光を照明領域に向けて導くものである。
さらに、第１出射側ロッド１３２Ｕにおける光源２側の端面は、後述する反射プリズム１４２Ｈにおける光源２側の端面と略同一平面を構成する位置に配置されている。
【０１４６】
第２出射側ロッド１３３Ｕは、第１出射側ロッド１３２Ｕと反射プリズム１３４Ｕとの間に配置され、入射側ロッド１３１Ｕから第１出射側ロッド１３２Ｕを介して入射された照明光を反射プリズム１３４Ｕに導くとともに、第１導光部１０３によって回転軸線Ｌに沿う方向に反射された照明光を照明領域に向けて導くものである。
さらに、第２出射側ロッド１３３Ｕは、回転軸線Ｌ側から見て反射プリズム２２のプリズム出射面２６と略等しい形状に形成されている。
【０１４７】
反射プリズム１３４Ｕは、回転軸線Ｌに向かって導かれた照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に向かって反射する三角柱状のプリズムである。反射プリズム１３４Ｕは中実なプリズムであって、周囲の媒体、例えば空気の屈折率よりも高い屈折率を有する材料、例えばガラスなどから形成されている。
反射プリズム１３４Ｕには、回転軸線Ｌに対して約４５°の角度を有するプリズム反射面（反射面）１３５Ｕが設けられている。
【０１４８】
保持部側導光部１０４Ｈは、第１導光部１０３との間に回転軸線Ｌに対して垂直方向に延びる中間層１６１を介して配置された導光部である。
保持部側導光部１０４Ｈには、照明光を回転軸線Ｌに向かって導く入射側ロッド１４１Ｈと、照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に向かって反射する反射プリズム１４２Ｈと、が設けられている。
【０１４９】
入射側ロッド１４１Ｈは、回転軸線Ｌを中心とする径方向に沿って延びる角柱状の光学ロッドであって、光源２と反射プリズム１４２Ｈとの間に配置されるものである。入射側ロッド１４１Ｈは中実なロッドであって、周囲の媒体、例えば空気の屈折率よりも高い屈折率を有するガラスなどの材料から形成されている。
さらに、入射側ロッド１３１Ｕにおける回転軸線Ｌ側の端面は、反射プリズム１４２Ｈと接して配置されている。
【０１５０】
反射プリズム１４２Ｈは、回転軸線Ｌに向かって導かれた照明光を回転軸線Ｌに沿う方向に向かって反射する三角柱状のプリズムである。反射プリズム１４２Ｈは中実なプリズムであって、周囲の媒体、例えば空気の屈折率よりも高い屈折率を有する材料、例えばガラスなどから形成されている。
反射プリズム１４２Ｈには、回転軸線Ｌに対して約４５°の角度を有するプリズム反射面（反射面）１４３Ｈが設けられている。
【０１５１】
側部導光部１０４Ｓは、第１導光部１０３、出射側導光部１０４Ｕおよび保持部側導光部１０４Ｈとの間に回転軸線Ｌに沿う方向に延びる中間層１６１を介して配置された導光部である。
側部導光部１０４Ｓは、回転軸線Ｌを中心とする径方向に沿って延びる角柱状の中実な光学ロッドであって、周囲の媒体、例えば空気の屈折率よりも高い屈折率を有するガラスなどの材料から形成されている。
側部導光部１０４Ｓには、回転軸線Ｌに対して約４５°の角度を有するプリズム反射面（反射面）１５１Ｓが設けられている。
【０１５２】
反射部１０５は、第１導光部１０３および第２導光部１０４において、回転軸線Ｌ方向に反射されずに透過した照明光を回転軸線Ｌ方向に反射するものである。反射部１０５は、プリズム反射面２７、プリズム反射面１３５Ｕ、プリズム反射面１４３Ｈおよびプリズム反射面１５１Ｓと対向する位置に配置されている。
反射部１０５には、照明光を反射する反射鏡１７１と、第１導光部１０３および第２導光部１０４と反射鏡１７１との間に配置された反射層１７２と、が設けられている。
【０１５３】
反射鏡１７１は、回転軸線Ｌに対して約４５°の角度方向に延びるとともに、プリズム反射面２７、プリズム反射面１３５Ｕ、プリズム反射面１４３Ｈおよびプリズム反射面１５１Ｓと略平行に延びる板状の鏡である。さらに、反射鏡１７１は、反射層１７２を介して第１導光部１０３および第２導光部１０４と対向配置されている。
【０１５４】
反射層１７２は、第１入射側ロッド１２１Ａおよび第２入射側ロッド１２１Ｂよりも屈折率が低い媒体であって、反射鏡１７１を保持する接着剤の役割を果たす材料から形成された層である。
なお、反射層１７２は、上述のように反射鏡１７１を保持する接着剤の役割を果たす材料から形成されていてもよいし、反射層１７２を空気が満たされた層として形成し、反射鏡１７１の保持は他の手段により行ってもよく、特に限定するものではない。
【０１５５】
次に、本実施形態の特徴である第１照明モードや第２照明モードによる照明光の導光方法について説明する。
まず、第１照明モードにおける照明光の導光方法について説明する。
図４０は、第１照明モードにおける照明光の導光経路について説明する模式図である。
【０１５６】
第１導光部１０３と対向する光源２から出射された照明光は、図４０に示すように、第１入射側ロッド１２１Ａに入射する。第１入射側ロッド１２１Ａに入射した照明光は、側部導光部１０４Ｓ、出射側導光部１０４Ｕおよび保持部側導光部１０４Ｈとの間に配置された中間層１６１との境界面で全反射されながら反射プリズム２２に向かって伝播する。第１入射側ロッド１２１Ａを伝播した照明光は、中間層１６１を介して配置された第２入射側ロッド１２１Ｂに入射し、中間層１６１との境界面で全反射されながら反射プリズム２２に向かって伝播する。
【０１５７】
第２入射側ロッド１２１Ｂを伝播した照明光は反射プリズム２２に入射する。反射プリズム２２内を伝播した照明光はプリズム反射面２７に入射し、全反射条件を満たす照明光は上方に反射される。一方、全反射条件を満たさない照明光は、プリズム反射面２７を透過し、反射鏡１７１により上方へ反射される。
【０１５８】
このようにして上方へ反射された照明光は、反射プリズム２２から中間層１６１を介して配置された第２出射側ロッド１３３Ｕに入射する。第２出射側ロッド１３３Ｕに入射した照明光は、側部導光部１０４Ｓ、第１出射側ロッド１３２Ｕおよび反射プリズム１３４Ｕとの間に配置された中間層１６１との境界面で全反射されながら伝播し、上方へ向かって出射される。
【０１５９】
つぎに、第２照明モードにおける照明光の導光方法について説明する。
図４１は、第２照明モードにおける照明光の導光経路について説明する模式図である。
第１導光部１０３と対向する光源２から出射された照明光の導光経路は、第１照明モードの場合と同様であるので、その説明を省略し、第２導光部１０４と対向する光源２から出射された照明光の導光経路のみを説明する。
【０１６０】
まず、出射側導光部１０４Ｕにおける照明光の導光経路について説明する。
出射側導光部１０４Ｕと対向する光源２から出射された照明光は、入射側ロッド１３１Ｕに入射される。入射側ロッド１３１Ｕに入射された照明光は、側部導光部１０４Ｓおよび第１導光部１０３との間に配置された中間層１６１との境界面で全反射されながら反射プリズム１３４Ｕに向かって伝播する。
【０１６１】
入射側ロッド１３１Ｕを伝播した照明光は、中間層１６１を介して配置された第１出射側ロッド１３２Ｕに入射し、入射側ロッド１３１Ｕと同様に、中間層１６１との境界面で全反射されながら反射プリズム１３４Ｕに向かって伝播する。第１出射側ロッド１３２Ｕを伝播した照明光は、中間層１６１を介して配置された第２出射側ロッド１３３Ｕに入射し、中間層１６１との境界面で全反射されながら反射プリズム１３４Ｕに向かって伝播する。
【０１６２】
第２出射側ロッド１３３Ｕを伝播した照明光は、中間層１６１を介して配置された反射プリズム１３４Ｕに入射する。反射プリズム１３４Ｕに入射した照明光はプリズム反射面１３５Ｕに入射し、全反射条件を備えた照明光は上方に向かって全反射される。一方、全反射条件を備えていない光は、プリズム反射面１３５Ｕを透過し、反射鏡１７１に入射し上方に向かって反射される。
このようにして反射された照明光は、上方へ向かって出射される。
【０１６３】
次に、保持部側導光部１０４Ｈにおける照明光の導光経路について説明する。
保持部側導光部１０４Ｈと対向する光源２から出射された照明光は、入射側ロッド１４１Ｈに入射される。入射側ロッド１４１Ｈに入射された照明光は、側部導光部１０４Ｓおよび第１導光部１０３との間に配置された中間層１６１との境界面で全反射されながら反射プリズム１４２Ｈに向かって伝播する。
【０１６４】
入射側ロッド１４１Ｈを伝播した照明光は、隣接して配置された反射プリズム１４２Ｈに入射する。反射プリズム１４２Ｈに入射した照明光はプリズム反射面１４３Ｈに入射し、全反射条件を備えた照明光は上方に向かって全反射される。一方、全反射条件を備えていない光は、プリズム反射面１４３Ｈを透過し、反射鏡１７１に入射し上方に向かって反射される。
【０１６５】
このようにして反射された照明光は上方へ向かって伝播し、中間層１６１を介して配置された第２入射側ロッド１２１Ｂに入射する。第２入射側ロッド１２１Ｂに入射した照明光は、第１入射側ロッド１２１Ａおよび側部導光部１０４Ｓとの間に配置された中間層１６１との境界面で全反射されながら上方へ向かって伝播し、中間層１６１を介して配置された第１出射側ロッド１３２Ｕに入射する。
第１出射側ロッド１３２Ｕに入射した照明光は、入射側ロッド１３１Ｕ，第２出射側ロッド１３３Ｕおよび側部導光部１０４Ｓとの間に配置された中間層１６１との境界面で全反射されながら上方へ向かって出射される。
【０１６６】
次に、側部導光部１０４Ｓにおける照明光の導光経路について説明する。
側部導光部１０４Ｓと対向する光源２から出射された照明光は、図３８に示すように、側部導光部１０４Ｓに入射される。側部導光部１０４Ｓに入射された照明光は、第１導光部１０３，出射側導光部１０４Ｕおよび保持部側導光部１０４Ｈとの間に配置された中間層１６１との境界面で全反射されながら反射プリズム１５１Ｓに向かって伝播する。
【０１６７】
側部導光部１０４Ｓを伝播した照明光はプリズム反射面１５１Ｓに入射し、全反射条件を備えた照明光は上方に向かって全反射される。一方、全反射条件を備えていない光は、プリズム反射面１５１Ｓを透過し、反射鏡１７１に入射し上方に向かって反射される。
このようにして反射された照明光は、上方に向けて出射される。
【０１６８】
上記の構成によれば、プリズム反射面２７，１３５Ｕ，１４３Ｈ，１５１Ｓに入射する照明光のうち、全反射条件を満たす照明光、つまり臨界角以下の入射角で入射する照明光はプリズム反射面２７，１３５Ｕ，１４３Ｈ，１５１Ｓにおいて回転軸線Ｌ方向に沿う方向に全反射される。一方、全反射条件を満たさない照明光は、プリズム反射面２７，１３５Ｕ，１４３Ｈ，１５１Ｓおよび反射層１７２を透過して反射鏡１７１により回転軸線Ｌ方向に沿う方向に反射される。
【０１６９】
そのため、反射鏡１７１が設けられていない場合と比較すると、臨界角以上の入射角で入射する照明光も回転軸線Ｌに沿う方向に反射されるため、照明光の利用効率の低下が防止される。一方、プリズム反射面２７，１３５Ｕ，１４３Ｈ，１５１Ｓおよび反射層１７２が設けられていない場合と比較すると、損失の少ない全反射を利用するため、照明光の利用効率の低下が防止される。
【０１７０】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る内視鏡システムついて図４２から図４８を参照して説明する。
本実施形態の内視鏡システムは、第１の実施形態の照明装置１を備えたものであるため、照明装置１については、第１の実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１７１】
図４２は、本実施形態の内視鏡システムの構成を説明する模式図である。
内視鏡システム２００には、図４２に示すように、照明光を出射する照明装置１と、照明光が入射される挿入部２６０と、照明光を挿入部２６０に集光する照明レンズ２７０と、挿入部２６０の有無および径を検出する検出部２８０と、が設けられている。
【０１７２】
挿入部２６０は、例えば検査体の内部に挿入される円柱状の部材であって、検査体の内部を観察等するものである。挿入部２６０は、内視鏡システム２００に対して着脱可能に配置され、検査体に応じて異なる径の挿入部２６０が用いられるものである。
挿入部２６０には、照明装置１から出射された照明光を導くライトガイド２６１が設けられている。ライトガイド２６１は、挿入部２６０の径に応じて異なる径のものが使用される。つまり、径が太い挿入部２６０に対しては径が太いライトガイド２６１が使用され、径が細い挿入部２６０に対しては径が細いライトガイド２６１が使用される。
なお、挿入部２６０には、ライトガイド２６１の入射端も含まれる。
【０１７３】
図４３は、図４２の検出部等の構成を説明するブロック図である。
検出部２８０には、挿入部２６０にむけてレーザ光などの光を出射する発光デバイス２８１および発光デバイス駆動部２８２と、挿入部２６０から反射した光を検出する光点位置センサ２８３および光点位置センサ駆動部２８４と、が設けられている。
【０１７４】
発光デバイス２８１は、図４２および図４３に示すように、光点位置センサ２８３などともに挿入部２６０の有無や、挿入部２６０の径を検出するものである。さらに、発光デバイス２８１は、発光デバイス駆動部２８２とともに挿入部２６０の口金部分に向けて光を出射するものである。
発光デバイス２８１は、挿入部２６０の円周面に斜めから光を照射するように配置されている。
【０１７５】
発光デバイス駆動部２８２は、発光デバイス２８１とともに挿入部２６０の口金部分に向けて光を出射するものである。発光デバイス駆動部２８２には、システム制御部５３から制御信号が入力されるように接続されている。
【０１７６】
光点位置センサ２８３は、図４２および図４３に示すように、発光デバイス２８１などともに挿入部２６０の有無や、挿入部２６０の径を検出するものである。さらに、光点位置センサ２８３は、光点位置センサ駆動部２８４とともに挿入部２６０の口金部分から反射された光を検出するものである。
光点位置船さ２８３は、挿入部２６０の円周面で反射された光が入射する位置に配置されている。
【０１７７】
光点位置センサ駆動部２８４は、光点位置センサ２８３とともに挿入部２６０の口金部分から反射された光を検出するものである。光点位置センサ２８３は、検出したデータがシステム制御部５３に入力されるように接続されている。
【０１７８】
次に、本実施形態の内視鏡システム２００における照明光の出射方法について説明する。
図４４は、照明光を出射する際の制御を説明するフローチャートである。
【０１７９】
内視鏡システム２００から照明光を出射させる場合には、最初に光点位置センサ２８３をアクティブにする（ステップＳ１）。その後、光点位置センサ２８３が、発光デバイス２８１から出射され、挿入部２６０の口金部で反射された光の位置を検出したか否かが判断される（ステップＳ２）。
【０１８０】
反射された光の位置が検出されると、内視鏡システム２００に挿入部２６０が挿入されたと判断され、照明装置１が起動される（ステップＳ３）。具体的には、回転モータ４２に電力を供給し、第１導光部３および第２導光部４などを回転駆動する。
【０１８１】
その後、検出された挿入部２６０の径が細径ライトガイド（ＬＧ）に対応するか否かが判断される（ステップＳ４）。
細径ライトガイドと判断された場合には、照明装置１から第１照明モードで照明光が出射され（ステップＳ５）、細径ライトガイドと判断されなかった場合には、照明装置１から第２照明モードで照明光が出射さる（ステップＳ６）。
【０１８２】
照明装置１から照明光が出射された後も、光点位置センサ２８３は口金部で反射された光の位置を検出しているか否かが判断され続け（ステップＳ７）、光位置の検出がされなくなると、照明装置１が停止される（ステップＳ８）。具体的には、照明光の出射が停止される。
【０１８３】
次に、本実施形態の内視鏡システム２００における挿入部２６０の検出方法について説明する。なお、照明装置１における照明光の出射方法は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１８４】
内視鏡システム２００に、径が細い挿入部２６０が差し込まれると、図４２の実線で示されるように、発光デバイス２８１から出射された光は、挿入部２６０の口金部で反射し、光点位置センサ２８３に入射する。一方、径が太い挿入部２６０が差し込まれると、点線で示されるように、光の経路が変化する。
内視鏡システム２００に挿入部２６０が差し込まれていない場合には、発光デバイス２８１から出射された光は、光点位置センサ２８３に入射しない。
【０１８５】
光点位置センサ２８３は、挿入部２６０の口金部で反射された光を検出するとともに、光の入射位置のズレを検出する。つまり、径が細い挿入部２６０により反射された光が入射する位置と、径が太い挿入部２６０により反射された光が入射する位置との違いを検出する。
【０１８６】
光点位置センサ２８３により検出された信号は、光点位置センサ駆動部２８４を介してシステム制御部５３に入力される。システム制御部５３は、入力された信号に基づいて差し込まれた挿入部２６０の太さを判断し、この挿入部２６０におけるライトガイド２６１径に合わせた照明モード選択する。
以後の制御方法は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１８７】
上記の構成によれば、照明装置１が設けられているため、検査対象に応じて挿入部２６０を交換しても、効率よく検査対象を照明することができる。つまり、挿入部２６０を交換することにより、挿入部２６０のライトガイド２６１の入射端面積が変化しても、照明装置１は第１照明モードおよび第２照明モードのいずれかを適切に選択するため、必要とされる光量の照明光を効率よく出射できる。
【０１８８】
検出部２８０を用いて照明領域の広さを検出した上で、第１照明モードおよび第２照明モードのいずれかが選択されるため、複数の光源２による照明光の出射が適切に制御され、必要とされる光量の照明光を照明領域に向けて出射できる。
【０１８９】
さらに、検出部２８０によりライトガイド２６１が所定位置に配置されているか否かが検出されるため、例えば、照明光が入射しない位置にライトガイド２６１の入射端が配置されている場合には、光源２から照明光の出射を止めることができる。
【０１９０】
図４５および図４６は、図４２の検出部の別の構成を説明する模式図である。
なお、上述の検出部２８０のように、発光デバイス２８１から出射された光を挿入部２６０の円周面に照射してもよいし、図４５および図４６に示すように、挿入部２６０の端面に照射してもよく、特に限定するものではない。
具体的には、検出部２８０Ａの発光デバイス２８１Ａは、挿入部２６０の端面であって、ライトガイド２６１でない口金部分に光を照射するように配置され、光点位置センサ２８３Ａは、口金部分で反射された光を検出する位置に配置されている。
【０１９１】
このようにすることで、挿入部２６０の外径は等しくても、ライトガイド２６１の径が異なる場合であっても、ライトガイド２６１の径を検出することができる。
【０１９２】
具体的には、図４５に示すように、ライトガイド２６１の径が細い場合には、発光デバイス２８１Ａから出射された光は、挿入部２６０の口金部分で反射されるため、光点位置センサ２８３Ａで検出される光の強度は強くなる。
一方、図４６に示すように、ライトガイド２６１の径が太い場合には、発光デバイス２８１Ａから出射された光の一部はライトガイド２６１に入射するため、光点位置センサ２８３Ａで検出される光の強度は弱くなる。
【０１９３】
このように、検出部２８０Ａは光点位置センサ２８３Ａで検出される光の強度によりライトガイド２６１の径を検出することができる。
【０１９４】
図４７および図４８は、図４２の検出部のさらに別の構成を説明する模式図である。
なお、上述の検出部２８０のように、発光デバイス２８１から出射された光を用いて挿入部２６０の径を検出してもよいし、図４７および図４８に示すように、検出部２８０Ｂを挿入部２６０の円周面に直接接触させて径を検出してもよく、特に限定するものではない。
【０１９５】
検出部２８０Ｂは挿入部２６０における径方向の変位を検出するセンサであって、挿入部２６０が、内視鏡システム２００に取付けられた際に、図４７および図４８に示すように、挿入部２６０の円周面と接触し、挿入部２６０の径を検出する。
例えば、図４７に示すように、挿入部２６０の径が細い場合には、検出部２８０Ｂは伸びた状態となり、図４８に示すように、挿入部２６０の径が太い場合には、検出部２８０Ｂは縮んだ状態となる。
【０１９６】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態に係る内視鏡システムついて図４９および図５０を参照して説明する。
本実施形態の内視鏡システムは、第１の実施形態の照明装置１を備えたものであるため、照明装置１については、第１の実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
図４９は、本実施形態の内視鏡システムの構成を説明する模式図である。
内視鏡システム３００には、図４９に示すように、照明光を出射する照明装置１と、照明光が入射される挿入部３６０と、照明光を挿入部３６０に集光する照明レンズ２７０と、挿入部３６０の有無および径を検出する検出部２８０と、検出部２８０の検出結果に基づいて照明装置１を制御するシステム制御部３８０と、撮像された検査体の画像を表示する表示モニタ３９０と、が設けられている。
【０１９７】
挿入部３６０は、例えば検査体の内部に挿入される円柱状の部材であって、検査体の内部を観察等するものである。挿入部３６０は、内視鏡システム３００に対して着脱可能に配置され、検査体に応じて異なる径の挿入部３６０が用いられるものである。
挿入部３６０には、照明装置１から出射された照明光を導くライトガイド２６１と、検査体の内部の撮像に用いられる撮像素子３６２および対物レンズ３６３と、が設けられている。
【０１９８】
ライトガイド２６１は、挿入部３６０の径に応じて異なる径のものが使用される。つまり、径が太い挿入部３６０に対しては径が太いライトガイド２６１が使用され、径が細い挿入部３６０に対しては径が細いライトガイド２６１が使用される。
【０１９９】
撮像素子３６２は、検査体から反射されてきた光を、対物レンズ３６３を介して受光し、検査体の像を撮像するものである。撮像素子３６２により撮像された検査体の像は、撮像信号としてシステム制御部３８０に出力されている。
なお、撮像素子３６２としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどの公知の固体撮像素子を用いることができ、特に限定するものではない。
【０２００】
図５０は、図４９の制御部の構成を説明するブロック図である。
システム制御部３８０には、図５０に示すように、光源２の点灯や消灯を制御する光源制御部３８１と、モータ４２の回転を制御する回転駆動制御部３８２と、撮像素子３６２を制御する撮像素子制御部３８３と、撮像素子３６２から入力された撮像信号を処理して表示モニタ３９０が表示可能な表示信号に変換する映像信号処理部３８４および表示信号処理部３８５と、が設けられている。
【０２０１】
光源制御部３８１は、図４９および図５０に示すように、検出部２８０の検出信号に基づいて複数の光源２の点灯や消灯を制御するものである。つまり、検出部２８０の検出信号に基づいて、内視鏡システム３００への挿入部３６０の取り付けの有無を検出して複数の光源２の点灯や消灯を制御するとともに、挿入部３６０の径つまりライトガイド２６１の径に基づいて、照明モードを決定し、決定した照明モードに基づいて複数の光源２の点灯や消灯を制御するものである。
【０２０２】
光源制御部３８１は、回転駆動制御部３８２および撮像素子制御部３８３に生成した制御信号を出力するように接続され、検出部２８０から検出信号が入力されるように接続されている。
【０２０３】
回転駆動制御部３８２は、光源制御部３８１および回転センサ４３から入力された信号に基づいて、光源２に電力を供給するとともに、モータ４２の回転を制御するものでもある。つまり、回転センサ４３から入力された信号に基づいて、第１導光部３または第２導光部４に照明光が入射されるタイミングで光源２を点灯や消灯させるものである。
【０２０４】
撮像素子制御部３８３は、光源制御部３８１から入力された制御信号に基づいて撮像素子３６２を駆動制御するものである。つまり、内視鏡システム３００への挿入部３６０の取り付けられた場合に、駆動電力を供給することにより撮像素子３６２を制御するものである。
【０２０５】
映像信号処理部３８４および表示信号処理部３８５は、撮像素子３６２から出力された撮像信号を、表示モニタ３９０が表示可能な表示信号に変換するものである。
映像信号処理部３８４は、撮像素子制御部３８３を介して撮像素子３６２から撮像信号が入力されるように接続され、映像信号処理部３８４により処理された信号が表示信号処理部３８５に出力されるように接続されている。
表示信号処理部３８５は、映像信号処理部３８４から処理された信号が入力されるように接続され、表示信号処理部３８５により処理された表示信号が表示モニタ３９０に出力されるように接続されている。
【０２０６】
表示モニタ３９０は、撮像素子３６２により撮像された検査体の像を表示するものである。表示モニタ３９０は、表示信号処理部３８５から出力された表示信号が入力されるように接続されている。
【０２０７】
上記の構成によれば、照明装置１が設けられているため、検査対象に応じて挿入部２６０を交換しても、効率よく検査対象を照明することができる。つまり、挿入部２６０を交換することにより、挿入部２６０のライトガイド２６１の入射端面積が変化しても、照明装置１は第１照明モードおよび第２照明モードのいずれかを適切に選択するため、必要とされる光量の照明光を効率よく出射できる。
【図面の簡単な説明】
【０２０８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明する上面視図である。
【図２】図１の照明装置の構成を説明する断面視図である。
【図３】図１の照明装置を制御する制御部の構成を説明するブロック図である。
【図４】図１の光源の構成を説明する部分拡大図である。
【図５】図１の第１導光部と、第２導光部とに対向する光源の配置を説明する模式図である。
【図６】図１の第１導光部および第２導光部の構成を説明する上面視図である。
【図７】図６の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＢ−Ｂ断面視図である。
【図８】図７の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＣ矢視図である。
【図９】図１における第１導光部の回転位相と時間との関係を説明するグラフである。
【図１０】第１照明モードにおけるＮ１列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図１１】第１照明モードにおけるＮ２列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図１２】第１照明モードにおけるＮ３列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図１３】第１照明モードにおけるＮ４列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図１４】第１照明モードにおけるＮ５列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図１５】図１における第１導光部および第２導光部の回転位相と時間との関係を説明するグラフである。
【図１６】第２照明モードにおけるＮ１列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図１７】第２照明モードにおけるＮ２列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図１８】第２照明モードにおけるＮ３列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図１９】第２照明モードにおけるＮ４列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図２０】第２照明モードにおけるＮ５列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図２１】第２照明モードにおけるＮ６列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図２２】図２の第１導光部および第２導光部の別の実施例を説明する上面視図である。
【図２３】図２２の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＤ−Ｄ断面視図である。
【図２４】図２２の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＥ矢視図である。
【図２５】図２の第１導光部および第２導光部の更に別の実施例を説明する上面視図である。
【図２６】図２５の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＦ−Ｆ断面視図である。
【図２７】図２６の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＧ矢視図である。
【図２８】図２５の第１導光部と、第２導光部とに対向する光源の配置を説明する模式図である。
【図２９】第１照明モードにおけるＮ１列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図３０】図２の第１導光部および第２導光部の更に別の実施例を説明する上面視図である。
【図３１】図３０の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＨ−Ｈ断面視図である。
【図３２】図３１の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＪ矢視図である。
【図３３】図３０の第１導光部と、第２導光部とに対向する光源の配置を説明する模式図である。
【図３４】第１照明モードにおけるＮ１列の光源の点灯シーケンスを説明するグラフである。
【図３５】図１の照明装置を照明レンズと、太径ライトガイドや細径ライトガイドともに用いた場合の構成を説明する模式図である。
【図３６】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の構成を説明する上面視図である。
【図３７】図３６の照明装置の構成を説明するＫ−Ｋ断面視図である。
【図３８】図３６の第１導光部および第２導光部の構成を説明する上面視図である。
【図３９】図３８の第１導光部および第２導光部の構成を説明するＭ−Ｍ断面視図である。
【図４０】第１照明モードにおける照明光の導光経路について説明する模式図である。
【図４１】第２照明モードにおける照明光の導光経路について説明する模式図である。
【図４２】本発明の第３の実施形態の内視鏡システムの構成を説明する模式図である。
【図４３】図４２の検出部等の構成を説明するブロック図である。
【図４４】照明光を出射する際の制御を説明するフローチャートである。
【図４５】図４２の検出部の別の構成を説明する模式図である。
【図４６】図４２の検出部の別の構成を説明する模式図である。
【図４７】図４２の検出部のさらに別の構成を説明する模式図である。
【図４８】図４２の検出部のさらに別の構成を説明する模式図である。
【図４９】本発明の第４の実施形態の内視鏡システムの構成を説明する模式図である。
【図５０】図４９の制御部の構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【０２０９】
１，１０１  照明装置
２  光源
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，１０３  第１導光部
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，１０４  第２導光部
５  回転部
１１  ＬＥＤ（光源素子）
１３  テーパロッド（光学素子）
２３  出射側ロッド（出射導光部）
２７，１３５Ｕ，１４３Ｈ  プリズム反射面（反射面）
４３  回転センサ
５４  点灯駆動制御部（発光制御部）
６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，１６１  中間層
７２Ａ  細径ライトガイド（ライトガイド）
７２Ｂ  太径ライトガイド（ライトガイド）
１７１  反射鏡
１７２  反射層
２００，３００  内視鏡システム
２６０，３６０  挿入部
２８０  検出部
２６１  ライトガイド
Ｌ  回転軸線（中心軸線）
【図１】
2009195528.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009195528.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009195528.tif 000009
【図８】
2009195528.tif 000010
【図９】
2009195528.tif 000011
【図１０】
2009195528.tif 000012
【図１１】
2009195528.tif 000013
【図１２】
2009195528.tif 000014
【図１３】
2009195528.tif 000015
【図１４】
2009195528.tif 000016
【図１５】
2009195528.tif 000017
【図１６】
2009195528.tif 000018
【図１７】
2009195528.tif 000019
【図１８】
2009195528.tif 000020
【図１９】
2009195528.tif 000021
【図２０】
2009195528.tif 000022
【図２１】
2009195528.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
2009195528.tif 000025
【図２４】
2009195528.tif 000026
【図２５】
2009195528.tif 000027
【図２６】
2009195528.tif 000028
【図２７】
2009195528.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
2009195528.tif 000031
【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
2009195528.tif 000035
【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
2009195528.tif 000039
【図３８】
2009195528.tif 000040
【図３９】
2009195528.tif 000041
【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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