(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-30
(45)【発行日】2024-09-09
(54)【発明の名称】光源装置及びそれを備えた内視鏡システム
(51)【国際特許分類】
A61B 1/07 20060101AFI20240902BHJP
H05B 47/155 20200101ALI20240902BHJP
H05B 47/105 20200101ALI20240902BHJP
H05B 45/22 20200101ALI20240902BHJP
【ＦＩ】
A61B1/07 735
H05B47/155
H05B47/105
H05B45/22
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2023547979
(86)(22)【出願日】2021-09-14
(86)【国際出願番号】 JP2021033798
(87)【国際公開番号】W WO2023042274
(87)【国際公開日】2023-03-23
【審査請求日】2023-07-05
(73)【特許権者】
【識別番号】000000376
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100123962
【弁理士】
【氏名又は名称】斎藤 圭介
(72)【発明者】
【氏名】亀江 宏幸
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 毅
(72)【発明者】
【氏名】西尾 真博
(72)【発明者】
【氏名】田中 哲史
【審査官】増渕 俊仁
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１９８１８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１２９６８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２８２９３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００９／０３１１０３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ １／００－１／３２
Ｈ０５Ｂ ４７／１５５
Ｈ０５Ｂ ４７／１０５
Ｈ０５Ｂ ４５／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の発光素子と、前記複数の発光素子からの光を合成する光学系と、
前記光学系の光路上に位置する波長選択フィルターと、
前記複数の発光素子のうちの１つの発光素子からの光を、光学フィルターを介して受光する光センサと、を有し、
前記光学フィルターは、前記波長選択フィルターの波長選択特性に対応する波長選択特性を有することを特徴とする光源装置。
【請求項2】
前記光学フィルターの波長選択特性は、前記波長選択フィルターの波長選択特性と同一であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。【請求項3】
複数の発光モードを有し、前記複数の発光モードでは、出射する光の波長帯域が、各々の発光モードで異なり、
前記複数の発光モードは、前記波長選択フィルターが前記光路上に位置する第１発光モードと、前記波長選択フィルターが前記光路上に位置しない第２発光モードと、を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項4】
複数の光センサを有し、前記複数の光センサのうちの１つは、前記光センサであり、
前記複数の光センサは、前記１つの発光素子からの光を受光し、
前記複数の光センサでは、受光する光の波長帯域が互いに異なることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項5】
複数の光学フィルターを有し、前記複数の光学フィルターの内の１つは、前記光学フィルターであり、
前記複数の光学フィルターでは、波長選択特性が互いに異なり、
前記複数の光学フィルターを切り替えて、前記光センサで受光することを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項6】
前記光学フィルターの波長選択特性は、前記波長選択フィルターの波長選択特性を長波長側にシフトした波長選択特性であり、前記シフトの量は、前記発光素子から前記光センサに向かう光路と前記発光素子から前記光学系に向かう光路との角度に基づくことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項7】
前記一つの発光素子からの光を受光する複数の光センサを有し、前記発光素子が有する光軸に対し、同一の傾き角方向に前記複数のセンサが設置されていることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項8】
内視鏡と、ビデオプロセッサと、
モニタと、
請求項１に記載の光源装置と、を有することを特徴とする内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光源装置及びそれを備えた内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に、光源装置が開示されている。この光源装置では、通常観察に適した照明光と、血管強調観察に適した照明光が生成される。
【0003】
光源装置は、４つの発光素子を有する。３つの発光素子を用いることで、通常観察に適した照明光が得られる。４つの発光素子を用いることで、血管強調観察に適した照明光が得られる。
【0004】
照明光におけるカラーバランスは、各発光素子における光量を用いて表すことができる。通常観察における照明では、３つの発光素子が用いられる。よって、通常観察用の照明光におけるカラーバランスは、３つの光量の比率で表わされる。血管強調観察における照明では、４つの発光素子が用いられる。よって、血管強調観察用の照明光におけるカラーバランスは、４つの光量の比率で表わされる。
【0005】
観察に最適な照明光におけるカラーバランスを、理想カラーバランスとする。理想カラーバランスにおける光量の比率は、理想的な光量の比率を表している。
【0006】
発光素子では、光量が温度に応じて変化する場合がある。光量が変化すると、光量の比率が変化する。そのため、照明光におけるカラーバランスが崩れる。カラーバランスが崩れた照明光では、光量の比率が理想的な光量の比率と一致しない。その結果、理想カラーバランスを維持することができない。
【0007】
通常観察用の照明光では、光量が変化すると、３つの光量の比率が理想的な光量の比率と一致しなくなる。血管強調観察用の照明光では、光量が変化すると、４つの光量の比率が理想的な光量の比率と一致しなくなる。いずれの場合も、理想カラーバランスを維持することができない。そのため、観察に適した照明光を得ることが困難になる。
【0008】
光源装置では、ダイクロイックミラーが用いられている。ダイクロイックミラーには、発光素子から出射した光が入射する。ダイクロイックミラーから、所定の光が出射する。所定の光は、発光素子から出射した光の波長帯域と全く同じ波長帯域を有する光である。所定の光は、発光素子から出射した光の波長帯域とほぼ同じ波長帯域を有する光であっても良い。
【0009】
通常観察と血管強調観察では、所定の光が照明光に用いられる。発光素子における光量が変化すると、所定の光の光量が変化する。その結果、照明光におけるカラーバランスが崩れる。
【0010】
光源装置では、発光素子ごとに受光部が設けられている。受光部には、発光素子から出射した光が入射する。発光素子から出射した光の波長帯域と全く同じ波長帯域を有する光が所定の光の場合、所定の光が受光部で検出されていると見なすことができる。
【0011】
発光素子における光量の調整は、受光部で検出した光に基づいて行われる。受光部で検出する光は所定の光と見なすことができる。そのため、発光素子における光量が変化した場合、調整を行うことで、理想カラーバランスを維持することができる。その結果、観察に適した照明光が得られる。
【0012】
上述のように、受光部に入射する光は、発光素子から出射した光が入射する。発光素子から出射した光の波長帯域とほぼ同じ波長帯域を有する光が所定の光の場合、所定の光は発光素子から出射した光と若干異なる。この場合、所定の光が受光部で検出されていると見なすことができない。
【0013】
光源装置では、２つの受光部で、波長制限フィルターが用いられている。波長制限フィルターから出射する光の波長帯域は、ダイクロイックミラーから出射する光の波長帯域と同一である。よって、所定の光が受光部で検出されていると見なすことができる。
【0014】
観察手法として、特殊光観察、例えば、狭帯域光観察が知られている。狭帯域光観察用の照明光には、発光素子から出射した光の波長帯域のうちの一部の波長帯域の光（以下、「部分帯域光」という）が含まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【文献】特開２０１７－０９９９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
特許文献１に開示された光源装置では、所定の光が受光部で検出されていると見なして調整を行う。発光素子における光量が変化した場合、変化率は、所定の光と部分帯域光とで異なる。そのため、調整を行うと、狭帯域光観察用の照明光では、理想カラーバランスを維持することができない。その結果、観察に適した照明光が得られない。
【0017】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、発光素子における光量が変化しても理想カラーバランスを維持することができる光源装置、及び鮮明な画像が取得できる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】
【0018】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る光源装置は、
複数の発光素子と、
複数の発光素子からの光を合成する光学系と、
光学系の光路上に位置する波長選択フィルターと、
複数の発光素子のうちの１つの発光素子からの光を、光学フィルターを介して受光する光センサと、を有し、
光学フィルターは、波長選択フィルターの波長選択特性に対応する波長選択特性を有することを特徴とする。
複数の発光素子と、
複数の発光素子からの光を合成する光学系と、
光学系の光路上に位置する波長選択フィルターと、
複数の発光素子のうちの１つの発光素子からの光を、光学フィルターを介して受光する光センサと、を有し、
光学フィルターは、波長選択フィルターの波長選択特性に対応する波長選択特性を有することを特徴とする。
【0019】
本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る内視鏡システムは、
内視鏡と、
ビデオプロセッサと、
モニタと、
上述の光源装置と、を有することを特徴とする。
内視鏡と、
ビデオプロセッサと、
モニタと、
上述の光源装置と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、発光素子における光量が変化しても理想カラーバランスを維持することができる光源装置、及び鮮明な画像が取得できる内視鏡システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本実施形態の光源装置、照明光の波長帯域、及び波長選択フィルターの波長選択特性、を示す図である。
【図2】光源装置の第１変形例を示す図である。
【図3】本実施形態の光源装置を示す図である。
【図4】光源装置の第２変形例を示す図である。
【図5】光源装置の第３変形例、照明光の波長帯域、及びダイクロイックミラーの波長選択特性を示す図である。
【図6】光源装置の第４変形例、照明光の波長帯域、波長選択フィルターの波長選択特性、及びダイクロイックミラーの波長選択特性を示す図である。
【図7】光源装置の第５変形例、照明光の波長帯域、波長選択フィルターの波長選択特性、及びダイクロイックミラーの波長選択特性を示す図である。
【図8】本実施形態の光源装置を示す図である。
【図9】光センサ配置を示すである。
【図10】発光素子の配光と、光センサ配置を示すである。
【図11】照明光の波長帯域、波長選択フィルターの特性、及び光学フィルターの特性を示す図である。
【図12】光センサ配置を示すである。
【図13】本実施形態の内視鏡システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本実施形態に係る光源装置と本実施形態に係る内視鏡システムについて、図面を用いて、このような構成をとった理由と作用を説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0023】
実施形態の説明では、波長選択フィルター、光学フィルター、及びダイクロイックミラーが用いられている。これらの光学素子では、波長に応じて、光の透過と光の反射が生じる。その結果、これらの光学素子では、特定の波長の光、又は特定の波長帯域の光を選択することができる。
【0024】
入射した光に対し特定の波長又は特定の波長帯域の光を選択し照明光などとして有効利用する特性を、波長選択特性という。波長選択特性は、光学系の構成によっては、所望の波長光を透過させて有効利用することもできるし、反射させて有効利用することもできるため、透過率又は反射率で表すことができる。波長選択特性は、透過特性、反射特性、又は透過・反射特性と言い換えることができる。
【0025】
本実施形態の光源装置は、複数の発光素子を有する。発光素子から出射した光は、物体の照明に用いることができる。以下、「照明光」を用いて説明する。
【0026】
発光素子から出射した光は、最終的に物体に照射される。本実施形態の光源装置では、例えば、ダイクロイックミラーが用いられる。そのため、発光素子から出射した光の波長帯域は、物体に照射される光の波長帯域と異なる場合がある。上述の「照明光」は発光素子から出射した光を意味し、物体に照射される光を意味していない。
【0027】
本実施形態の光源装置は、複数の発光素子と、複数の発光素子からの光を合成する光学系と、光学系の光路上に位置する波長選択フィルターと、複数の発光素子のうちの１つの発光素子からの光を、光学フィルターを介して受光する光センサと、を有し、光学フィルターは、波長選択フィルターの波長選択特性に対応する波長選択特性を有する。
【0028】
図１は、本実施形態の光源装置、照明光の波長帯域、及び波長選択フィルターの波長選択特性、を示す図である。
【0029】
図１（ａ）は、本実施形態の光源装置の第１例を示す図である。図１（ｂ）は、照明光の波長帯域と波長選択フィルターの波長選択特性を示す図である。図１（ｃ）は、照明光における光量の変化と波長選択フィルターの波長選択特性を示す図である。
【0030】
第１例の光源装置について説明する。第１例の光源装置は、複数の発光素子を有する。第１例の光源装置では、２つの発光素子が用いられている。一方の発光素子における光量は温度に応じて変化し、他方の発光素子における光量は温度に応じて変化しない。
【0031】
図１（ａ）に示すように、光源装置１は、発光素子２と、発光素子３と、を有する。発光素子２では、光量が温度に応じて変化する。発光素子３では、光量が温度に応じて変化しない。
【0032】
光源装置１は、更に、ダイクロイックミラー４と、波長選択フィルター５と、光センサ６と、光学フィルター７と、を有する。
【0033】
発光素子２から、照明光Ｌ1が出射する。照明光Ｌ1は、第１光路ＯＰ1を進行する。発光素子３から、照明光Ｌ2が出射する。照明光Ｌ2は、第２光路ＯＰ2を進行する。
【0034】
第１光路ＯＰ1と第２光路ＯＰ2が交差する位置に、ダイクロイックミラー４が配置されている。照明光Ｌ1と照明光Ｌ2は、ダイクロイックミラー４に入射する。
【0035】
図１（ｂ）には、照明光Ｌ1の波長帯域と照明光Ｌ2の波長帯域が実線で示されている。また、波長選択フィルター５の波長選択特性が破線で示されている。横軸は、波長を示している。縦軸は、光量又は透過率を示している。
【0036】
照明光Ｌ1の波長帯域は、照明光Ｌ2の波長帯域よりも短波長側に位置している。ダイクロイックミラー４は、波長が短い光を透過し、波長が長い光を反射する特性を有する。照明光Ｌ1はダイクロイックミラー４を透過し、照明光Ｌ2はダイクロイックミラー４で反射される。
【0037】
光源装置１では、ダイクロイックミラー４によって、照明光Ｌ1と照明光Ｌ2が合成される。その結果、図１（ａ）に示すように、ダイクロイックミラー４から、照明光Ｌ1と照明光Ｌ2が出射する。ダイクロイックミラー４は、照明光Ｌ1と照明光Ｌ2を合成する光学系ということができる。
【0038】
照明光Ｌ1と照明光Ｌ2は、第３光路ＯＰ3を進行する。ダイクロイックミラー４の出射側には、波長選択フィルター５が位置している。照明光Ｌ1と照明光Ｌ2は、波長選択フィルター５に入射する。
【0039】
図１（ｂ）に示すように、波長選択フィルター５は、透過帯域ΔabTと、透過帯域ΔcdTと、を有する。波長λaから波長λbまでが、透過帯域ΔabTの波長帯域である。波長λcから波長λdまでが、透過帯域ΔcdTの波長帯域である。波長選択フィルター５は、透過帯域ΔabTの光と透過帯域ΔcdTの光を透過する。
【0040】
上述のように、部分帯域光は、発光素子から出射した光の波長帯域のうちの一部の波長帯域の光である。波長λaから波長λbまでの光は、照明光Ｌ1の波長帯域のうちの一部の波長帯域の光である。波長λaから波長λbまでの光を部分帯域光Ｌ1’とする。波長λaから波長λbまでが、部分帯域光Ｌ1’の波長帯域である。
【0041】
部分帯域光Ｌ1’の波長帯域は、透過帯域ΔabTと同じである。よって、部分帯域光Ｌ1’が、波長選択フィルター５から出射する。照明光Ｌ2の波長帯域は、透過帯域ΔcdTに含まれている。よって、照明光Ｌ2が、波長選択フィルター５から出射する。部分帯域光Ｌ1’と照明光Ｌ2は、第３光路ＯＰ3を進行する。
【0042】
図１（ｃ）には、温度が変化したときの照明光Ｌ1における光量の変化が示されている。点線は常温より温度が高い場合の光量、実線は常温の場合の光量、２点鎖線は常温より温度が低い場合の光量を示している。また、照明光Ｌ1の波長帯域における波長選択フィルター５の波長選択特性が破線で示されている。横軸は、波長を示している。縦軸は、光量又は透過率を示している。
【0043】
図１（ｃ）に示すように、発光素子２では、温度が低くなるにつれて、照明光Ｌ1の光量が減少する。そのため、透過帯域ΔabTにおける光量も、温度が低くなるにつれて減少する。部分帯域光Ｌ1’は、透過帯域ΔabT透過する光である。よって、温度が低くなるにつれて、部分帯域光Ｌ1’の光量が減少する。その結果、照明光におけるカラーバランスが崩れる。
【0044】
理想カラーバランスを維持するためには、部分帯域光Ｌ1’の光量の変化を検出し、検出した結果に基づいて発光素子２の光量を調整すれば良い。
【0045】
部分帯域光Ｌ1’の検出は、光センサで行えば良い。ただし、波長選択フィルター５の出射側に光センサを配置することは難しい。光源装置１では、発光素子２の近傍に、光センサ６と光学フィルター７が配置されている。光学フィルター７から出射する光の波長帯域が、部分帯域光Ｌ1’の波長帯域に対応していれば良い。
【0046】
光センサ６は、発光素子２からの光を、光学フィルター７を介して受光する。発光素子２から照明光Ｌ1が出射する。光センサ６は、照明光Ｌ1が届く位置に配置されている。
【0047】
光学フィルター７は、光センサ６に隣接している。図１（ａ）では、見易さのために、光学フィルター７を、光センサ６から離している。光学フィルター７は、発光素子２と光センサ６の間に配置されている。光学フィルター７は、透過型の光学フィルターである。
【0048】
光学フィルター７は、波長選択フィルター５の波長選択特性に対応する波長選択特性を有する。光学フィルター７の透過帯域と透過帯域ΔabTと関係は、照明光Ｌ1の波長帯域では、例えば以下のようになる。
（Ａ）光学フィルター７の透過帯域は、透過帯域ΔabTと同一である。
（Ｂ）光学フィルター７の透過帯域は、透過帯域ΔabTを含む。
（Ｃ）光学フィルター７の透過帯域は、透過帯域ΔabTに含まれる。
（Ｄ）光学フィルター７の透過帯域は、透過帯域ΔabTに対してシフトしている。
（Ａ）光学フィルター７の透過帯域は、透過帯域ΔabTと同一である。
（Ｂ）光学フィルター７の透過帯域は、透過帯域ΔabTを含む。
（Ｃ）光学フィルター７の透過帯域は、透過帯域ΔabTに含まれる。
（Ｄ）光学フィルター７の透過帯域は、透過帯域ΔabTに対してシフトしている。
【0049】
（Ｂ）、（Ｃ）、及び（Ｄ）は、光学フィルター７の透過帯域が透過帯域ΔabTと略同一であることを意味している。（Ｂ）、（Ｃ）、及び（Ｄ）は、（Ａ）と異なる。しかしながら、その差異は、（Ａ）と同様の作用効果が得られるような差異である。よって、（Ｂ）、（Ｃ）、及び（Ｄ）は、実質的に（Ａ）と見なすことができる。
【0050】
このように、光学フィルター７では、透過帯域の少なくとも一部が透過帯域ΔabTと重なっていれば良い。以下、（Ａ）の場合を例にして説明する。
【0051】
光センサ６では、検出光Ｌ1dが検出される。検出光Ｌ1dは、光学フィルター７を透過した光である。光学フィルター７には、照明光Ｌ1だけが入射する。この場合、検出光Ｌ1dの波長帯域は、透過帯域ΔabTと同じになる。透過帯域ΔabTは、部分帯域光Ｌ1’の波長帯域と同じである。よって、検出光Ｌ1dの波長帯域は、部分帯域光Ｌ1’の波長帯域と同じである。
【0052】
照明光Ｌ1の光量が変化すると、検出光Ｌ1dの光量と部分帯域光Ｌ1’の光量が変化する。よって、検出光Ｌ1dの光量の変化を検出することで、部分帯域光Ｌ1’の光量の変化を検出することができる。光源装置１では、光センサ６から出力された信号に基づいて、発光素子２における光量を調整することができる。
【0053】
調整では、検出光Ｌ1dの光量が用いられる。上述のように、検出光Ｌ1dの波長帯域は、部分帯域光Ｌ1’の波長帯域と同じである。この場合、発光素子２については、波長選択フィルター５から出射する光と同じ光を用いて、調整が行われる。そのため、発光素子２における光量が変化した場合、調整を行うことで、理想カラーバランスを維持することができる。その結果、観察に適した照明光が得られる。
【0054】
光学フィルター７が配置されていない場合、調整では、照明光Ｌ1の光量が用いられる。この場合、発光素子２については、波長選択フィルター５から出射する光と異なる光を用いて、調整が行われる。そのため、発光素子２における光量が変化した場合、調整を行っても、理想カラーバランスを維持することができない。その結果、観察に適した照明光が得られない。
【0055】
光センサ６には、照明光Ｌ1のうちの一部の光だけが入射する。この場合、光センサ６で検出する光の光量は、波長選択フィルター５から出射する光の光量と異なる。よって、２つの光の光量差を考慮して、発光素子２における調整を行えば良い。
【0056】
光源装置１では、発光素子に、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いることができる。例えば、発光素子２に紫色の光を出射するＬＥＤを用い、発光素子３に青色の光を出射するＬＥＤを用いることができる。この場合、照明光は、帯域の狭い紫色の光と青色の光とからなる。よって、狭帯域光観察用の照明光が得られる。
【0057】
波長選択フィルター５では、照明光Ｌ1の波長帯域のうちの一部の波長帯域の光と、照明光Ｌ2の波長帯域全部の光を透過している。しかしながら、波長選択フィルター５で、照明光Ｌ1の波長帯域全部の光と、照明光Ｌ2の波長帯域のうちの一部の波長帯域の光を透過しても良い。この場合、発光素子３の近傍に、光センサと光学フィルターを配置すれば良い。
【0058】
本実施形態の光源装置では、光学フィルターの波長選択特性は、波長選択フィルターの波長選択特性と同一であることが好ましい。
【0059】
この場合、発光素子２における光量を、高い精度で調整することができる。その結果、より一層観察に適した照明光が得られる。
【0060】
【0061】
光源装置１’は、光学フィルター８を有する。光学フィルター８は、照明光Ｌ1が届く位置に配置されている。光学フィルター８は、反射型の光学フィルターである。光センサ６は、光学フィルター８から離れた位置に配置されている。
【0062】
光学フィルター８は、波長選択フィルター５の波長選択特性に対応する波長選択特性を有する。光学フィルター８の反射帯域と透過帯域ΔabTと関係は、上述の（Ａ）～（Ｄ）と同様である。光学フィルター７の透過帯域を、光学フィルター８の反射帯域に置き換えれば良い。（Ａ）の場合を例にして説明する。
【0063】
光センサ６では、検出光Ｌ1d’が検出される。検出光Ｌ1d’は、光学フィルター８で反射された光である。光学フィルター８には、照明光Ｌ1だけが入射する。この場合、検出光Ｌ1d’の波長帯域は、透過帯域ΔabTと同じになる。透過帯域ΔabTは、部分帯域光Ｌ1’の波長帯域と同じである。よって、検出光Ｌ1d’の波長帯域は、部分帯域光Ｌ1’の波長帯域と同じである。
【0064】
照明光Ｌ1の光量が変化すると、検出光Ｌ1d’の光量と部分帯域光Ｌ1’の光量が変化する。よって、検出光Ｌ1d’の光量の変化を検出することで、部分帯域光Ｌ1’の光量の変化を検出することができる。光源装置１’では、光センサ６から出力された信号に基づいて、発光素子２における光量を調整することができる。
【0065】
調整では、検出光Ｌ1d’の光量が用いられる。上述のように、検出光Ｌ1d’の波長帯域は、部分帯域光Ｌ1’の波長帯域と同じである。この場合、発光素子２については、波長選択フィルター５から出射する光と同じ光を用いて、調整が行われる。そのため、発光素子２における光量が変化した場合、調整を行うことで、理想カラーバランスを維持することができる。その結果、観察に適した照明光が得られる。
【0066】
本実施形態の光源装置は、複数の発光モードを有し、複数の発光モードでは、出射する光の波長帯域が、各々の発光モードで異なり、複数の発光モードは、波長選択フィルターが光路上に位置する第１発光モードと、波長選択フィルターが光路上に位置しない第２発光モードと、を有することが好ましい。
【0067】
図３は、本実施形態の光源装置を示す図である。図３には、本実施形態の光源装置の第２例が示されている。図３（ａ）は、第１発光モードにおける光源装置を示す図である。図３（ｂ）は、第２発光モードにおける光源装置を示す図である。図１（ａ）と同じ構成要素については同じ番号を付し、説明は省略する。
【0068】
第２例の光源装置について説明する。第２例の光源装置は、複数の発光素子を有する。第２例の光源装置では、４つの発光素子が用いられている。１つの発光素子における光量は温度に応じて変化し、３つの発光素子における光量は温度に応じて変化しない。
【0069】
図３（ａ）に示すように、光源装置１０は、発光素子２と、発光素子３と、発光素子１１と、発光素子１２と、を有する。発光素子２では、光量は温度に応じて変化する。発光素子３、発光素子１１、及び発光素子１２では、光量は温度に応じて変化しない。
【0070】
光源装置１０は、更に、光学系１３と、波長選択フィルター５と、光センサ６と、光センサ１４と、光学フィルター７と、回転部材１５と、を有する。
【0071】
光学系１３は、ダイクロイックミラー４と、ダイクロイックミラー１６と、ダイクロイックミラー１７と、を有する。
【0072】
回転部材１５は、回転板１８と、波長選択フィルター５と、平行平板１９と、を有する。波長選択フィルター５と平行平板１９は、回転板１８で保持されている。平行平板１９には、無色透明な材料、例えば、ガラス又は樹脂が用いられている。
【0073】
平行平板１９は、配置されていなくても良い。この場合、回転板１８には、波長選択フィルター５と、貫通孔と、を有する。
【0074】
発光素子１１から、照明光Ｌ3が出射する。第３光路ＯＰ3に、ダイクロイックミラー１６が配置されている。照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、及び照明光Ｌ3は、ダイクロイックミラー１６に入射する。
【0075】
照明光Ｌ1の波長帯域と照明光Ｌ2の波長帯域は、照明光Ｌ3の波長帯域よりも短波長側に位置している。ダイクロイックミラー１６は、波長が短い光を透過し、波長が長い光を反射する特性を有する。照明光Ｌ1と照明光Ｌ2はダイクロイックミラー１６を透過し、照明光Ｌ3はダイクロイックミラー１６で反射される。
【0076】
ダイクロイックミラー１６では、照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、及び照明光Ｌ3が合成される。その結果、ダイクロイックミラー１６から、照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、及び照明光Ｌ3が出射する。
【0077】
発光素子１２から、照明光Ｌ4が出射する。第３光路ＯＰ3に、ダイクロイックミラー１７が配置されている。照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、照明光Ｌ3、及び照明光Ｌ4は、ダイクロイックミラー１７に入射する。
【0078】
照明光Ｌ1の波長帯域、照明光Ｌ2の波長帯域、及び照明光Ｌ3の波長帯域は、照明光Ｌ4の波長帯域よりも短波長側に位置している。ダイクロイックミラー１７は、波長が短い光を透過し、波長が長い光を反射する特性を有する。照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、及び照明光Ｌ3はダイクロイックミラー１７を透過し、照明光Ｌ4はダイクロイックミラー１７で反射される。
【0079】
ダイクロイックミラー１７では、照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、照明光Ｌ3、及び照明光Ｌ4が合成される。その結果、ダイクロイックミラー１７から、照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、照明光Ｌ3、及び照明光Ｌ4が出射する。
【0080】
光源装置１０では、光学系１３によって、照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、照明光Ｌ3、及び照明光Ｌ4が合成される。その結果、光学系１３から、照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、照明光Ｌ3、及び照明光Ｌ4が出射する。光学系１３は、照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、照明光Ｌ3、及び照明光Ｌ4を合成する光学系ということができる。
【0081】
照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、照明光Ｌ3、及び照明光Ｌ4は、第３光路ＯＰ3を進行する。光学系１３の出射側には、回転部材１５が配置されている。回転板１８を回転させることで、波長選択フィルター５と平行平板１９のどちらか一方を、第３光路ＯＰ3上に配置することができる。
【0082】
第２例の光源装置は、複数の発光モードを有する。光源装置１０では、第１発光モードと第２発光モードが用いられている。
【0083】
第１発光モードでは、図３（ａ）に示すように、波長選択フィルター５が第３光路ＯＰ3上に位置する。平行平板１９は、第３光路ＯＰ3の外側に位置している。波長選択フィルター５には、照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、照明光Ｌ3、及び照明光Ｌ4が入射する。
【0084】
波長選択フィルター５は、図１（ｂ）に示すように、透過帯域ΔabTと透過帯域ΔcdTを有する。よって、照明光Ｌ3と照明光Ｌ4は、波長選択フィルター５を透過しない。第１発光モードでは、部分帯域光Ｌ1’と照明光Ｌ2が、波長選択フィルター５から出射する。
【0085】
第２発光モードでは、図３（ｂ）に示すように、平行平板１９が第３光路ＯＰ3上に位置する。波長選択フィルター５は、第３光路ＯＰ3の外側に位置している。平行平板１９には、照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、照明光Ｌ3、及び照明光Ｌ4が入射する。
【0086】
平行平板１９には、無色透明な材料が用いられている。よって、照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、照明光Ｌ3、及び照明光Ｌ4は平行平板１９を透過する。第２発光モードでは、照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、照明光Ｌ3、及び照明光Ｌ4が、平行平板１９から出射する。
【0087】
このように、第１発光モードと第２発光モードとでは、回転部材１５に入射する光の波長帯域は同じであるが、回転部材１５から出射する光の波長帯域は異なる。
【0088】
平行平板１９から出射した光の検出は、光センサで行えば良い。ただし、平行平板１９の出射側に光センサを配置することは難しい。光源装置１０では、発光素子２の近傍に、光センサ１４が配置されている。光センサ１４は、照明光Ｌ1が届く位置に配置されている。発光素子２と光センサ１４の間には、光学フィルターは配置されていない。この場合、光センサ１４には、照明光Ｌ1の一部が入射する。
【0089】
上述のように、発光素子２では、温度が低くなるにつれて、照明光Ｌ1の光量が減少する。その結果、第１発光モードと第２発光モードで、照明光におけるカラーバランスが崩れる。
【0090】
光源装置１０では、第１発光モードにおける調整に、光センサ６と光学フィルター７が用いられる。光センサ６と光学フィルター７を用いた調整は、光源装置１で説明している。よって、第１発光モードにおける調整については説明を省く。
【0091】
第２発光モードにおける調整について説明する。説明では、検出光Ｌsと出射光Ｌoを用いる。検出光Ｌsは、光センサ１４で検出される光である。出射光Ｌoは、平行平板１９から出射する光の一部である。検出光Ｌsと出射光Ｌoは、図示されていない。
【0092】
第２発光モードでは、光センサ１４と平行平板１９が用いられる。検出光Ｌsと出射光Ｌoは、共に照明光Ｌ1である。そのため、検出光Ｌsの波長帯域は、出射光Ｌoの波長帯域と同じである。
【0093】
照明光Ｌ1の光量が変化すると、検出光Ｌsの光量と出射光Ｌoの光量が変化する。よって、検出光Ｌsの光量の変化を検出することで、出射光Ｌoの光量の変化を検出することができる。光源装置１０では、光センサ１４から出力された信号に基づいて、発光素子２における光量を調整することができる。
【0094】
調整では、検出光Ｌsの光量が用いられる。上述のように、検出光Ｌsの波長帯域は、出射光Ｌoの波長帯域と同じである。この場合、発光素子２については、平行平板１９から出射する光と同じ光を用いて、調整が行われる。そのため、発光素子２における光量が変化した場合、調整を行うことで、理想カラーバランスを維持することができる。その結果、第２発光モードにおいて、観察に適した照明光が得られる。
【0095】
光源装置１０では、発光素子に、ＬＥＤを用いることができる。例えば、発光素子２に紫色の光を出射するＬＥＤを用い、発光素子３に青色の光を出射するＬＥＤを用い、発光素子１１に緑色の光を出射するＬＥＤを用い、発光素子１２に赤色の光を出射するＬＥＤを用いることができる。
【0096】
第１発光モードでは、照明光は、帯域の狭い紫色の光と青色の光とからなる。よって、狭帯域光観察に適した照明光が得られる。第２発光モードでは、照明光は、紫色の光、青色の光、緑色の光、及び赤色の光からなる。よって、通常観察に適した照明光が得られる。青色の光、緑色の光、及び赤色の光からなる照明光を、通常観察に適して照明光としても良い。
【0097】
このように、光源装置１０は、複数の発光モードを有する。複数の発光モードでは、発光モードの各々で、異なる波長帯域の光が出射する。光源装置１０では、複数の発光モードのうちの一つの発光モードにおいて、波長選択フィルターが光路上に配置される。
【0098】
光源装置１０では、光センサ６と光センサ１４が用いられている。よって、光源装置１０は、複数の光センサを有する。光センサ６と光センサ１４は発光素子２からの光を受光しているので、複数の光センサは、１つの発光素子からの光を受光している。光センサ６と光センサ１４では受光する光の波長帯域が互いに異なるので、複数の光センサでは受光する光の波長帯域が互いに異なる。
【0099】
光源装置１０では、光学フィルター７が用いられている。しかしながら、光学フィルター７の代わりに、図２に示す光学フィルター８を用いても良い。
【0100】
【0101】
光源装置１０’では、光学フィルター７が移動する。光学フィルター７の移動は、並進又は回転で行えば良い。
【0102】
第１発光モードでは、光学フィルター７は、光センサ６の前に位置している。第１発光モードにおける調整については説明を省く。
【0103】
第２発光モードでは、光学フィルター７は、破線で示す位置に移動する。光学フィルター７は光センサ６の前に位置しないので、光センサ６は、光源装置１０における光センサ１４と見なすことができる。第２発光モードにおける調整については説明を省く。
【0104】
破線で示す位置に、平行平板を配置しても良い。平行平板の材料は、平行平板１９の材料と同じにすれば良い。この場合、光センサ６での受光は、光学フィルター７と平行平板の切り替えによって行われる。
【0105】
平行平板を光学フィルターと見なすと、光源装置１０’は複数の光学フィルターを有する。光学フィルター７の波長選択特性と平行平板の波長選択特性は異なるので、複数の光学フィルターでは波長選択特性が互いに異なる。受光では光学フィルター７と平行平板が切り替わるので、複数の光学フィルターを切り替えて光センサで受光する。
【0106】
図５は、光源装置の第３変形例、照明光の波長帯域、及びダイクロイックミラーの波長選択特性を示す図である。図５（ａ）は、光源装置の第３変形例を示す図である。図５（ｂ）と図５（ｃ）は、照明光の波長帯域とダイクロイックミラーの波長選択特性を示す図である。図３（ａ）と同じ構成要素については同じ番号を付し、説明は省略する。
【0107】
図５（ａ）に示すように、光源装置１０’’は、ダイクロイックミラー２０と、光学フィルター２１と、を有する。
【0108】
光学フィルター２１は、光センサ１４に隣接している。図５（ａ）では、見易さのために、光学フィルター２１を、光センサ１４から離している。光学フィルター２１は、発光素子２と光センサ１４の間に配置されている。光学フィルター２１は、透過型の光学フィルターである。
【0109】
光源装置１０と光源装置１０’’では、波長選択フィルター５と平行平板１９が用いられる。ただし、光源装置１０ではダイクロイックミラー４が用いられているが、光源装置１０’’ではダイクロイックミラー２０が用いられている。ダイクロイックミラー４と比較しながら説明する。
【0110】
ダイクロイックミラー４を用いた場合（以下、「ケースＤ4」という）について説明する。図５（ｂ）には、照明光Ｌ1の波長帯域と照明光Ｌ2の波長帯域が実線で示されている。また、ダイクロイックミラー４の波長選択特性が２点鎖線で示されている。横軸は、波長を示している。縦軸は、光量又は透過率を示している。
【0111】
ダイクロイックミラー４は、波長λeより短い光を透過し、波長λeより長い光を反射する特性を有する。照明光Ｌ1では、全部の波長帯域が、波長λeよりも短波長側に位置している。よって、照明光Ｌ1では、波長帯域の全部の光が、ダイクロイックミラー４から出射する。
【0112】
ダイクロイックミラー２０を用いた場合（以下、「ケースＤ20」という）について説明する。図５（ｃ）には、照明光Ｌ1の波長帯域と照明光Ｌ2の波長帯域が実線で示されている。また、ダイクロイックミラー２０の波長選択特性が２点鎖線で示されている。横軸は、波長を示している。縦軸は、光量又は透過率を示している。
【0113】
ダイクロイックミラー２０は、波長λfより短い光を透過し、波長λfより長い光を反射する特性を有する。波長λfより短波長側が、透過帯域ΔfTの波長帯域である。波長λfより長波長側が、反射帯域ΔfRの波長帯域である。
【0114】
照明光Ｌ1は、部分帯域光Ｌ1Tと部分帯域光Ｌ1Rに分かれる。部分帯域光Ｌ1Tの波長帯域は、透過帯域ΔfTに含まれている。部分帯域光Ｌ1Rの波長帯域は、反射帯域ΔfRに含まれている。よって、部分帯域光Ｌ1Tはダイクロイックミラー２０から出射するが、部分帯域光Ｌ1Rはダイクロイックミラー２０から出射しない。
【0115】
このように、ダイクロイックミラーから出射する光の波長帯域が、ケースＤ4とケースＤ20とで異なる。波長選択フィルター５と平行平板１９には、ケースＤ4では照明光Ｌ1が入射し、ケースＤ20では部分帯域光Ｌ1Tが入射する。
【0116】
第１発光モードでは、波長選択フィルター５が用いられる。照明光Ｌ1の波長帯域と部分帯域光Ｌ1Tの波長帯域には、波長λaから波長λbまで波長帯域が含まれている。よって、ケースＤ4であっても、ケースＤ20であっても、波長選択フィルター５から部分帯域光Ｌ1’が出射する。
【0117】
このように、ケースＤ4であっても、ケースＤ20であっても、波長選択フィルター５から出射する光は同じである。この場合、光センサ６で検出する光は、ケースＤ4とケースＤ20のどちらであっても、異ならせる必要が無い。よって、光源装置１０’’では、光源装置１０と同様に、光センサ６での検出に光学フィルター７が用いられている。
【0118】
第２発光モードでは、平行平板１９が用いられる。平行平板１９には、無色透明な材料が用いられている。よって、平行平板１９からは、ケースＤ4では照明光Ｌ1が出射するが、ケースＤ20では部分帯域光Ｌ1Tが出射する。
【0119】
このように、ケースＤ4とケースＤ20とでは、平行平板１９から出射する光が異なる。この場合、光センサ１４で検出する光は、ケースＤ4とケースＤ20とで、異ならせる必要がある。
【0120】
そのため、光源装置１０’’では、光源装置１０のように、光センサ１４だけで光を検出せず、光学フィルター２１を介して光を検出している。光学フィルター２１の透過帯域は、透過帯域ΔfTの波長帯域と同じである。
【0121】
光センサ１４では、検出光Ｌ1d’’が検出される。検出光Ｌ1d’’は、光学フィルター２１を透過した光である。光学フィルター２１には、照明光Ｌ1だけが入射する。この場合、検出光Ｌ1d’’の波長帯域は、透過帯域ΔfTと同じになる。透過帯域ΔfTは、部分帯域光Ｌ1Tの波長帯域と同じである。よって、検出光Ｌ1d’’の波長帯域は、部分帯域光Ｌ1Tの波長帯域と同じである。
【0122】
照明光Ｌ1の光量が変化すると、検出光Ｌ1d’’の光量と部分帯域光Ｌ1Tの光量が変化する。よって、検出光Ｌ1d’’の光量の変化を検出することで、部分帯域光Ｌ1Tの光量の変化を検出することができる。光源装置１０’’では、光センサ１４から出力された信号に基づいて、発光素子２における光量を調整することができる。
【0123】
調整では、検出光Ｌ1d’’の光量が用いられる。上述のように、検出光Ｌ1d’’の波長帯域は、部分帯域光Ｌ1Tの波長帯域と同じである。この場合、発光素子２については、平行平板１９から出射する光と同じ光を用いて、調整が行われる。そのため、発光素子２における光量が変化した場合、調整を行うことで、理想カラーバランスを維持することができる。その結果、第２発光モードにおいて、観察に適した照明光が得られる。
【0124】
光学フィルター２１が配置されていない場合、調整では、照明光Ｌ1の光量が用いられる。この場合、発光素子２については、平行平板１９から出射する光と異なる光を用いて、調整が行われる。そのため、発光素子２における光量が変化した場合、調整を行っても、理想カラーバランスを維持することができない。その結果、第２発光モードにおいて、観察に適した照明光が得られない。
【0125】
光センサ１４には、照明光Ｌ1のうちの一部の光だけが入射する。この場合、光センサ１４で検出する光の光量と、平行平板１９から出射する光の光量は異なる。よって、２つの光の光量差を考慮して、発光素子２における調整を行えば良い。
【0126】
図６は、光源装置の第４変形例、照明光の波長帯域、波長選択フィルターの波長選択特性、及びダイクロイックミラーの波長選択特性を示す図である。図６（ａ）は、光源装置の第４変形例を示す図である。図６（ｂ）は、照明光の波長帯域、波長選択フィルターの波長選択特性、及びダイクロイックミラーの波長選択特性を示す図である。図５（ａ）と同じ構成要素については同じ番号を付し、説明は省略する。
【0127】
上述の光源装置では、部分帯域光Ｌ1’が波長選択フィルター５から出射する。部分帯域光Ｌ1’の波長帯域は、透過帯域ΔabTと同じである。透過帯域ΔabTは、波長選択フィルター５における透過帯域である。よって、部分帯域光Ｌ1’の波長帯域は、波長選択フィルター５の透過帯域だけで決まる。
【0128】
しかしながら、波長選択フィルターから出射する光の波長帯域は、波長選択フィルターの透過帯域とダイクロイックミラーの透過帯域で決めることもできる。
【0129】
図６（ａ）に示すように、光源装置１０’’’は、光学フィルター３０と、波長選択フィルター３１と、を有する。光学フィルター３０は、光センサ６に隣接している。光学フィルター３０は、透過型の光学フィルターである。波長選択フィルター３１は、光路ＯＰ3上に位置している。
【0130】
図６（ｂ）には、照明光Ｌ1の波長帯域と照明光Ｌ2の波長帯域が実線で示されている。また、ダイクロイックミラー２０の波長選択特性が２点鎖線で示され、波長選択フィルター３１の波長選択特性が破線で示されている。横軸は、波長を示している。縦軸は、光量又は透過率を示している。
【0131】
上述のように、ダイクロイックミラー２０は、波長λfより短い光を透過し、波長λfより長い光を反射する特性を有する。よって、照明光Ｌ1では、部分帯域光Ｌ1Tはダイクロイックミラー２０を透過し、部分帯域光Ｌ1Rはダイクロイックミラー２０で反射される。その結果、部分帯域光Ｌ1Tはダイクロイックミラー２０から出射するが、部分帯域光Ｌ1Rはダイクロイックミラー２０から出射しない。
【0132】
部分帯域光Ｌ1Tは、第３光路ＯＰ3を進行する。ダイクロイックミラー２０の出射側には、波長選択フィルター３１が配置されている。部分帯域光Ｌ1Tは、波長選択フィルター３１に入射する。波長選択フィルター３１は、透過帯域ΔadTを有する。波長λaから波長λdまでが、透過帯域ΔadTの波長帯域である。
【0133】
波長λaから波長λfまでの光を部分帯域光Ｌ1T’とする。波長λaから波長λfまでが、部分帯域光Ｌ1T’の波長帯域である。部分帯域光Ｌ1T’の波長帯域は、透過帯域ΔafTと同じである。透過帯域ΔafTは、透過帯域ΔadTに含まれている。よって、部分帯域光Ｌ1T’が、波長選択フィルター３１から出射する。
【0134】
透過帯域ΔafTでは、波長λaは、波長選択フィルター３１の透過帯域で決まる。波長λfは、ダイクロイックミラー２０の透過帯域で決まる。このように、光源装置１０’’’では、波長選択フィルター３１から出射する光の波長帯域は、波長選択フィルター３１の透過帯域とダイクロイックミラー２０の透過帯域で決まる。
【0135】
第１発光モードにおける調整について説明する。第１発光モードでは、波長選択フィルター３１が用いられる。この場合、波長選択フィルター３１から、部分帯域光Ｌ1T’が出射する。理想カラーバランスを維持するためには、部分帯域光Ｌ1T’の光量の変化を検出し、検出した結果に基づいて発光素子２の光量を調整すれば良い。
【0136】
光源装置１０’’’では、光学フィルター３０を介して光を検出している。光学フィルター３０から出射する光の波長帯域は、部分帯域光Ｌ1T’の波長帯域に対応していれば良い。具体的には、光学フィルター３０は、透過帯域が透過帯域ΔafTと同一となるような波長選択特性を有する。
【0137】
光センサ６では、検出光Ｌ1d’’’が検出される。検出光Ｌ1d’’’は、光学フィルター３０を透過した光である。光学フィルター３０には、照明光Ｌ1だけが入射する。この場合、検出光Ｌ1d’’’の波長帯域は、透過帯域ΔafTと同じになる。透過帯域ΔafTは、部分帯域光Ｌ1T’の波長帯域と同じである。よって、検出光Ｌ1d’’’の波長帯域は、部分帯域光Ｌ1T’の波長帯域と同じである。
【0138】
照明光Ｌ1の光量が変化すると、検出光Ｌ1d’’’の光量と部分帯域光Ｌ1T’の光量が変化する。よって、検出光Ｌ1d’’’の光量の変化を検出することで、部分帯域光Ｌ1T’の光量の変化を検出することができる。光源装置１０’’’では、光センサ６から出力された信号に基づいて、発光素子２における光量を調整することができる。
【0139】
調整では、検出光Ｌ1d’’’の光量が用いられる。上述のように、検出光Ｌ1d’’’の波長帯域は、部分帯域光Ｌ1T’の波長帯域と同じである。この場合、発光素子２については、波長選択フィルター３１から出射する光と同じ光を用いて、調整が行われる。そのため、発光素子２における光量が変化した場合、調整を行うことで、理想カラーバランスを維持することができる。その結果、第１発光モードにおいて、観察に適した照明光が得られる。
【0140】
第２発光モードにおける調整では、光センサ１４と光学フィルター２１が用いられる。光センサ１４と光学フィルター２１を用いた調整は、光源装置１０’’で説明している。よって、第２発光モードにおける調整については説明を省く。
【0141】
光学フィルター３０の透過帯域は、透過帯域ΔafTの波長帯域と同じである。透過帯域ΔafTは、透過帯域ΔadTに含まれている。よって、光学フィルター３０は、波長選択フィルター３１の波長選択特性に対応する波長選択特性を有する。
【0142】
光学フィルター３０は１つの光学部材で形成されているが、２つの光学部材で形成されていても良い。この場合、一方の光学部材に波長選択フィルター３１の透過帯域と同じ波長帯域を持たせ、他方の光学部材にダイクロイックミラー２０の波長選択特性と同じ波長帯域を持たせれば良い。
【0143】
この場合、一方の光学部材が、波長選択フィルター３１の透過帯域と同じ波長帯域を有する。よって、光学フィルターを２つの部材で形成した場合も、光学フィルターは、波長選択フィルター３１の波長選択特性に対応する波長選択特性を有する。
【0144】
光源装置１０’’’では、照明光Ｌ1について、波長選択フィルターから出射する光の波長待機委を、波長選択フィルターの透過帯域とダイクロイックミラーの透過帯域で決めている。照明光Ｌ2についても、波長選択フィルターから出射する光の波長待機委を、波長選択フィルターの透過帯域とダイクロイックミラーの透過帯域で決めることができる。
【0145】
図７は、光源装置の第５変形例、照明光の波長帯域、波長選択フィルターの波長選択特性、及びダイクロイックミラーの波長選択特性を示す図である。図７（ａ）は、光源装置の第５変形例を示す図である。図７（ｂ）は、照明光の波長帯域、波長選択フィルターの波長選択特性、及びダイクロイックミラーの波長選択特性を示す図である。図５（ａ）と同じ構成要素については同じ番号を付し、説明は省略する。
【0146】
図７（ａ）に示すように、光源装置１０’’’’は、発光素子３２と、ダイクロイックミラー３３と、波長選択フィルター３４と、光センサ３５と、光センサ３６と、光学フィルター３７と、光学フィルター３８と、を有する。
【0147】
第１光路ＯＰ1と第２光路ＯＰ2が交差する位置に、ダイクロイックミラー３３が配置されている。波長選択フィルター３４は、光路ＯＰ3上に位置している。
【0148】
図７（ｂ）には、照明光Ｌ1の波長帯域と照明光Ｌ2の波長帯域が実線で示されている。また、ダイクロイックミラー３３の波長選択特性が２点鎖線で示され、波長選択フィルター３４の波長選択特性が破線で示されている。横軸は、波長を示している。縦軸は、光量又は透過率を示している。
【0149】
ダイクロイックミラー３３は、波長λFより短い光を透過し、波長λFより長い光を反射する特性を有する。よって、照明光Ｌ2では、部分帯域光Ｌ2Rはダイクロイックミラー３３反射され、部分帯域光Ｌ2Tはダイクロイックミラー３３を透過する。その結果、部分帯域光Ｌ2Rはダイクロイックミラー３３から出射するが、部分帯域光Ｌ2Tはダイクロイックミラー３３から出射しない。
【0150】
部分帯域光Ｌ2Rは、第３光路ＯＰ3を進行する。ダイクロイックミラー３３の出射側には、波長選択フィルター３４が配置されている。部分帯域光Ｌ2Rは、波長選択フィルター３４に入射する。波長選択フィルター３４は、透過帯域ΔDTを有する。波長λDより短波長側が、透過帯域ΔDTの波長帯域である。
【0151】
波長λFから波長λDまでの光を部分帯域光Ｌ2R’とする。波長λFから波長λDまでが、部分帯域光Ｌ2R’の波長帯域である。部分帯域光Ｌ2R’の波長帯域は、反射帯域ΔFDRと同じである。反射帯域ΔFDRは、透過帯域ΔDTに含まれている。よって、部分帯域光Ｌ2R’が、波長選択フィルター３４から出射する。
【0152】
反射帯域ΔFDRでは、波長λFは、ダイクロイックミラー３３の反射帯域で決まる。波長λDは、波長選択フィルター３４の透過帯域で決まる。このように、光源装置１０’’’’では、波長選択フィルター３４から出射する光の波長帯域は、ダイクロイックミラー３３の反射帯域と波長選択フィルター３４の透過帯域で決まる。
【0153】
発光素子２と発光素子３２では、光量が温度に応じて変化する。よって、発光素子２の光量と発光素子３２の光量を調整する必要がある。
【0154】
発光素子２における調整について説明する。発光素子２では、波長選択フィルター３４と平行平板１９に、照明光Ｌ1が入射する。照明光Ｌ1の波長帯域全部は、波長選択フィルター３４の透過帯域と平行平板１９の透過帯域に含まれている。この場合、第１発光モードと第２発光モードの両方で、照明光Ｌ1の波長帯域全部の光が回転部材１５から出射する。よって、理想カラーバランスを維持するためには、照明光Ｌ1の光量の変化を検出し、検出した結果に基づいて発光素子２の光量を調整すれば良い。
【0155】
光源装置１０’’’’では、発光素子２の近傍に、光センサ６が配置されている。光センサ６には、照明光Ｌ1の一部が入射する。この場合、発光素子２については、波長選択フィルター３４から出射する光と同じ光を用いて、調整が行われる。そのため、発光素子２における光量が変化した場合、調整を行うことで、理想カラーバランスを維持することができる。その結果、第１発光モードにおいて、観察に適した照明光が得られる。
【0156】
発光素子３２における調整について説明する。発光素子３２では、波長選択フィルター３４と平行平板１９に、部分帯域光Ｌ2Rが入射する。部分帯域光Ｌ2Rの波長帯域全部は、波長選択フィルター３４の透過帯域に含まれていない。部分帯域光Ｌ2Rの波長帯域全部は、平行平板１９の透過帯域に含まれている。この場合、回転部材１５から出射する光の波長帯域は、第１発光モードと第２発光モードとで異なる。
【0157】
第１発光モードにおける調整について説明する。第１発光モードでは、波長選択フィルター３４が用いられる。この場合、波長選択フィルター３４から、部分帯域光Ｌ2R’が出射する。理想カラーバランスを維持するためには、部分帯域光Ｌ2R’の光量の変化を検出し、検出した結果に基づいて発光素子３２の光量を調整すれば良い。
【0158】
部分帯域光Ｌ2R’の検出は、光センサで行えば良い。ただし、波長選択フィルター３４の出射側に光センサを配置することは難しい。光源装置１０’’’’では、発光素子３２の近傍に、光センサ３５と光学フィルター３７が配置されている。光学フィルター３７から出射する光の波長帯域が、部分帯域光Ｌ2R’の波長帯域に対応していれば良い。
【0159】
光センサ３５は、発光素子３２からの光を、光学フィルター３７を介して受光する。発光素子３２から照明光Ｌ2が出射する。光センサ３５は、照明光Ｌ2が届く位置に配置されている。
【0160】
光学フィルター３７は、光センサ３５に隣接している。図７（ａ）では、見易さのために、光学フィルター３７を光センサ３５から離している。光学フィルター３７は、発光素子３２と光センサ３５の間に配置されている。光学フィルター３７は、透過型の光学フィルターである。
【0161】
光学フィルター３７は、波長選択フィルター３４の波長選択特性に対応する波長選択特性を有する。具体的には、光学フィルター３７は、透過帯域が反射帯域ΔFDRと同一となるような波長選択特性を有する。
【0162】
光センサ３５では、検出光Ｌ2d’が検出される。検出光Ｌ2d’は、光学フィルター３７を透過した光である。光学フィルター３７には、照明光Ｌ2だけが入射する。この場合、検出光Ｌ2d’の波長帯域は、反射帯域ΔFDRと同じになる。反射帯域ΔFDRは、部分帯域光Ｌ2R’の波長帯域と同じである。よって、検出光Ｌ2d’の波長帯域は、部分帯域光Ｌ2R’の波長帯域と同じである。
【0163】
照明光Ｌ2の光量が変化すると、検出光Ｌ2d’の光量と部分帯域光Ｌ2R’の光量が変化する。よって、検出光Ｌ2d’の光量の変化を検出することで、部分帯域光Ｌ2R’の光量の変化を検出することができる。光源装置１０’’’’では、光センサ３５から出力された信号に基づいて、発光素子３２における光量を調整することができる。
【0164】
調整では、検出光Ｌ2d’の光量が用いられる。上述のように、検出光Ｌ2d’の波長帯域は、部分帯域光Ｌ2R’の波長帯域と同じである。この場合、発光素子３２については、波長選択フィルター３４から出射する光と同じ光を用いて、調整が行われる。そのため、発光素子３２における光量が変化した場合、調整を行うことで、理想カラーバランスを維持することができる。その結果、第１発光モードにおいて、観察に適した照明光が得られる。
【0165】
光学フィルター３７は１つの光学部材で形成されているが、２つの光学部材で形成されていても良い。この場合、一方の光学部材に波長選択フィルター３４の透過帯域と同じ波長帯域を持たせ、他方の光学部材にダイクロイックミラー３３の波長選択特性と同じ波長帯域を持たせれば良い。
【0166】
この場合、一方の光学部材が、波長選択フィルター３４の透過帯域と同じ波長帯域を有する。よって、光学フィルターを２つの部材で形成した場合も、光学フィルターは、波長選択フィルター３４の波長選択特性に対応する波長選択特性を有する。
【0167】
第２発光モードにおける調整について説明する。第２発光モードでは、平行平板１９が用いられる。この場合、平行平板１９から、部分帯域光Ｌ2Rが出射する。理想カラーバランスを維持するためには、部分帯域光Ｌ2Rの光量の変化を検出し、検出した結果に基づいて発光素子３２の光量を調整すれば良い。
【0168】
部分帯域光Ｌ2Rの検出は、光センサで行えば良い。ただし、平行平板１９の出射側に光センサを配置することは難しい。光源装置１０’’’’では、発光素子３２の近傍に、光センサ３６と光学フィルター３８が配置されている。光学フィルター３８から出射する光の波長帯域が、部分帯域光Ｌ2Rの波長帯域に対応していれば良い。
【0169】
光センサ３６は、発光素子３２からの光を、光学フィルター３８を介して受光する。発光素子３２から照明光Ｌ2が出射する。光センサ３６は、照明光Ｌ2が届く位置に配置されている。
【0170】
光学フィルター３８は、光センサ３６に隣接している。図７（ａ）では、見易さのために、光学フィルター３８を光センサ３６から離している。光学フィルター３８は、発光素子３２と光センサ３６の間に配置されている。光学フィルター３８は、透過型の光学フィルターである。光学フィルター３８は、透過帯域が反射帯域ΔFRと同一となるような波長選択特性を有する。
【0171】
光センサ３６では、検出光Ｌ2dが検出される。検出光Ｌ2dは、光学フィルター３８を透過した光である。光学フィルター３８には、照明光Ｌ2だけが入射する。この場合、検出光Ｌ2dの波長帯域は、反射帯域ΔFRに含まれる。反射帯域ΔFRは、部分帯域光Ｌ2Rの波長帯域を含んでいる。よって、検出光Ｌ2dの波長帯域は、部分帯域光Ｌ2R’の波長帯域と同じである。
【0172】
照明光Ｌ2の光量が変化すると、検出光Ｌ2dの光量と部分帯域光Ｌ2Rの光量が変化する。よって、検出光Ｌ2dの光量の変化を検出することで、部分帯域光Ｌ2Rの光量の変化を検出することができる。光源装置１０’’’’では、光センサ３６から出力された信号に基づいて、発光素子３２における光量を調整することができる。
【0173】
調整では、検出光Ｌ2dの光量が用いられる。上述のように、検出光Ｌ2dの波長帯域は、部分帯域光Ｌ2Rの波長帯域と同じである。この場合、発光素子３２については、平行平板１９から出射する光と同じ光を用いて、調整が行われる。そのため、発光素子３２における光量が変化した場合、調整を行うことで、理想カラーバランスを維持することができる。その結果、第２発光モードにおいて、観察に適した照明光が得られる。
【0174】
図８は、本実施形態の光源装置を示す図である。図８（ａ）は、本実施形態の光源装置の第３例を示す図である。図８（ｂ）は、本実施形態の光源装置の第４例を示す図である。図３（ａ）と同じ構成要素については同じ番号を付し、説明は省略する。
【0175】
第３例の光源装置について説明する。第３例の光源装置は、４つの発光素子を有する。第３例の光源装置では、４つの発光素子における光量は、温度に応じて変化する。
【0176】
図８（ａ）に示すように、光源装置４０は、発光素子２と、発光素子４１と、発光素子４２と、発光素子４３と、を有する。発光素子２、発光素子４１、発光素子４２、及び発光素子４３では、光量は温度に応じて変化する。
【0177】
光源装置４０は、光センサ１４と、光センサ４４と、光センサ４５と、光センサ４６と、を有する。
【0178】
光センサ４４は、発光素子４１の近傍に配置されている。光センサ４４は、照明光Ｌ2の一部を受光する。発光素子４１と光センサ４４の間には、光学フィルターは配置されていない。よって、光センサ４４は、照明光Ｌ2のうちの一部の光をそのまま受光する。
【0179】
光センサ４５は、発光素子４２の近傍に配置されている。光センサ４５は、照明光Ｌ3の一部を受光する。発光素子４２と光センサ４５の間には、光学フィルターは配置されていない。よって、光センサ４５は、照明光Ｌ3のうちの一部の光をそのまま受光する。
【0180】
光センサ４６は、発光素子４３の近傍に配置されている。光センサ４６は、照明光Ｌ4の一部を受光する。発光素子４３と光センサ４６の間には、光学フィルターは配置されていない。よって、光センサ４６は、照明光Ｌ4のうちの一部の光をそのまま受光する。
【0181】
光源装置４０では、光源装置１と同様に、光センサ６から出力された信号に基づいて、発光素子２における光量を調整することができる。よって、発光素子２における光量が変化しても、調整を行うことで、理想カラーバランスを維持することができる。その結果、第１発光モードにおいて、観察に適した照明光が得られる。
【0182】
また、光源装置４０では、光センサ１４から出力された信号に基づいて、発光素子２における光量を調整することができる。光センサ４４から出力された信号に基づいて、発光素子４１における光量を調整することができる。光センサ４５から出力された信号に基づいて、発光素子４２における光量を調整することができる。光センサ４６から出力された信号に基づいて、発光素子４３における光量を調整することができる。
【0183】
これらの調整では、照明光Ｌ1の光量、照明光Ｌ2の光量、照明光Ｌ3の光量、及び照明光Ｌ4の光量が用いられる。よって、発光素子２における光量、発光素子４１における光量、発光素子４２における光量、及び発光素子４３における光量が変化しても、調整を行うことで、理想カラーバランスを維持することができる。その結果、第２発光モードにおいて、観察に適した照明光が得られる。
【0184】
各発光素子から出射する光の色を適切に設定することで、光源装置１０と同様に、第１発光モードでは、狭帯域光観察に適した照明光が得られ、第２発光モードでは、通常観察に適した照明光が得られる。
【0185】
第４例の光源装置について説明する。第４例の光源装置は、４つの発光素子を有する。第４例の光源装置では、４つの発光素子における光量は、温度に応じて変化する。
【0186】
図８（ｂ）に示すように、光源装置５０は、レンズ５１と、レンズ５２と、レンズ５３と、レンズ５４と、を有する。
【0187】
レンズ５１は、発光素子２とダイクロイックミラー４の間に配置されている。レンズ５２は、発光素子４１とダイクロイックミラー４の間に配置されている。レンズ５３は、発光素子４２とダイクロイックミラー１６の間に配置されている。レンズ５４は、発光素子４３とダイクロイックミラー１７の間に配置されている。
【0188】
照明光Ｌ1、照明光Ｌ2、照明光Ｌ3、及び照明光Ｌ4が発散光の場合、レンズによって、発散光を平行光に変換することができる。その結果、光の利用効率を高めることができる。平行光には、略平行な光も含まれる。
【0189】
光源装置５０は、光センサ６、光センサ１４、光センサ４４、光センサ４５、及び光センサ４６と、を有する。よって、光源装置５０でも、光源装置４０と同様に、第１発光モードと第２発光モードにおいて、観察に適した照明光が得られる。
【0190】
図９は、光センサ配置を示すである。図９（ａ）は、第１の配置例を示すである。図９（ｂ）は、第２の配置例を示すである。図９（ｃ）は、第３の配置例を示すである。図３（ｂ）と同じ構成要素については同じ番号を付し、説明は省略する。
【0191】
何れの配置例でも、発光素子２から発散光が出射する。発散光は、レンズ５１に入射する。発散光の一部は、光センサ６と光センサ１４で検出される。
【0192】
第１の配置例を、図９（ａ）に示す。第１の配置例では、発散光のうちの中央部分の光がレンズ５１に入射する。レンズ５１に入射する光は、光センサ６での検出と光センサ１４での検出には用いられない。この場合、光センサ６での検出と光センサ１４での検出には、発散光のうちの周辺部分の光を用いることになる。
【0193】
周辺部分の光は、レンズ５１の外側に位置する円環領域を進行する。よって、第１の配置例では、光センサ６と光センサ１４は、この円環領域に配置されている。
【0194】
第２の配置例を、図９（ｂ）に示す。第２の配置例では、平行平板６０が用いられている。平行平板６０は、レンズ５１の出射側に位置している。
【0195】
第２の配置例では、発散光のほとんどがレンズ５１に入射する。発散光は、レンズ５１で平行光に変換される。レンズ５１から出射した平行光は、平行平板６０に入射する。平行平板６０では、表面の反射率に応じて平行光が反射される。反射された平行光の進行方向には、光センサ６と光センサ１４が配置されている。
【0196】
図９（ｂ）では、光センサ６は、光センサ１４に比べて、平行光の周辺側に位置している。よって、光センサ６での検出には、発散光のうちの周辺部分の光を用い、光センサ１４での検出には、発散光のうちの中心部分の光を用いることになる。
【0197】
第３の配置例を、図９（ｃ）に示す。第３の配置例では、光ファイバ６１と光ファイバ６２が用いられている。そのため、第１の配置例に比べて、光センサの位置についての制限が少ない。光ファイバ６１と光ファイバ６２には、例えば、ファイババンドルを用いることができる。
【0198】
光ファイバ６１では、一方の端面は発散光の光束内に位置し、他方の端面は光センサ６と対向している。光ファイバ６２では、一方の端面は発散光の光束内に位置し、他方の端面は光センサ１４と対向している。
【0199】
第３の配置例では、第１の配置例と同様に、発散光のうちの中央部分の光がレンズ５１に入射する。レンズ５１に入射する光は、光センサ６での検出と光センサ１４での検出には用いられない。この場合、光センサ６での検出と光センサ１４での検出には、発散光のうちの周辺部分の光を用いることになる。
【0200】
周辺部分の光は、レンズ５１の外側に位置する円環領域を進行する。よって、第３の配置例では、光ファイバ６１の端面と光ファイバ６２の端面が、円環領域に位置している。
【0201】
本実施形態の光源装置では、光学フィルターの波長選択特性は、波長選択フィルターの波長選択特性を長波長側にシフトした波長選択特性であり、シフトの量は、発光素子から光センサに向かう光路と発光素子から光学系に向かう光路との角度に基づくことが好ましい。
【0202】
図１０は、発光素子の配光と、光センサ配置を示すである。図１０（ａ）は、発光素子の配光を示すである。図１０（ｂ）は、第４の配置例を示すである。図３（ａ）と同じ構成要素については同じ番号を付し、説明は省略する。
【0203】
図１０（ａ）に示すように、発光素子から出射する光は広がりを有する。光の広がり方のことを配光といい、配光は明るさと角度で表わされる。角度は、光が進行する方向の角度（以下、「指向角」という）を表している。図１０（ａ）に示す配光では、指向角が大きくなるにつれて明るさが減少する。
【0204】
図１０（ｂ）に示すように、第４の配置例では、発光素子７０と、波長選択フィルター７１と、光学フィルター７２が用いられている。
【0205】
発光素子７０における配光は、図１０（ａ）に示す配光と同じである。発光素子７０から、照明光Ｌ5が出射する。照明光Ｌ5cは、照明光Ｌ5のうちの指向角が小さい光である。照明光Ｌ5cは、波長選択フィルター７１に向かって進行する。照明光Ｌ5pは、照明光Ｌ5のうちの指向角が大きい光である。照明光Ｌ5pは、光学フィルター７２に向かって進行する。
【0206】
発光素子７０について、発光素子２と比較しながら説明する。発光素子２における配光も、図１０（ａ）に示す配光と同じである。よって、照明光Ｌ1と照明光Ｌ5では、指向角が大きくなるにつれて明るさは減少する。
【0207】
発光素子２では、指向角に応じて波長帯域はシフトしない。この場合、照明光Ｌ1では、どの指向角の光であっても、波長帯域は同じである。よって、光学フィルター７に入射する光の波長帯域は、波長選択フィルター５に入射する光の波長帯域と同じである。
【0208】
これに対して、発光素子７０では、指向角に応じて波長帯域はシフトする。この場合、照明光Ｌ5では、各指向角で波長帯域が少しずつ異なる。よって、光学フィルター７２に入射する光の波長帯域は、波長選択フィルター７１に入射する光の波長帯域と異なる。
【0209】
発光素子７０では、照明光Ｌ5cが波長選択フィルター７１に入射し、照明光Ｌ5pが光学フィルター７２に入射する。照明光Ｌ5pの波長帯域は、照明光Ｌ5cの波長帯域と異なる。
【0210】
波長選択フィルター７１から部分帯域光Ｌ5c’が出射する。光学フィルター７２から、検出光Ｌ5p’が出射する。光センサ６では、検出光Ｌ5p’が検出される。
【0211】
図１１は、照明光の波長帯域、波長選択フィルターの特性、及び光学フィルターの特性を示す図である。図１１（ａ）は、指向角が小さい光の波長帯域を示す図である。図１１（ｂ）は、指向角が大きい光の波長帯域を示す図である。図１１（ｃ）は、指向角が小さい光の波長帯域と波長選択フィルターの特性と示す図である。図１１（ｄ）と図１１（ｅ）は、指向角が大きい光の波長帯域と光学フィルターの特性を示す図である。
【0212】
図１１（ａ）には、照明光Ｌ5cの波長帯域が示されている。図１１（ｂ）には、照明光Ｌ5pの波長帯域が示されている。横軸は、波長を示している。縦軸は、光量を示している。照明光Ｌ5cの光量と照明光Ｌ5pの光量は異なる。図１１（ａ）と図１１（ｂ）では、光量は１で規格化されている。
【0213】
発光素子７０では、指向角が大きくなるほど、照明光の波長帯域は長波長側にシフトする。よって、照明光Ｌ5pの波長帯域は、照明光Ｌ5cの波長帯域よりも長波長側に位置している。
【0214】
波長λg1から波長λg2までが、照明光Ｌ5cの波長帯域である。波長λh1から波長λh2までが、照明光Ｌ5pの波長帯域である。波長λh1は波長λg1よりも長波長側に位置している。波長λh2は波長λg2よりも長波長側に位置している。
【0215】
図１１（ｃ）には、照明光Ｌ5cの波長帯域が実線で示されている。また、波長選択フィルター７１の波長選択特性が破線で示されている。横軸は、波長を示している。縦軸は、光量又は透過率を示している。
【0216】
波長選択フィルター７１は、図１１（ｃ）に示すように、波長λiより短い光を透過する特性を有する。波長λiより短波長側が、透過帯域ΔiTの波長帯域である。部分帯域光Ｌ5c’の波長帯域は、透過帯域ΔiTに含まれている。よって、図１０（ｂ）に示すように、部分帯域光Ｌ5c’が波長選択フィルター７１から出射する。
【0217】
第１発光モードでは、光センサ６から出力された信号に基づいて、発光素子７０における光量を調整することができる。光センサ６で検出される光は、検出光Ｌ5p’である。
【0218】
検出光Ｌ5p’の波長帯域は、光学フィルター７２の波長選択特性に応じて異なる。光学フィルター７２が第１の波長選択特性を持つ場合と、光学フィルター７２が第２の波長選択特性を持つ場合について説明する。
【0219】
図１１（ｄ）と図１１（ｅ）には、照明光Ｌ5pの波長帯域が実線で示されている。また、図１１（ｄ）には、第１の波長選択特性が一点鎖線で示されている。図１１（ｅ）には、第２の波長選択特性が一点鎖線で示されている。横軸は、波長を示している。縦軸は、光量又は透過率を示している。
【0220】
第１の波長選択特性は、波長選択フィルター７１の波長選択特性と同じである。図１１（ｄ）に示すように、波長λiより短波長側が、透過帯域である。波長λh1から波長λiまでが、検出光Ｌ5p’の波長帯域である。
【0221】
第２の波長選択特性は、波長選択フィルター７１の波長選択特性と異なる。第２の波長選択特性は、波長選択フィルター７１の波長選択特性が長波長側にシフトした波長選択特性である。図１１（ｅ）に示すように、波長λjより短波長側が、透過帯域である。波長λh1から波長λjまでが、検出光Ｌ5p’の波長帯域である。波長λjは、波長λiよりも長波長側に位置している。
【0222】
図１１（ｄ）と図１１（ｅ）を比較すると、特性曲線で囲まれた面積は、第１の波長選択特性の透過帯域と第２の波長選択特性の透過帯域とで異なる。第２の波長選択特性の透過帯域は、第１の波長選択特性の波長帯域よりも広い。よって、第２の波長選択特性における面積の方が、第１の波長選択特性における面積よりも大きい。
【0223】
第１差分を、波長選択フィルター７１の波長選択特性で囲まれた面積と第１の波長選択特性における面積との差とする。第２差分を、波長選択フィルター７１の波長選択特性で囲まれた面積と第２の波長選択特性における面積との差とする。上述のように、第２の波長選択特性における面積の方が、第１の波長選択特性における面積よりも大きい。よって、第２差分の方が、第１差分に比べて小さい。
【0224】
このように、第２の波長選択特性では、波長選択フィルター７１の波長選択特性で囲まれた面積に近い面積が得られる。よって、光学フィルター７２に第２の波長選択特性を持たせることで、発光素子２における光量を、高い精度で調整することができる。その結果、第１発光モードにおいて、より一層観察に適した照明光が得られる。
【0225】
光学フィルター７２の第２波長選択特性は、波長選択フィルター７１の波長選択特性を長波長側にシフトしたときの波長選択特性である。シフトの量は、第１方向の光路と第２方向の光路との角度に基づく。
【0226】
第１方向の光路は、発光素子７０から光センサ６に向かう光路である。第２方向の光路は、発光素子７０から波長選択フィルター７１に向かう光路である。図３（ａ）に示すように、波長選択フィルター５に向かう光路には、光学系１３が配置されている。発光素子７０から波長選択フィルター７１に向かう光路にも、光学系１３が配置されている。よって、第２方向の光路は、発光素子から光学系向かう光路としても良い。
【0227】
第１の波長選択特性に対する第２の波長選択特性のシフト量は、波長λjと波長λiとの差で表わされる。照明光Ｌ5cの波長帯域に対する照明光Ｌ5pの波長帯域のシフト量は、波長λh1と波長λgiとの差で表わされる。波長λjと波長λiとの差は、波長λh1と波長λgiとの差よりも小さい。よって、光学フィルター７２では、波長選択フィルター５の波長選択特性に対する波長選択特性のシフト量は、照明光における波長帯域のシフト量と異なる。
【0228】
【0229】
上述のように、発光素子７０では、指向角に応じて波長帯域はシフトする。よって、照明光Ｌ5cの波長帯域は、照明光Ｌ5pの波長帯域と異なる。複数の光センサを用いる場合、同じ波長帯域の光が届く領域に各光センサを配置することが好ましい。
【0230】
【0231】
第５の配置例では、照明光Ｌ5cは、レンズ５１に入射する。この場合、照明光Ｌ5cの領域内に、光センサ６と光センサ１４を配置することはできない。よって、光センサ６と光センサ１４は、照明光Ｌ5pの領域内に配置せざるを得ない。
【0232】
照明光Ｌ5pの領域内では、位置に関わらず、波長帯域はほぼ同じである。第５の配置例では、結果的に、光センサ６と光センサ１４はほぼ同じ波長帯域に配置される。
【0233】
照明光Ｌ5pの領域内に配置される光センサの数は限定されない。更に、光センサ８０を配置することができる。光センサ８０は、光学フィルター（不図示）と共に用いることができる。光学フィルターの波長選択特性は、光学フィルター６の光学特性や光学フィルター７２の光学特性と異なる。
【0234】
照明光Ｌ5pの領域の形状は円環で、円環の幅は狭いので、どの位置に光センサを配置しても、中心から光センサまでの距離は同じか、又は略同じである。
【0235】
第５の配置列では、光センサ６、光センサ１４、及び光センサ８０は、発光素子７０からの光を受光している。よって、光源装置は、一つの発光素子からの光を受光する複数の光センサを有する。発光素子７０の発光面の中心を中心Ｃ（不図示）とし、中心Ｃから光センサ６に向かう方向を第１方向、中心Ｃから光センサ１４に向かう方向を第２方向、中心Ｃから光センサ８０に向かう方向第３方向とする。第５配列では、第１方向、第２方向、及び第３方向、は互いに異なる。中心Ｃにおける法線を発光素子７０の光軸とすると、光軸と第１方向とのなす角度、光軸と第２方向とのなす角度、及び光軸と第３方向とのなす角度は、同じである。よって、発光素子が有する光軸に対し、同一の傾き角方向に複数のセンサが設置されている。
【0236】
【0237】
第６の配置例では、照明光Ｌ5cと照明光Ｌ5pは、レンズ５１から出射している。この場合、照明光Ｌ5cの領域と照明光Ｌ5pの領域を合わせた領域内に、光センサ６、光センサ１４、及び光センサ８０は、を配置することができる。
【0238】
第６の配置例では、光センサ６、光センサ１４、及び光センサ８０は、照明光Ｌ5cの領域内に配置されている。しかしながら、第５の配置例と同様に、これらの光センサは、照明光Ｌ5pの領域内に配置しても良い。
【0239】
図１２（ｂ）では、第５の配置例との比較のために、照明光Ｌ5cと照明光Ｌ5pの境界を図示している。しかしながら、第６の配置例では、照明光Ｌ5cと照明光Ｌ5pの境界は、実際には存在しない。よって、光センサ６、光センサ１４、及び光センサ８０は、は、照明光Ｌ5cと照明光Ｌ5pの境界に配置しても良い。
【0240】
照明光Ｌ5cの領域内では、位置に応じて、波長帯域が異なる。よって、照明光Ｌ5cの領域内では、中心から光センサまでの距離が同じになるように、各光センサを配置している。その結果、光センサ６、光センサ１４、光センサ８０及びは、ほぼ同じ波長帯域に配置される。
【0241】
指向角に応じて波長帯域がシフトしない場合、破線で示す位置に光センサ１４を配置することができる。
【0242】
本実施形態の内視鏡システムは、内視鏡と、ビデオプロセッサと、モニタと、上述の光源装置と、を有する。
【0243】
図１３は、本実施形態の内視鏡システムを示す図である。内視鏡システム９０は、内視鏡１００と、ビデオプロセッサ１１０と、モニタ１２０と、光源装置１３０と、を有する。
【0244】
内視鏡１００は、コネクタ１０１を介して光源装置１３０に接続されると共に、ケーブル１０２とコネクタ１０３を介してビデオプロセッサ１１０に接続される。
【0245】
内視鏡１００は、挿入部１０４を有する。挿入部１０４には、ライトガイド１０５、レンズ１０６、撮像ユニット１０７、及び信号線１０８が内蔵されている。
【0246】
ライトガイド１０５は、光源装置１３０で生成された照明光をレンズ１０６まで導光する。レンズ１０６から、照明光が出射する。
【0247】
撮像ユニット１０７は、対物光学系と、撮像素子と、を有する。撮像素子には、信号線１０８を介してビデオプロセッサ１１０から駆動信号が送信される。撮像素子は、対物光学系で形成された光学像から画像信号を生成する。画像信号は、信号線１０８を介してビデオプロセッサ１１０に出力される。
【0248】
ビデオプロセッサ１１０では、必要に応じて、画像信号に対して処理が行われる。画像信号は、ケーブル１１１を介してモニタ１２０に出力される。モニタ１２０では、画像信号に基づいて内視鏡画像が表示される。
【0249】
ビデオプロセッサ１１０は、内視鏡画像の明るさが目標の明るさとなるように、光源装置１３０を制御することができる。光源装置１３０を制御する情報は、ケーブル１１２を介して光源装置１３０に供給される。
【0250】
光源装置１３０は、複数の発光素子１４０と、複数の光センサ１５０と、複数のレンズ１６０と、合成光学系１７０と、駆動部１３１と、制御部１３２と、メモリ１３３と、を有する。
【0251】
複数の発光素子１４０は、発光素子１４１と、発光素子１４２と、発光素子１４３と、発光素子１４４と、を有する。
【0252】
発光素子１４１から、照明光ＬRが出射する。照明光ＬRは、赤色の光である。発光素子１４２から、照明光ＬGが出射する。照明光ＬGは、緑色の光である。発光素子１４３から、照明光ＬBが出射する。照明光ＬBは、青色の光である。発光素子１４４から、照明光ＬVが出射する。照明光ＬVは、紫色の光である。
【0253】
複数の光センサ１５０は、光センサ１５１と、光センサ１５２と、光センサ１５３と、光センサ１５４と、を有する。
【0254】
光センサ１５１は、照明光ＬRが届く位置に配置されている。光センサ１５２は、照明光ＬGが届く位置に配置されている。光センサ１５３は、照明光ＬBが届く位置に配置されている。光センサ１５４は、照明光ＬVが届く位置に配置されている。
【0255】
複数のレンズ１６０は、レンズ１６１と、レンズ１６２と、レンズ１６３と、レンズ１６４と、レンズ１６５と、を有する。
【0256】
照明光ＬRは、レンズ１６１に入射する。レンズ１６１は、照明光ＬRを平行光に変換する。照明光ＬGは、レンズ１６２に入射する。レンズ１６２は、照明光ＬGを平行光に変換する。照明光ＬBは、レンズ１６３に入射する。レンズ１６３は、照明光ＬBを平行光に変換する。照明光ＬVは、レンズ１６４に入射する。レンズ１６４は、照明光ＬVを平行光に変換する。
【0257】
照明光ＬR、照明光ＬG、照明光ＬB、及び照明光ＬVは、合成光学系１７０に入射する。合成光学系１７０は、ダイクロイックミラー１７１と、ダイクロイックミラー１７２と、ダイクロイックミラー１７３と、を有する。
【0258】
照明光ＬRと照明光ＬGは、ダイクロイックミラー１７１に入射する。ダイクロイックミラー１７１で、照明光ＬRと照明光ＬGが合成される。照明光ＬBは、ダイクロイックミラー１７２に入射する。ダイクロイックミラー１７２で、照明光ＬR、照明光ＬG、及び照明光ＬBが合成される。照明光ＬVは、ダイクロイックミラー１７３に入射する。ダイクロイックミラー１７２で、照明光ＬR、照明光ＬG、照明光ＬB、及び照明光ＬVが合成される。
【0259】
照明光ＬR、照明光ＬG、照明光ＬB、及び照明光ＬVは、回転部材１８０に到達する。回転部材１８０は、波長選択フィルター１８１と、平行平板１８２と、を有する。
【0260】
光路上に波長選択フィルター１８１が位置する場合、波長選択フィルター１８１から照明光ＬBと部分帯域光ＬV’が出射する（部分帯域ＬV’は不図示）。この場合、第１発光モードによる照明光、すなわち狭帯域光観察に適した照明光が得られる。
【0261】
光路上に平行平板１８１が位置する場合、平行平板１８１から照明光ＬR、照明光ＬG、照明光ＬB、及び照明光ＬVが出射する。この場合、第２発光モードによる照明光、すなわち通常観察に適した照明光が得られる。
【0262】
波長選択フィルター１８１から出射した光、又は平行平板１８１から出射した光は、レンズ１６５で集光される。集光位置には、ライトガイド１０５の端面が位置している。集光された光はライトガイド１０５に入射し、レンズ１０６まで導光される。レンズ１０６から出射した光で、物体が照明される。
【0263】
複数の発光素子１４０では、各々の発光素子が駆動部１３１に接続されている。駆動部１３１では、発光素子の点灯と消灯を行う。その結果、ＰＷＭ制御を行うことができる。ＰＷＭ制御を行うことで、発光素子における光量の調整が行われる。調整に関する情報は、メモリ１３３に記憶されている。
【0264】
内視鏡システム９０では、調整に関する情報を用いて、各発光素子における光量の調整が行われる。そのため、各発光素子における光量が変化した場合、調整を行うことで、理想カラーバランスを維持することができる。その結果、第１発光モードと第２発光モードにおいて、観察に適した照明光が得られる。
【産業上の利用可能性】
【0265】
以上のように、本発明は、発光素子における光量が変化しても理想カラーバランスを維持することができる光源装置、及び鮮明な画像が取得できる内視鏡システムに適している。
【符号の説明】
【0266】
１、１’ 光源装置
２、３ 発光素子
４ ダイクロイックミラー
５ 波長選択フィルター
６ 光センサ
７、８ 光学フィルター
１０、１０’、１０’’、１０’’’、１０’’’’ 光源装置
１１、１２ 発光素子
１３ 光学系
１４ 光センサ
１５ 回転部材
１６、１７、２０ ダイクロイックミラー
１８ 回転板
１９ 平行平板
２１、３０、３７、３８ 光学フィルター
３１、３４ 波長選択フィルター
３２ 発光素子
３３ ダイクロイックミラー
３５、３６ 光センサ
４０、５０ 光源装置
４１、４２、４３ 発光素子
４４、４５、４６ 光センサ
５１、５２、５３、５４ レンズ
６０ 平行平板
６１、６２ 光ファイバ
７０ 発光素子
７１ 波長選択フィルター
７２ 光学フィルター
８０ 光センサ
９０ 内視鏡システム
１００ 内視鏡
１０１、１０３ コネクタ
１０２、１１１、１１２ ケーブル
１０４ 挿入部
１０５ ライトガイド
１０６ レンズ
１０７ 撮像ユニット
１０８ 信号線
１１０ ビデオプロセッサ
１２０ モニタ
１３０ 光源装置
１３１ 駆動部
１３２ 制御部
１３３ メモリ
１４０ 複数の発光素子
１４１、１４２、１４３、１４４ 発光素子
１５０ 複数の光センサ
１５１、１５２、１５３、１５４ 光センサ
１６０ 複数のレンズ
１６１、１６２、１６３、１６４、１６５ レンズ
１７０ 合成光学系
１７１、１７２、１７３ ダイクロイックミラー
１８０ 回転部材
１８１ 波長選択フィルター
１８２ 平行平板
Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4、Ｌ5、Ｌ5c、Ｌ5p、ＬR、ＬG、ＬB、ＬV 照明光
ＯＰ1 第１光路
ＯＰ2 第２光路
ＯＰ3 第３光路
ΔabT、ΔcdT、ΔfT、ΔadT、ΔafT、ΔiT、ΔDT 透過帯域
ΔfR、ΔFR、ΔFDR 反射帯域
λa、λb、λc、λd、λe、λf、λg1、λg2、λh1、λh2、λi、λj 波長
Ｌ1’、Ｌ1T、Ｌ1R、Ｌ1T’、Ｌ5c’、Ｌ2R、Ｌ2R’ 部分帯域光
Ｌ1d、Ｌ1d’、Ｌ1d’’、Ｌ1d’’’、Ｌ5p’、Ｌ2d、Ｌ2d’ 検出光
２、３ 発光素子
４ ダイクロイックミラー
５ 波長選択フィルター
６ 光センサ
７、８ 光学フィルター
１０、１０’、１０’’、１０’’’、１０’’’’ 光源装置
１１、１２ 発光素子
１３ 光学系
１４ 光センサ
１５ 回転部材
１６、１７、２０ ダイクロイックミラー
１８ 回転板
１９ 平行平板
２１、３０、３７、３８ 光学フィルター
３１、３４ 波長選択フィルター
３２ 発光素子
３３ ダイクロイックミラー
３５、３６ 光センサ
４０、５０ 光源装置
４１、４２、４３ 発光素子
４４、４５、４６ 光センサ
５１、５２、５３、５４ レンズ
６０ 平行平板
６１、６２ 光ファイバ
７０ 発光素子
７１ 波長選択フィルター
７２ 光学フィルター
８０ 光センサ
９０ 内視鏡システム
１００ 内視鏡
１０１、１０３ コネクタ
１０２、１１１、１１２ ケーブル
１０４ 挿入部
１０５ ライトガイド
１０６ レンズ
１０７ 撮像ユニット
１０８ 信号線
１１０ ビデオプロセッサ
１２０ モニタ
１３０ 光源装置
１３１ 駆動部
１３２ 制御部
１３３ メモリ
１４０ 複数の発光素子
１４１、１４２、１４３、１４４ 発光素子
１５０ 複数の光センサ
１５１、１５２、１５３、１５４ 光センサ
１６０ 複数のレンズ
１６１、１６２、１６３、１６４、１６５ レンズ
１７０ 合成光学系
１７１、１７２、１７３ ダイクロイックミラー
１８０ 回転部材
１８１ 波長選択フィルター
１８２ 平行平板
Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4、Ｌ5、Ｌ5c、Ｌ5p、ＬR、ＬG、ＬB、ＬV 照明光
ＯＰ1 第１光路
ＯＰ2 第２光路
ＯＰ3 第３光路
ΔabT、ΔcdT、ΔfT、ΔadT、ΔafT、ΔiT、ΔDT 透過帯域
ΔfR、ΔFR、ΔFDR 反射帯域
λa、λb、λc、λd、λe、λf、λg1、λg2、λh1、λh2、λi、λj 波長
Ｌ1’、Ｌ1T、Ｌ1R、Ｌ1T’、Ｌ5c’、Ｌ2R、Ｌ2R’ 部分帯域光
Ｌ1d、Ｌ1d’、Ｌ1d’’、Ｌ1d’’’、Ｌ5p’、Ｌ2d、Ｌ2d’ 検出光
【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】