JPH0950705A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構成でありながら、好適な照明光が得
られる照明装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 光源４２で発生した光は反射鏡４１で反
射集光され、拡散板４３で拡散されたあと、ライトガイ
ド２１に入射し照明光として利用される。拡散板４３
は、擦りガラス等の光の拡散作用のある光学部材で構成
され、光源４２からの光を拡散するものであり、これに
よりモータ４６によりギア４７を回転駆動すると、スラ
イド筒４４に固着された拡散板４３が光軸方向に沿って
移動するようになっている。よって、これにより調光ス
イッチ３１を操作して照明光の調光を任意に変えること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観察又は撮影等に
用いられる照明装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の照明装置は、その光源としてフィ
ラメントを有したハロゲン電球等の白熱電球、又はキセ
ノン、メタルハライド等の放電ランプが用いられてい
る。

【０００３】ここで、光源として白熱電球を用いた照明
装置の調光は、フィラメントへの印加電流を制御するこ
とにより行われるものである。

【０００４】また、放電ランプを用いた照明装置の調光
は、幅の違う何種類かのメッシュ構造を有した遮蔽板に
より、光束を制限することにより行われるものが知られ
ている。

【０００５】また、上記のような照明装置は各種機器に
組み入れられ、その照明光が利用に供されるものであ
り、例えば顕微鏡等の照明光に利用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の照明装置では、以下のような問題が生じ
る。

【０００７】まず、光源に白熱電球を用いた場合には、
フィラメント像による影が、又、放電ランプを用いた場
合には、アークによる像の影が発生するので、照明光に
抜けやムラが生じる。

【０００８】さらに、白熱電球の電気的調光は、フィラ
メントの発熱量が変化するので、色温度の変化が生じ、
一定の色温度を持った照明光が得られない。

【０００９】また、放電ランプを用いた照明装置の場合
には、アークによる像の影の他に、調光に用いる遮蔽板
のメッシュにより光束を制限するので、さらに照明光に
ムラが生じる。

【００１０】また、遮蔽板による調光では色温度の変化
は生じないが、限られたメッシュ構造しか設けられない
ので、連続的な調光ができず段階的な調光しか行えな
い。

【００１１】さらに、例えば各種対象物の観察を行う顕
微鏡に用いられる照明装置では、照明光にムラや色温度
の変化等が生じ、観察に好適な照明光が得られないの
で、観察に際し観察者が煩わしさを感じることがある。

【００１２】そこで、本発明はこのような問題を解決す
るためになされたものであり、簡素な構成でありなが
ら、好適な照明光が得られる照明装置を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は以下の手段を有する。

【００１４】請求項１記載の照明装置は、対象物を照明
する光源と、この光源と前記対象物との間の集光光束部
分に、前記光源からの光を拡散する少なくとも一つの光
学部材とを備えたことを特徴とする。

【００１５】このような構成の照明装置によれば、光源
からの光は、少なくとも一つの光学部材により拡散した
後、対象物を照明する。

【００１６】請求項２記載の照明装置は、対象物を照明
する光源と、この光源と前記対象物との間の集光光束部
分に、単一もしくは群として負のパワーを持った光学部
材とを備えたことを特徴とする。

【００１７】このような構成の照明装置によれば、光源
からの光は、単一もしくは群として負のパワーを持った
光学部材により発散した後、対象物を照明する。

【００１８】請求項３記載の照明装置は、請求項１又は
２記載の光学部材を、光源と対象物との間の集光光束部
分で移動可能としたことを特徴とする。

【００１９】このような構成の照明装置によれば、光源
からの光は、光源と対象物との間の集光光束部分で移動
する光学部材により拡散又は発散した後、対象物を照明
する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して詳細に説明する。

【００２１】（第一の実施例）図１は本発明による照明
装置の一実施例を示す概略の断面図である。

【００２２】本装置２０は、図１に示すように、光源ボ
ックス４０内に、楕円形状をした反射鏡４１と、この反
射鏡４１の焦点位置近傍にその第一の先端部分２１ａが
接続されたライトガイド２１と、前記反射鏡４１のもう
１つの焦点位置に配置されたハロゲン電球等の光源４２
と、前記第一の先端部分２１ａと光源４２との間に配置
された拡散板４３とを具備した構成になっている。

【００２３】ここで、ライトガイド２１は、光ファイバ
ー等で構成され、第一の先端部分２１ａと第二の先端部
分２１ｂとを具備しているものである。

【００２４】前記拡散板４３は、擦りガラス等の光の拡
散作用のある光学部材で構成され、光源４２からの光の
集光光束部分に配置されて、光を拡散するものであり、
外周がねじ溝を有するスライド筒４４の内周に固着され
ている。

【００２５】スライド筒４４は、その内周の両端部分
が、取付筒４５の外周に遊嵌して取付けられていてい
る。

【００２６】また、スライド筒４４の外周部分は、モー
タ４６の原動軸に取付けられたギア４７と噛合するよう
に構成されていて、これによりモータ４６によりギア４
７を回転駆動すると、スライド筒４４に固着された拡散
板４３が光軸Ｌ方向（図１のＸ１、Ｘ２方向）に沿って
移動するようになっている。

【００２７】上記において、光源４２から出た光は、反
射鏡４１で反射集光され、拡散板４３で拡散されたあ
と、ライトガイド２１の第一の先端部分２１ａに入射
し、第二の先端部分２１ｂを経て、対象物を照明する各
種の照明光として利用に供されるものである。

【００２８】しかしながら、図１に示すように、光源４
２から出た光は、ライトガイド２１の開口の大きさ等で
決まる固有のＮＡ（開口数）内の光束しかライトガイド
２１に入射しないようになっている。

【００２９】従って、ライトガイド２１内に入射する光
束の量は、拡散板４３の位置により変化するものであ
り、例えば図２に示すように拡散板４３を光軸Ｌに沿っ
て光源４２に近付ける方向（Ｘ１方向）に移動すると、
多くの光束はライトガイド２１からは外れるよう拡散板
４３で拡散され、ライトガイド２１内に入る光束の割合
は低くなる。

【００３０】逆に、図３に示すように拡散板４３を光源
４２から離れる方向（Ｘ２方向）に移動すると、ライト
ガイド２１内に入る光束の割合は多くなる。

【００３１】よって、本装置においては、前記拡散板４
３を光軸Ｌ上で移動させることによって、ライトガイド
２１内に入射する光束の量を調節し、調光が可能となる
ものである。

【００３２】図４は、本装置の制御系を示すブロック図
である。

【００３３】本装置の制御系は、制御系全体を制御する
制御部３２に、電源スイッチ３０と、調光スイッチ３１
と、光源４２と、モータ４６とを各々接続した構成とな
っている。

【００３４】電源スイッチ３０は、オン、オフ操作が可
能なものであり、光源ボックス４０の外部に電気コード
等で制御系に電気的に接続されている。

【００３５】調光スイッチ３１は、例えばロータリース
イッチ等で構成され、例えば左右方向に連続的な回転操
作ができるものであり、電源スイッチ３０と同じく、電
気コード等で電気的に接続されたものである。

【００３６】制御部３２は、調光スイッチ３１の操作に
応じてモータ４６を回転駆動し、拡散板４３を光軸Ｌ上
で移動させ、調光が可能となるようモータ４６を制御す
るものである。

【００３７】尚、制御部３２は、光源ボックス４０内に
設けてもよいし、外部に電気コード等で電気的に接続し
てもよい。

【００３８】次に、上記のような構成において、本実施
例の動作を説明する。

【００３９】まず、操作者が本装置を使用するために、
電源スイッチ３０をオンにすると、光源４２が動作し、
光を発生する。

【００４０】光源４２で発生した光は反射鏡４１で反射
集光され、拡散板４３で拡散されたあと、ライトガイド
２１の第一の先端部分２１ａに入射し、さらに第二の先
端部分２１ｂを経て、対象物を照明する照明光となる。

【００４１】ここで、操作者が照明光が暗いと感じ、調
光スイッチ３１を例えば右方向に回転操作すると、制御
部３２はモータ４６を駆動して、拡散板４３を光源から
離れる方向に移動させる。

【００４２】また、逆に明るいと感じ、調光スイッチ３
１を例えば左方向に回転操作すると、制御部３２はモー
タ４６を駆動して、拡散板４３を光源に近付く方向に移
動させる。

【００４３】これにより、操作者は、調光スイッチ３１
を操作して照明光の調光を任意に変えることができる。

【００４４】このような、本実施例によれば、照明装置
２０内に移動可能な拡散板４３を設け、これにより調光
を行うので、ムラや抜けが少なく、色温度の変化のない
連続的な調光が可能となる。

【００４５】尚、本発明による照明装置は上記実施例に
限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形実施が可能
である。

【００４６】例えば上記実施例中において、光源４２
は、ハロゲン電球等の白熱電球に限らず、キセノン、メ
タルハライド等の放電ランプでもよい。

【００４７】また、拡散板４３の移動は、モータ４６に
よらず、手動操作によって行ってもよい。

【００４８】さらに、前記拡散板４３は、凹レンズ等の
単一もしくは群として負のパワーを持った光学部材（レ
ンズ系）で構成してもよい。

【００４９】但し、ここでレンズ系を使用した場合に
は、その拡散作用は、擦りガラス等の拡散板４３と比べ
て光をランダムに拡散する作用は少ない。

【００５０】従って、照明光の抜けやムラをさらに充分
に除きたい場合は、図５に示したように、レンズ系とし
ての凹レンズ７０の後ろに配置されたライトガイド２１
の第一の先端部分２１ａの光の入射面を光束に対して僅
かに傾けるよう構成することが望ましい。

【００５１】これにより、フィラメント又はアークの影
をライトガイド２１のＮＡ外に位置させることができる
ので、レンズ系７０を用いて、さらに好適な照明光を得
ることが可能となる。

【００５２】また、放電ランプを用いた照明装置におい
ては、幅の違う何種類かのメッシュ構造を有した遮蔽板
により、その調光を行うものがあるが、このような構成
の照明装置に対しても本発明は有効である。

【００５３】この遮蔽板を用いた照明装置に本発明を適
用する場合には、例えば図６に示したように、反射鏡８
０で反射集光された放電ランプ８１からの光束を、遮蔽
板８２のメッシュ構造部分により制限するようにし、さ
らに遮蔽板８２の後ろに拡散板４３を設けるようにすれ
ばよい。

【００５４】ここで、遮蔽板８２はモーター８３等によ
り回転するようになっていて、状況に応じて幅の違うメ
ッシュ構造部分を選択できるようになっているものであ
り、このメッシュ構造部分は、図７に示したように、例
えばステンレスメッシュ等で構成され、幅の粗いメッシ
ュ部８２ａと、幅の細かいメッシュ部８２ｂと、さらに
幅の細かいメッシュ部８２ｃと、メッシュ構造を有しな
いフルオープン状態の開口部８２ｄとを具備した構成と
なっている。

【００５５】また、拡散板４３は、この各メッシュ部８
２ａ、８２ｂ、８２ｃ及び開口部８２ｄの後ろに直接設
けられている。

【００５６】このような構成の照明装置において、反射
鏡８０で反射集光された放電ランプ８１からの光束は、
図８に示したように、例えばメッシュ部８２ａを通過す
ることによりムラＡが生じるが、その後ろに設けられた
拡散板４３により光が拡散されるので、そのムラＡを取
り除くことができる。

【００５７】尚、上記のように光を拡散するために、遮
蔽板８２に拡散板４３を直接取り付けた構造にしてもよ
いし、遮蔽板８２の後ろに拡散板４３又はレンズ系を一
定の間隔を設けて配置する構成としてもよい。

【００５８】これにより、反射鏡８０で反射集光された
放電ランプ８１からの光束が、遮蔽板８２のメッシュ構
造部分を通過することにより生じるムラＡを除くことが
できるので、従来の装置に簡素な構成を加えるだけで、
好適な照明光を得ることができる。

【００５９】（第二の実施例）次に、本発明による照明
装置を適用した例として顕微鏡を説明する。

【００６０】図９は、前記照明装置２０が組み込まれた
手術用の顕微鏡の一実施例を示す概略の外観図である。

【００６１】図９において、手術用顕微鏡１は、床面２
上を走行可能な支持体３と、この支持体３に取付けた支
柱４により支持された第１アーム５と、この第１アーム
５に取付けられた第２アーム６と、この第２アーム６に
取付けられたＸ−Ｙ駆動部７と、このＸ−Ｙ駆動部７に
取り付けられ、観察に供する対象物としての被検眼Ｅを
観察する観察光学系等を備えた顕微鏡本体８とを具備し
ている。

【００６２】また、さらに手術用顕微鏡１は、各電気
系、すなわち、前記Ｘ−Ｙ駆動部７、顕微鏡本体８の各
光学系等を操作するためのフットスイッチ５０を具備し
ている。

【００６３】ここで、前記第１アーム５の内部には、被
検眼Ｅに照明光を照射するための照明装置２０が、ライ
トガイド２１の一端を接続して配置されている。

【００６４】前記支柱４には、照明装置２０を操作する
ための電源スイッチ３０と回転動作をする調光スイッチ
３１が配置されている。

【００６５】またここで、顕微鏡本体８は、全体として
筒状に形成された鏡筒９と、この鏡筒９の上部に取付け
た接眼鏡筒１１と、前記鏡筒９の側部に取り付けられ、
照明用光学系を有した照明光学部１０とを具備してい
る。

【００６６】ライトガイド２１の第二の先端部分２１ｂ
は、図１０に示すように、前記照明光学部１０に接続さ
れ、照明装置２０からの光を照明光学部１０の照明用光
学系の光路Ｃ１へと導くようになっている。

【００６７】照明用光学系は、ライトガイド２１に導か
れた光を集光する集光レンズ１２と、照明野を変える照
明用ズーム系１３と、この照明用ズーム系１３からの光
を被検眼Ｅに向けて屈折するプリズム１４とを具備し、
前記プリズム１４から屈折した光は、鏡筒９内の対物レ
ンズ１５を経て、被検眼Ｅを照明するようになってい
る。

【００６８】そしてさらに、被検眼Ｅを照明した光は、
顕微鏡本体８の観察光学系の光路Ｃ２、接眼鏡筒１１を
経て術者に至り、観察に供されるようになっている。

【００６９】次に、上記のような構成において、本実施
例の動作を手術用顕微鏡１に組み込まれた照明装置２０
の動作を中心に説明する。

【００７０】まず、術者（観察者）が、被検眼Ｅを観察
するために、照明装置２０を使用する場合には、支柱４
に取付けられた電源スイッチ３０をオンにする。

【００７１】電源スイッチ３０をオンにすると、光源４
２が動作し、光を発生する。

【００７２】光源４２で発生した光は反射鏡４１で反射
集光され、拡散板４３で拡散されたあと、ライトガイド
２１の第一の先端部分２１ａに入射し、さらに第二の先
端部分２１ｂから照明光学系を経て、被検眼Ｅを照明す
る。

【００７３】被検眼Ｅを照明した光は、顕微鏡本体８の
観察光学系の光路Ｃ２、接眼鏡筒１１を経て術者に至
り、これにより術者は被検眼Ｅを観察することができ
る。

【００７４】ここで、術者が観察中に照明光の調光を行
う場合には、調光スイッチ３１を回転操作する。

【００７５】術者により調光スイッチ３１が操作される
と制御部３２はモータ４６を駆動して、拡散板４３を調
光スイッチ３１の操作に応じて移動させる。

【００７６】これにより、術者は、調光スイッチ３１を
操作して照明光の調光を任意に変えることができる。

【００７７】このような、本実施例によれば、手術用顕
微鏡１に、移動可能な拡散板４３を有した照明装置２０
を組み込み、この照明装置２０からの光を照明光として
利用するので、これにより良好な照明光を得て患部の観
察が可能となり、術者の負担を軽減し快適な手術を行う
ことができる。

【００７８】尚、本発明は上記実施例に限定されず、そ
の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

【００７９】例えば、上述した構成を有する照明装置２
０は、上記のような手術用顕微鏡１に限らず照明系を有
する種々の顕微鏡や、液晶ディスプレイ等に用いる各種
照明系に対しても有効に適用可能であることはいうまで
もない。

【００８０】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、上述した
構成としたことにより、以下の効果を奏する。

【００８１】請求項１記載の発明によれば、光源からの
光は、少なくとも一つの光学部材により拡散した後、対
象物を照明するので、ムラや抜けの少ない好適な照明光
を得ることが可能となる。

【００８２】請求項２記載の発明によれば、単一もしく
は群として負のパワーを持った光学部材で光源からの光
を発散するので、拡散板を用いずにムラの少ない好適な
照明光を得ることが可能となる。

【００８３】請求項３記載の記載の発明によれば、光の
拡散又は発散作用のある光学部材を移動可能としたの
で、光源に白熱電球を用いても色温度の変化がない調光
が行え、さらに放電ランプを用いた連続的な調光が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】照明装置の概略の断面図

【図２】照明装置による調光の説明図

【図３】照明装置による調光の説明図

【図４】照明装置の制御系を示すブロック図

【図５】レンズ系を用いた照明装置の説明図

【図６】放電ランプを用いた照明装置の説明図

【図７】遮蔽板の説明図

【図８】メッシュ部を通過する際の光束の説明図

【図９】照明装置が組み込まれた手術用顕微鏡の概略の
外観図

【図１０】顕微鏡本体の照明光学系の説明図

【符号の説明】

２１ ライトガイド ２０ 照明装置 ４０ 光源ボックス ４１ 反射鏡 ４２ 光源 ４３ 拡散板 ４６ モータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物を照明する光源と、 この光源と前記対象物との間の集光光束部分に、前記光
   源からの光を拡散する少なくとも一つの光学部材とを備
   えたことを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 対象物を照明する光源と、 この光源と前記対象物との間の集光光束部分に、単一も
   しくは群として負のパワーを持った光学部材とを備えた
   ことを特徴とする照明装置。
3. 【請求項３】 前記光学部材を、前記光源と前記対象物
   との間の集光光束部分で移動可能としたことを特徴とす
   る請求項１又は２記載の照明装置。