CN104981199B - 光源装置 - Google Patents

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Abstract

一种光源装置,用来将拍摄部所拍摄的对象物照明,上述拍摄部包含可检测的波段即波长灵敏度区域相互不同的N种光检测构件,该光源装置具备光源部(120)、***部(180)、照明光射出部(190)和导光部件(162、166)。光源部射出峰值波长相互不同的M个窄带光,该M个窄带光的上述峰值波长彼此的差是有效波长间隔以上。***部构成为被***存在上述对象物的物体的内部空间。照明光射出部设于上述***部,射出基于被导光来的光的照明光。导光部件将从上述光源部射出的上述窄带光导光到上述照明光射出部。

Description

光源装置
技术领域
本发明涉及光源装置,特别涉及用来将由拍摄部拍摄的对象物照明的光源装置。
背景技术
一般周知有将小型光源与光纤组合的所谓光纤光源。这样的光纤光源适合于将较细的构造物内照明。作为利用这样的采用光纤的光源装置的例子,在日本特开平10-286235号公报中,公开了在内窥镜中搭载有将射出红(R)、绿(G)、蓝(B)3色激光的激光光源、光纤、扩散板及照度分布调整滤光器组合的光源装置的例子。由于光纤将激光以较高的效率导光,所以根据这样的激光光源与光纤的组合,能够实现高效率且明亮的光源装置。
在日本特开平10-286235号公报的光源装置中,使用将波长441.6nm的蓝色激光、波长537.8nm的绿色激光及波长636.0nm的红色激光同时射出的作为3原色(白色)激光光源的He-Cd激光光源、和将波长632.8nm的红色激光射出的He-Ne激光光源。从这些光源射出的激光被光导导光到内窥镜前端部,经由扩散板及照度分布调整滤光器向作为照明对象物的生物体照射。
通常在使用扩散的激光作为照明光的情况下,激光中不包含的波长的光的信息缺失。即,例如在作为红色而使用波长636.0nm的激光的情况下,已知在红色之中波长636.0nm的反射率和其以外的波长的反射率较大地不同的情况下,红色的颜色再现性变差。例如,在观察几乎不将波长为636.0nm附近的光反射、而将其以外的红色域的光良好地反射的物体的情况下,尽管实际上看起来为红色,但在用波长636.0nm的红色激光照明的情况下,有看起来较暗的情况。
所以,在上述日本特开平10-286235号公报中,为了使红色的颜色再现性提高,除了波长636.0nm的红色激光光源以外还使用波长632.8nm的红色激光光源。但是,这些光源射出的激光的波长差仅为3.2nm。如果波长差较小,则不怎么能够期待颜色再现性的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种用来进行颜色再现性良好的摄影的光源装置。
为了实现上述目的,根据本发明的一技术方案,一种光源装置,用来将拍摄部所拍摄的对象物照明,上述拍摄部包含可检测的波段即波长灵敏度区域相互不同的N种光检测构件,N是自然数,其特征在于,具备:光源部,射出峰值波长相互不同的M个窄带光,该M个窄带光的上述峰值波长彼此的差是有效波长间隔以上,M是比N大的自然数;***部,构成为被***存在上述对象物的物体的内部空间;照明光射出部,设于上述***部,射出基于被导光来的光的照明光;以及导光部件,将从上述光源部射出的上述窄带光导光到上述照明光射出部。
为了实现上述目的,根据本发明的一技术方案,一种光源装置,用来将拍摄部所拍摄的对象物照明,上述拍摄部包含可检测的波段即波长灵敏度区域相互不同的N种光检测构件,N是自然数,其特征在于,具备:光源部,具有波长范围相互不同的K个发光区域,以在各个上述发光区域中至少包含1个窄带光的峰值波长的方式射出多个上述窄带光,K是比N大的自然数;***部,构成为被***存在上述对象物的物体的内部空间;照明光射出部,设于上述***部,射出基于被导光来的光的照明光;以及导光部件,将从上述光源部射出的上述窄带光导光到上述照明光射出部。
根据本发明,由于射出峰值波长彼此的差是有效波长间隔以上的窄带光,所以能够提供一种用来进行颜色再现性良好的摄影的光源装置。
附图说明
图1是表示第1实施方式的光源拍摄装置的结构例的概略的框图。
图2是表示半导体激光光源的波长特性的一例的图。
图3是表示第1实施方式的光源拍摄装置的光合成器部的结构例的概略的图。
图4是表示第1实施方式的光源拍摄装置的光合成器部的结构例的概略的图。
图5是表示第1实施方式的光源拍摄装置的光射出部的结构例的概略的图。
图6是表示第1实施方式的光源拍摄装置的射出光的波长特性的一例的图。
图7是表示第1实施方式的光源拍摄装置的拍摄部中设置的滤光器的波长特性的一例的图。
图8是表示第1实施方式的光源拍摄装置的波长特性的一例的图。
图9A是表示在显色性评价中使用的试验色1的分光反射率的光谱的图。
图9B是表示在显色性评价中使用的试验色2的分光反射率的光谱的图。
图9C是表示在显色性评价中使用的试验色3的分光反射率的光谱的图。
图9D是表示在显色性评价中使用的试验色4的分光反射率的光谱的图。
图9E是表示在显色性评价中使用的试验色5的分光反射率的光谱的图。
图9F是表示在显色性评价中使用的试验色6的分光反射率的光谱的图。
图9G是表示在显色性评价中使用的试验色7的分光反射率的光谱的图。
图9H是表示在显色性评价中使用的试验色8的分光反射率的光谱的图。
图9I是表示在显色性评价中使用的试验色15的分光反射率的光谱的图。
图10是表示第1实施方式的变形例的光源拍摄装置的结构例的概略的框图。
图11是表示第1实施方式的变形例的光源拍摄装置的波长特性的一例的图。
图12是表示第2实施方式的光源拍摄装置的结构例的概略的框图。
图13是表示第3实施方式的光源拍摄装置的结构例的概略的框图。
图14是表示第3实施方式的第1变形例的光源拍摄装置的结构例的概略的框图。
图15是表示第3实施方式的第2变形例的光源拍摄装置的结构例的概略的框图。
图16是表示第4实施方式的光源拍摄装置的波长特性的一例的图。
图17是表示第4实施方式的变形例的光源拍摄装置的波长特性的一例的图。
图18是表示第4实施方式的变形例的光源拍摄装置的波长特性的一例的图。
图19是表示各实施方式的变形例的光源装置的结构例的概略的框图。
具体实施方式
[第1实施方式]
参照附图对本发明的第1实施方式进行说明。本实施方式关于光源拍摄装置100,其包括光源装置和拍摄被该光源装置照明的观察对象物的拍摄装置。在图1中表示本实施方式的光源拍摄装置100的结构例的概略。如图1所示,光源拍摄装置100具备主体部110和***部180。
在主体部110中设有光源部120,该光源部120包括第1半导体激光光源(LD)121、第2半导体激光光源122、第3半导体激光光源123和第4半导体激光光源124。这4台半导体激光光源的射出光的波长相互不同。在主体部110中,设有驱动第1半导体激光光源121的第1驱动电路131、驱动第2半导体激光光源122的第2驱动电路132、驱动第3半导体激光光源123的第3驱动电路133和驱动第4半导体激光光源124的第4驱动电路134。这些第1至第4驱动电路和第1至第4半导体激光光源分别通过电气配线129连接。
主体部110还具有控制部141、光源控制电路142、图像处理电路144、输入部146、显示部147、记录部148和光合成器部150。控制部141分别与光源控制电路142、图像处理电路144、输入部146、显示部147及记录部148连接,控制各部的动作。
光源控制电路142和第1至第4驱动电路经由控制信号线139连接。光源控制电路142控制第1至第4半导体激光光源的各自的点亮及熄灭、从第1至第4半导体激光光源分别射出的激光的光量等。从第1至第4半导体激光光源射出的激光分别被入射侧光纤162向光合成器部150引导。光合成器部150将被引导来的各激光合波,使合波后的光向1条出射侧光纤166入射。
***部180呈细长形状,其一端连接到主体部110。将与该主体部110连接的一侧的一端称作基端侧,将另一端称作前端侧。在***部180的前端,设有光射出部190和拍摄部184。此外,在***部180中,设有将从第1至第4半导体激光光源射出、并被光合成器部150合波而得到的激光向光射出部190导光的出射侧光纤166。光射出部190射出基于被出射侧光纤166引导来的激光的光。在图1中,图示了光射出部190设在***部180的前端面的情况,但光射出部190也可以设在***部180的圆周面。
拍摄部184包括拍摄元件。拍摄部184拍摄被从光射出部190射出的光照射的区域,取得图像信息。拍摄部184和主体部110的图像处理电路144通过图像信号线186连接。拍摄部184将拍摄出的图像信息向图像处理电路144输出。图像处理电路144对由拍摄部184取得的图像信息实施图像处理。图像处理电路144将进行图像处理后的图像信号向控制部141输出。
输入部146包括按钮、拨盘、滑块、键盘、鼠标等通常的输入机构,取得来自用户的指示。输入部146将所取得的信息向控制部141输出。显示部147包括例如液晶监视器等通常的显示设备,显示由图像处理电路144处理后的图像、及各种控制信息等。记录部148包括通常的记录介质,记录例如由图像处理电路144处理后的图像等。
另外,在图1中,控制信号线139、电气配线129、图像信号线186等分别用1条直线图示,但它们当然也可以具有多条线。此外,在图1中,对电源线缆等当然需要的结构进行了省略。
***部180具有细长的大致圆筒形状的外观,成为容易向观察对象物的内部空间***的形状。换言之。***部180成为容易将用通常的光源装置难以照明的具有狭窄入口的观察对象物的内部空间进行照明的形状。例如,如图1所示,作为观察对象物900的内部空间,可以考虑在狭窄入口的里侧稍稍扩大的空间等。室内照明及太阳光等外部光不易侵入到这样的空间的内部。特别是,当将***部180***时,狭窄入口进一步被***部180堵住,外部光几乎侵入不到内部。即,内部空间中的照明光的几乎全部只是从光射出部190射出的光,与该光相比,外部光几乎能够忽视。本实施方式的光源拍摄装置100适合于将与照明光相比外部光几乎能够忽视的空间内进行照明。
对第1至第4半导体激光光源(LD)详细叙述。半导体激光光源是通过使电流流过半导体元件而射出激光的固体光源装置。一般而言,作为半导体激光光源,从紫外光到红外光的射出各种各样的波长的光源都已实用化。半导体激光光源具有小型、节电等特长。高亮度化及波长多样化等半导体激光光源的开发正在盛行。
一般而言,激光是波长宽度非常窄的具有线状光谱的波长特性的光。在半导体激光的情况下,光谱线的宽度(光谱线宽)通常是几nm以下。在半导体激光光源中,存在从晶片的解理面射出光的端面发光型(条形激光)、从晶片的表面射出光的面发光型(垂直共振器型面发光激光;VCSEL)等。进而,以通过对半导体激光射出部组合非线性晶体而使振荡波长成为一半那样的2倍高次谐波型(SHG半导体激光器)等为代表的、复合型半导体激光光源等也已实用化。
在本实施方式中,使用以下所示的4台半导体激光光源。即,第1半导体激光光源121是射出波长450nm的蓝色激光的多模半导体激光光源。第2半导体激光光源122是射出波长520nm的蓝绿色激光的多模半导体激光光源。第3半导体激光光源123是射出波长590nm的橙色激光的多模SHG半导体激光光源。第4半导体激光光源124是射出波长650nm的红色激光的多模半导体激光光源。
各半导体激光光源都是多模激光器。例如如图2所示,多模半导体激光光源进行多个波长的激光振荡,其波长从最短到最长包含在几nm左右的波段中。图2表示以波长约450nm发光的多模半导体激光光源的发光光谱的一例。该发光光谱具有几十条线状光谱成分,各线状光谱的强度比率及线状光谱的数量与时间一起变化。发光光谱的波长区域的宽度具有1nm左右的宽度。在使用具有这样的光谱的多模激光作为窄带光的情况下,在本实施方式中,将作为窄带光的峰值波长λnb定义为光强度最高的波长。在本实施方式中,第1半导体激光光源121的峰值波长λnb1是450nm。同样,第2半导体激光光源122的峰值波长λnb2是520nm,第3半导体激光光源123的峰值波长λnb3是590nm,第4半导体激光光源124的峰值波长λnb4是650nm。
在本实施方式中,将第1半导体激光光源121的激光光谱与第2半导体激光光源122的激光光谱之间、第2半导体激光光源122的激光光谱与第3半导体激光光源123的激光光谱之间、以及第3半导体激光光源123的激光光谱与第4半导体激光光源124的激光光谱之间的、不包含激光的区域定义为波长缺失区域。在本实施方式中,各激光的光谱成分具有的1nm以下的宽度是与作为波长缺失区域的宽度的几十nm相比能够忽视的范围。因而,可以将各峰值波长间的距离看作波长缺失区域的宽度。在本实施方式中,第1半导体激光光源121与第2半导体激光光源122之间的波长缺失区域的宽度是70nm,第2半导体激光光源122与第3半导体激光光源123之间的波长缺失区域的宽度是70nm,第3半导体激光光源123与第4半导体激光光源124之间的波长缺失区域的宽度是60nm。
有关本实施方式的波长缺失区域的宽度,与上述的日本特开平10-286235号公报的情况相比,窄30至40nm左右。即,在本实施方式的情况及日本特开平10-286235号公报的情况下都使用4条激光光源,但本实施方式的情况下将波长缺失区域设定得更窄。
对第1至第4驱动电路详细说明。第1至第4驱动电路分别对第1至第4半导体激光光源施加适当的电流。第1至第4驱动电路基于从光源控制电路142经由控制信号线139输入的控制信号,调整向第1至第4半导体激光光源施加的电流。第1至第4驱动电路使第1至第4半导体激光光源发光、熄灭或脉冲发光等而控制第1至第4半导体激光光源的发光状态。此外,第1至第4驱动电路具有防止由于急剧的电流增加、或被施加规格外的电流或电压而第1至第4半导体激光光源被电气地破坏的功能。进而,第1至第4驱动电路具有通常的半导体激光器驱动电路具有的各种各样的功能。
对光源控制电路142详细叙述。光源控制电路142具有将第1至第4半导体激光光源关联控制或单独控制的功能。例如,在将第1至第4半导体激光光源组合的情况下,如果使各激光的光强度以相互大致相等的强度发光,则合波后的光成为大致白色光。此外,在想要根据照明的用途调整照明光的颜色的情况下,通过将第1至第4半导体激光光源的光量比适当地调整,能够使合波后的光成为各种各样的颜色的照明光。对于第1至第4半导体激光光源这4台激光光源,光源控制电路142能够在将激光的光强度之比维持为固定的状态下使全部的激光的光量同时增减。此外,能够仅使特定的激光的光量单独地增减、点亮/熄灭。
通过光源控制电路142的控制,例如,如果在第1至第4半导体激光光源的光量比被保持为固定的状态下光量增减,则照明光的颜色不变化,仅照明光的明亮度增减。此外,通过将第1至第4半导体激光光源的光量分别地调整,将照明光的颜色各种各样地调整。进而,如果第1至第4半导体激光光源全部同时闪烁,则照明光以希望的颜色闪烁,如果各激光光源以不同的定时依次闪烁,则照明光的颜色依次变化。光源控制电路142还可以构成为,能够根据用途而各种各样地控制第1至第4半导体激光光源。
对光纤详细说明。在本实施方式中,为了将激光从第1至第4半导体激光光源向光合成器部150导光、此外为了将激光从光合成器部150导光到光射出部190,使用光纤。作为这些光纤,可以利用已被实用化的各种各样的光纤。
在本实施方式中,作为光源而使用多模半导体激光光源。因此,为了将多模的激光有效率地入射及导光而使用多模型的光纤。作为多模型的光纤,芯径从几十到200μm左右的光纤是通常的。为了使从半导体激光光源射出的激光的入射光率提高,光纤的芯径优选较粗,另一方面,为了***部180的容易弯曲及细径化,光纤的芯径优选较细。因而,基于从光源射出的激光的扩展、将光源与光纤光学连接的连接部分的光学构造、***部180的粗细、光合成器部150的光学入出要件等,选择所使用的光纤。
在本实施方式中,对于将激光从设在主体部110中的光合成器部150导光到设在***部180中的光射出部190的出射侧光纤,使用芯径为50μm左右、包层径为125μm左右的光纤。对于光纤而言,除了芯径的差异以外具有各种各样的特性的光纤按照用途已被实用化。例如基于芯与包层的折射率差的数值孔径NA的大小、影响弯曲容易度及强度的包层径及其外侧的覆盖构造等,可以根据用途适当选择。
此外,光纤可以使用各种各样原料光纤。当然可以使用以往以来利用的玻璃芯/玻璃包层的光纤,也可以使用作为短距离光传送用而普及的塑料芯/塑料包层的光纤。进而,为了使芯与包层的折射率差较大,也可以使用将玻璃芯与塑料包层组合的复合型的光纤。在本实施方式中,基于所利用的光的强度及波长,选择光耐久性比较高的具有石英芯和玻璃包层的光纤。
对光合成器部150详细说明。光合成器部150包括具有将从多个入射端入射的光合波为从1个出射端出射的光的功能的光学元件。即,在光合成器部150中,可以利用能够将从多个光源出射并分别被对应的光纤导光的激光耦合到一条光纤中的光学元件。在光合成器部150中,可以利用例如将正交棱镜和分色镜等组合的棱镜型的光学元件、或将多个直径较细的光纤的芯部与一条直径较粗的光纤的芯部连接的光纤型的光学元件等。
在图3中表示光纤型的光合成器部150的一例的概略。如该图所示,光合成器部150包括具有将多个光合波的功能的光合成器155。在光合成器155上,连接着第1入射侧连接光纤153-1的一端、第2入射侧连接光纤153-2的一端、第3入射侧连接光纤153-3的一端和第4入射侧连接光纤153-4的一端。在第1入射侧连接光纤153-1的另一端,设有将第1半导体激光光源121用的入射侧光纤162连接的第1连接器152-1。在第2入射侧连接光纤153-2的另一端,设有将第2半导体激光光源122用的入射侧光纤162连接的第2连接器152-2。在第3入射侧连接光纤153-3的另一端,设有将第3半导体激光光源123用的入射侧光纤162连接的第3连接器152-3。在第4入射侧连接光纤153-4的另一端,设有将第4半导体激光光源124用的入射侧光纤162连接的第4连接器152-4。此外,在光合成器155上,连接着出射侧连接光纤157的一端。在出射侧连接光纤157的另一端,设有将出射侧光纤166连接的出射侧连接器158。
在图4中表示光合成器155的连接部。图4是4入1出(入射端为4处,出射端为1处)的光合成器155的例子。第1入射侧连接光纤153-1、第2入射侧连接光纤153-2、第3入射侧连接光纤153-3及第4入射侧连接光纤153-4的各自的端面紧贴于出射侧连接光纤157的包层157-2所包围的芯157-1的端面,第1至第4入射侧连接光纤与出射侧连接光纤157光学地连接。另外,图4为用来容易理解的示意图,但实际上连接部附近被熔接或被粘接剂等固定,此外,连接部为了使机械强度提高而整体被罩等覆盖。
另外,图4所示的光合成器155成为出射侧连接光纤157的直径比第1至第4入射侧连接光纤的直径粗的结构。这样在入射侧和出射侧直径可以不同。此外,也可以在出射侧连接光纤157上设置平缓的锥部,将出射侧连接光纤157加工为使其朝向光的行进方向逐渐变细。
这里表示了4入1出的光合成器部150的例子,但并不限于此。根据用途,2入1出的光合成器及将许多输入侧的光纤与1条光纤耦合的多入1出的光合成器也已实用化,可以利用这样的各种各样的光合成器。此外,通过将多个光合成器串联地连接,入射端数可以根据目的来调整。例如,通过在2入1出的光合成器的一方的入射端连接其他2入1出的光合成器的射出端,作为整体能够构成3入1出的光合成器。同样,通过将各种各样的光合成器串联或并联地连接,能够构成各式各样的类型的光合成器。另外,应留意的是,一般在称为光合成器时,有意味着光合成器155、或意味着光合成器部150整体的情况。
对光射出部190详细说明。光射出部190将由出射侧光纤166引导的激光作为照明光射出。该激光是从第1至第4半导体激光光源射出并被光合成器部150引导到出射侧光纤166中的、波长相互不同的4个作为窄带光的激光。光射出部190将从第1至第4半导体激光光源射出的作为1次光的激光的光学特性根据照明用途而调整,作为照明光射出。
激光根据其放射角及每单位角度的光强度的不同而有对人体而言危险的情况。因此,光射出部190将射出的光的放射角扩大到安全的程度、或使发光点的大小较大。此外,由于作为激光的光学特征的干涉长度长、即相干性高,所以在激光被照射在散射面等上的情况下,发生随机性的亮点、所谓的斑点噪声。斑点噪声不仅给观察者带来闪变感等不适感,也成为观察对象物的细节观察的阻碍因素。因此,光射出部190使激光的相干性降低。进而,作为基于光纤的芯与包层的折射率差的指标的NA,与折射率同样具有波长依存性。从光纤的射出端射出的激光的放射角依存于该NA。因此,从光纤的射出端射出的激光的放射角具有波长依存性。这里,如果放射角按波长而不同,则在从光纤射出的光中,会发生同心圆状的颜色不匀。结果,颜色的观感根据照明对象物的位置而变化。因此,为了消除该按波长不同的放射角,光射出部190调整放射角及配光分布。
在图5中表示本实施方式的光射出部190的结构例。图5是表示穿过出射侧光纤166的中心轴的平面中的、光射出部190和出射侧光纤166的前端部的概略图。光射出部190具有设在出射侧光纤166的端部的具有圆锥台形状的贯通孔的保持件192。在保持件192的贯通孔的与连接着出射侧光纤166的一侧相反侧的开口部,设有以盖状安装的扩散板194。扩散板194可以利用在透明的树脂中分散有氧化铝等折射率比该树脂大的粒子的结构、或相反地分散有微细的气泡等折射率比该树脂小的构造体的结构、或在表面具有微细的凹凸的毛玻璃等、以及它们的复合体等。除此以外,还可以使用作为扩散板194而周知的各种各样的部件。另外,扩散板194如果被配置到距出射侧光纤166的端部较近的位置,则有可能通过激光的热而改变性质等。因此,扩散板194从出射侧光纤166的端部离开适当的距离而配置。
此外,在贯通孔的内面,设有反射镜196。此外,在被出射侧光纤166的端部和扩散板194和反射镜196包围的贯通孔的内部的腔体191中,填充有使从第1至第4半导体激光光源射出的激光透射的树脂。腔体191的填充也可以代替树脂而使用玻璃。出射侧光纤166和保持件192通过箍或套等未图示的部件组装,以保持光学的位置关系。
出射侧光纤166进行导光,从出射侧光纤166的射出端射出的激光向腔体191内的透明的树脂侵入,一边以与出射侧光纤166的NA、腔体191内的树脂的折射率、激光的波长等对应的扩展角扩展一边行进,向扩散板194入射。入射到扩散板194中的激光的一部分透过扩散板194而射出到外部,另一部分被向后方反射散射而行进。被向后方反射散射的激光被圆锥台形状的反射镜196反射,再次向前方行进,一部分射出到外部,另一部分再次被向后方射出。一边重复这一系列的动作一边入射到光射出部190中的作为1次光的激光成为被光射出部190调整了作为其光学特性的放射角、配光分布、相干性等得到的2次光。此外,关于发光点的大小,成为扩散板194的外表面的尺寸。即,发光点的大小在没有光射出部190的情况下是出射侧光纤166的芯部的尺寸,但在本实施方式中通过光射出部190而变大。
根据本实施方式,通过由光射出部190使从第1至第4半导体激光光源射出的激光的配光大致均匀,能够实现没有颜色不匀、安全、相干性也较低的良好的照明光。
在图6中表示从本实施方式的光射出部190射出的作为2次光的照明光的光谱的概略图。如该图所示,各激光的波长及强度比与从第1至第4半导体激光光源射出的激光的波长及强度比相比不较大地变化,具有大致相等的波长及强度比的4条窄带光作为照明光被射出。
另外,这里所示的光射出部190的结构是一例,可以使用各种各样的变形例。例如,为了使相干性充分变低而抑制斑点的发生,光射出部整体微小振动、或在光射出部的后级设置基于现有技术的其他的斑点对策用光学***等各种各样的变形是可实现的。同样,也可以设置两片以上扩散板、或在光射出部的后级设置其他扩散板。进而,为了将配光及放射角微调,也可以使用透镜等光学***。
对拍摄部184详细说明。设想光源拍摄装置100被***到观察对象物900的内部空间中、在与照明光的光量相比能够将自然光及室内光等外部光的光量忽视的环境中使用。因而,拍摄部184取得被从光射出部190朝向观察对象物900射出的照明光的反射光及散射光照射的观察对象物的图像。
拍摄部184能够对于红色区域(R区域)、绿色区域(G区域)、蓝色区域(B区域)这3个波长区域分别分离而独立地取得图像。即,拍摄部184具有检测R区域的R光检测构件、检测G区域的G光检测构件和检测B区域的B光检测构件这3种光检测构件。与广泛使用的通常的拍摄元件同样,在拍摄部184所设置的拍摄元件中,分别以矩阵状排列有许多R光检测构件、G光检测构件及B光检测构件。该排列例如遵循拜耳排列。
各光检测构件包括使各区域的光透过的滤光器和光检测元件。在图7中表示R光检测构件所设置的R滤光器的分光特性、G光检测构件所设置的G滤光器的分光特性、和B光检测构件所设置的B滤光器的分光特性。如图7所示,本实施方式的拍摄部184所设置的滤光器是通常的拍摄元件用的原色滤光器。R滤光器、G滤光器及B滤光器的各自的光透过率分别在规定的波长中具有峰值,透过率大致从其峰值逐渐下降。在哪个滤光器中,都几乎没有透过率为零的区域,哪个滤光器都在可视光的较大的区域中具有从百分之几到10%左右的透过率。另外,该从百分之几到10%左右的透过率在彩色图像的摄影中可以说是能够忽视的水平。另外,图7所示的波长特性是通常性的且是一例,如果在拍摄部184中使用其他特性的滤光器,也能够与之对应地按照以下的说明将例如光源部120等拍摄部184以外的结构适当变更。
在本实施方式中,将具有20%以上的透过率的波长区域定义为各光检测构件的灵敏度区域。即,如图8所示,B光检测构件的光灵敏度区域即B光灵敏度区域是400至525nm,G光检测构件的光灵敏度区域即G光灵敏度区域是470至625nm,R光检测构件的波长灵敏度区域即R光灵敏度区域是570nm至700nm。B光灵敏度区域和G光灵敏度区域在470至525nm中相重叠,将该区域称作BG灵敏度重叠区域。同样,G光灵敏度区域和R光灵敏度区域在570至625nm中相重叠,将该区域称作GR灵敏度重叠区域。BG灵敏度重叠区域中包含的波长的光被B光检测构件和G光检测构件双方以不能忽视的程度检测到。同样,GR灵敏度重叠区域中包含的波长的光被G光检测构件和R光检测构件双方以不能忽视的程度检测到。
在图8中表示本实施方式的各滤光器的每个波长的透过率和4个半导体激光光源的波长特性。如图8所示,在本实施方式中,从第2半导体激光光源(LD)122射出的波长520nm的蓝绿色激光包含在BG灵敏度重叠区域中,其反射光等被B光检测构件和G光检测构件双方检测到。此外,从第3半导体激光光源(LD)123射出的波长590nm的橙色激光包含在GR灵敏度重叠区域中,其反射光等被G光检测构件和R光检测构件双方检测到。换言之。B光检测构件是检测从第1半导体激光光源(LD)121输出的波长450nm的蓝色激光、和从第2半导体激光光源(LD)122输出的波长520nm的蓝绿色激光的多光检测构件。此外,G光检测构件是检测从第2半导体激光光源(LD)122输出的波长520nm的蓝绿色激光、和从第3半导体激光光源(LD)123输出的波长590nm的橙色激光的多光检测构件。此外,R光检测构件是检测从第3半导体激光光源(LD)123输出的波长590nm的橙色激光、和从第4半导体激光光源(LD)124输出的波长650nm的红色激光的多光检测构件。
另外,在上述的日本特开平10-286235号公报所记载的光源中使用的4个激光是441.6nm的蓝色激光、537.8nm的绿色激光、以及636.0nm和632.8nm的两个红色激光。在此情况下,441.6nm的蓝色激光仅被B光检测构件检测到,537.8nm的绿色激光仅被G光检测构件检测到,636.0nm及632.8nm的两个红色激光仅被R光检测构件检测到。
对于拍摄部184,经由未图示的电气配线供电,并进行拍摄开始/结束的指示。拍摄部184按照拍摄开始的指示开始拍摄,接收由观察对象物带来的照明光的反射、散射光。拍摄部184的各光检测构件将与各构件中设置的滤光器的波长特性相对应的信号作为图像信息,经由图像信号线186向图像处理电路144传送。
图像处理电路144基于接收到的图像信息实施适当的图像处理。图像处理电路144将图像处理后的信息向控制部141输出,以使显示部147显示图像、并使记录部148记录图像信息。
接着,对本实施方式的光源拍摄装置100的动作进行说明。例如基于从输入部146输入的用户的指示或由图像处理电路144处理后的图像的信息等,控制部141使光源控制电路142控制第1半导体激光光源121、第2半导体激光光源122、第3半导体激光光源123及第4半导体激光光源124的动作。即,光源控制电路142将使用从控制部141输入的信息计算出的控制信号,经由控制信号线139向第1驱动电路131、第2驱动电路132、第3驱动电路133及第4驱动电路134输出。
第1至第4驱动电路分别基于从光源控制电路142输入的控制信号,向第1至第4半导体激光光源供电,以使第1至第4半导体激光光源以光源控制电路142计算出的定时及光量动作。第1至第4半导体激光光源分别通过从第1至第4驱动电路输入的电力,射出固有的波长的激光。
从第1至第4半导体激光光源射出的波长相互不同的4个激光分别经由入射侧光纤162向光合成器部150入射。入射到光合成器部150中的波长不同的4个激光在光合成器部150中光学耦合,向一条出射侧光纤166入射。入射到出射侧光纤166中的4个激光被出射侧光纤166导光,向设在***部180的前端的光射出部190入射。光射出部190将被出射侧光纤166导光的激光如上述那样变换为作为扩散光的照明光。光射出部190将照明光朝向观察对象物900射出。
从光射出部190射出的照明光的特性可以通过由光源控制电路142决定的第1至第4半导体激光光源的各自的发光量及定时来调整。例如,光射出部190也能够以红、橙、蓝绿、蓝的顺序射出光。此外,光射出部190也能够使特定的组合的光以特定的定时发光。
从光射出部190射出的照明光具有以下那样的特征。照明光是窄带光,照明光的波长对应于蓝色、蓝绿色、橙色、红色。此外,照明光的配光分布为充分扩散的分布,照明光是相干性充分低的扩散光。进而,在以后的说明中,假设各色的激光被同时射出、各色的激光的强度相互相等。这样的照明光如果被照射到观察对象物900,则成为与观察对象物的分光反射率对应的反射散射光。该反射散射光中的朝向设在***部180的前端部的拍摄部184行进的成分向该拍摄部184入射。入射到拍摄部184中的反射散射光被拍摄部184作为图像信息检测到。
如图8所示,拍摄部184的B光检测构件检测基于从第1半导体激光光源(LD)121输出的波长450nm的蓝色激光的光、和基于从第2半导体激光光源(LD)122输出的波长520nm的蓝绿色激光的光。此外,拍摄部184的G光检测构件检测基于从第2半导体激光光源(LD)122输出的波长520nm的蓝绿色激光的光、和基于从第3半导体激光光源(LD)123输出的波长590nm的橙色激光的光。此外,拍摄部184的R光检测构件检测基于从第3半导体激光光源(LD)123输出的波长590nm的橙色激光的光、和基于从第4半导体激光光源(LD)124输出的波长650nm的红色激光的光。
在本实施方式中,从光射出部190射出的照明光中包含的4色的窄带光的强度为相互大致相等的强度。即,构成为,在观察对象物900的分光反射率为固定的情况下,由拍摄部184的各光检测构件检测的光量大致相等。因而,在分光反射率不固定的情况下,由拍摄部184的各光检测构件检测的光量成为与由各个光检测构件检测的窄带光λnb1至λnb4的波长下的分光反射率相对应的强度比。
入射到拍摄部184中的照明光的反射散射光被拍摄部184中包含的拍摄元件及电路变换为电信号。由拍摄部184生成的图像信号经由图像信号线186被向图像处理电路144传送。图像处理电路144也使用光源控制电路142的光控制的信息、窄带光的波长及强度的信息等,对从拍摄部184输入的图像信号进行图像处理,向控制部141输出。由图像处理电路144处理后的图像信号例如被显示到显示部147上或记录到记录部148中。
这里,对本实施方式的光源拍摄装置100的作为窄带光的激光的波长的选择方法进行说明。通常,作为将颜色再现性数值化的指标,使用平均显色指数Ra。平均显色指数由日本工业标准JIS Z 8726“光的显色性评价方法(光の演色性評価方法)”或国际照明委员会CIE No.13-2(1974)“Method of Measuring and Specifying Colour RenderingProperties of Light Sources”定义。在显色指数的评价中,使用分光反射率不同的15种试验色(颜色试样)。对这些试验色测量显色指数R1至R15。与显色指数R1至R8对应的试验色1至8是假定存在于自然界中的物体的颜色,与显色指数R9至R14对应的试验色9至14是色彩度比较高的颜色。此外,与显色指数R15对应的试验色15是假定日本人的皮肤的颜色。作为颜色再现性的指标而被最广泛使用的平均显色指数是显色指数R1至R8的平均值。
图9A至图9I分别表示试验色1至8及15的分光反射率的光谱。在图9A至图9I中,横轴表示波长,表示从紫外区域的350nm到红外区域的800nm。纵轴表示分光反射率。这里,所谓分光反射率,用于将当光照在物体上时反射的光的比例按波长表示为反射率(%)。如图9A至图9I所示,在任一个试验色中,如果着眼于通常的可视光区域即400至700nm的范围,则与波长对应的分光反射率的变化都是平滑的,在接近的波长中确认不到以台阶状变化的部分。例如,可以说,拍摄部184等光检测部越是能够正确地检测图9A至图9I所示那样的由波长带来的分光反射率的差异,由该光检测部带来的颜色再现性越高。
在可视光区域内分光反射率对应于波长而比较陡峭地变化的情况,是试验色8的610nm附近及试验色15的590nm附近。设分光反射率较大地变化的波长为陡峭波长λk。例如,在试验色8中陡峭波长λk=610nm(参照图9H),在试验色15中陡峭波长λk=590nm(参照图9I)。如果对各试验色的分光反射率的变化进行研究,则在试验色8的610nm附近及试验色15的590nm附近,分光反射率的变化率也是1%/nm左右。除了这两处以外,试验色1至8及15中的分光反射率的变化大致是0.5%/nm左右或其以下。
基于该分光反射率的变化研究颜色再现性。当拍摄部184能够检测出相差20%左右的分光反射率的差异时,可以认为所取得的图像的颜色再现性有意义地提高。当用激光那样的窄带光将观察对象物照明时,光检测部仅能够检测照明的波长的分光反射率。因而,为了检测相差20%左右的分光反射率的差异,需要用分光反射率相差20%左右的波长的光照明。
如图9A至图9I所示,如果分光反射率的变化是0.5%/nm左右,则为了用分光反射率相差20%左右的波长的光照明以使颜色再现性有意义地提高,两个基于窄带光的照明光的波长差需要为40nm左右以上。同样,如果分光反射率的变化是1%/nm左右,则为了使颜色再现性有意义地提高,两个窄带光的波长差需要为20nm左右以上。另一方面,在与如上述的拍摄部184那样具有多个分光特性不同的光检测构件的拍摄元件组合使用的光源装置中,优选的是在1个光检测构件的1个光灵敏度区域内包含这两个窄带光的波长。
这些波长差的指标可以根据光源装置的使用目的及作为窄带光的激光的数量等适当调整。但是,即使是使激光的数量充分多、将分光反射率的差异精度良好地检测那样的用途,在波长的差为10nm以下的情况下,也难以认为这些激光的波长差带来颜色再现性的有意义的提高。在将有限个激光组合的光源装置中,优选的是为了使颜色再现性提高而波长的差相差20nm左右以上,特别是如果相差40nm以上,则可以认为使颜色再现性有意义地提高。
进而,为了以最小的光源数使颜色再现性效率良好地提高,优选的是以将主要的观察对象物的分光反射率较大变化的陡峭波长λk夹着的方式,设定作为窄带光的激光波长。特别是,在与上述那样的具有分光特性不同的光检测构件的拍摄元件组合使用的光源装置中,优选的是,在1个光检测构件的1个光灵敏度区域内、并且以将观察对象物的分光反射率较大变化的陡峭波长λk夹着的方式,设定激光的波长。另外,当以将观察对象物的分光反射率较大变化的陡峭波长λk夹着的方式设定激光的波长时,有即使激光的波长差较小也使颜色再现性有意义地提高的情况。一般而言,优选的是将激光的波长差设定为40nm以上,但在夹着陡峭波长λk设定的情况下,有即使该波长差是20nm或10nm左右、颜色再现性也有意义地提高的情况。
参照图9A至图9I,在将光源拍摄装置100设定为具有通用性的情况下,通过在1个光检测构件的1个光灵敏度区域内、并且以夹着陡峭波长λk=600nm的方式设定激光的波长,能够期待作为颜色再现性的指标的显色指数的提高。此外,在用途限定的情况下,例如在观察日本人的皮肤的颜色的情况下,通过在1个光检测构件的1个光灵敏度区域内、并且以夹着陡峭波长λk=590nm的方式设定激光的波长,能够期待作为颜色再现性的指标的显色指数的提高。此外,在其他限定性的用途的情况下,通过使用测量观察对象物的分光反射率而取得的陡峭波长λk设定激光的波长,能够期待作为颜色再现性的指标的显色指数的提高。
这样,通过设置两个激光光源,当与激光光源是1个的情况相比有意义地将颜色再现性提高时,称作这两个激光的波长“在波长上离散”。这样,将在波长上离散的两个激光的波长差称作有效波长间隔。
此外,能够发出许多激光的光源装置的颜色再现性较高是显然的。即,如果例如能够在可视光区域中每隔几nm排列100以上的激光,则颜色再现性就会相当程度地变高。但是,通常流通的激光光源射出的光的波长限于特定的值,将其以外的波长射出的激光光源不能获得,或者即使能够获得也较昂贵。进而,如果使用许多激光光源,则在装置整体中,可能发生高成本化、高耗电化、大型化等各种各样的问题。因而,激光光源的个数优选的是尽可能少。
鉴于上述那样的情况,在本实施方式中,将激光光源的数量决定为被认为是为了得到希望的颜色再现性而最低限度需要的4个。此外,这4个激光光源中的3个激光光源从通常流通的半导体激光光源中选择。以下表示本实施方式中的激光光源的波长选择基准。
(1)激光的波长数设为被认为是为了得到规定的颜色再现性而最低限度需要的4。
(2)如图8所示,拍摄部184的R光灵敏度区域、G光灵敏度区域及B光灵敏度区域分别包括至少1个、优选的是两个以上的激光光源的波长。
(3)激光光源的波长差设为有效波长间隔以上且被认为在波长上离散的40nm以上。
(4)以夹着试验色1至8及15各自的分光反射率陡峭变化的陡峭波长λk设置两个激光的方式,决定激光的波长。
(5)设为通常流通的激光光源的波长。
基于以上,选择第1至第4半导体激光光源的波长。本实施方式的第1至第4半导体激光光源的波长如以下那样满足上述(1)至(5)。即,(1)激光的波长数是第1半导体激光光源121的蓝色激光、第2半导体激光光源122的蓝绿激光、第3半导体激光光源123的橙色激光、第4半导体激光光源124的红色激光这4个。
此外,(2)B光灵敏度区域包括第1半导体激光光源121及第2半导体激光光源122的波长,G光灵敏度区域包括第2半导体激光光源122及第3半导体激光光源123的波长,R光灵敏度区域包括第3半导体激光光源123及第4半导体激光光源124的波长。
此外,(3)第1半导体激光光源121及第2半导体激光光源122的波长差是70nm,第2半导体激光光源122及第3半导体激光光源123的波长差是70nm,第3半导体激光光源123及第4半导体激光光源124的波长差是60nm,每个波长差都是40nm以上。此外,当将可视光域设为400至700nm时,作为其一端的400nm与第1半导体激光光源121的波长的波长差是50nm,作为另一端的700nm与第4半导体激光光源124的波长的波长差是50nm,每个波长差都是40nm以上。即,对于第1半导体激光光源121的波长及第4半导体激光光源124的波长而言,选择与人具有视觉灵敏度的可视光区域的界限即400nm及700nm相差40nm以上、在颜色再现性这一点上有用的波长。
此外,(4)以夹着试验色8及15的分光反射率陡峭变化的陡峭波长λk=600nm的方式,设有590nm的橙色激光(第3半导体激光光源124)及650nm的红色激光(第4半导体激光光源124)。
此外,(5)第1至第4半导体激光光源在市场中流通,都能够容易地获得。
将B光灵敏度区域中的除了G光灵敏度区域以外的部分称作第1光灵敏度区域。将BG灵敏度重叠区域称作第2光灵敏度区域。将G光灵敏度区域中的除了B光灵敏度区域和R光灵敏度区域以外的部分称作第3光灵敏度区域。将GR灵敏度重叠区域称作第4光灵敏度区域。将R光灵敏度区域中的除了G光灵敏度区域以外的部分称作第5光灵敏度区域。
在本实施方式中,在考虑通用地使用的那样的颜色再现性的同时,还考虑使观察对象物为生物体等的应用。因此,比较重视红色的颜色再现性(试验色8、15)而设计。即,对应于第1光灵敏度区域而设有第1半导体激光光源121,对应于将第2光灵敏度区域与第3光灵敏度区域相加后的区域而设有第2半导体激光光源122,对应于第4光灵敏度区域而设有第3半导体激光光源123,对应于第5光灵敏度区域而设有第4半导体激光光源124。通过这样设置激光光源,能够提供在使通用的颜色再现性提高的同时、适合于向生物体的应用的光源装置。另外,相对于在第1、第4及第5光灵敏度区域中分别设有1个激光光源的情况,在第2及第3光灵敏度区域中合计仅设有1个激光光源,是在将生物体作为观察对象物的情况下、难以设想从蓝绿色到绿色域中的分光反射率的变化较大的情况、比较轻视蓝绿色到绿色域的颜色再现性并且重视激光光源的数量的最小化的结果。在也重视从蓝绿色到绿色域的颜色再现性的情况下,可以在第2及第3光灵敏度区域中分别设置1个激光光源。
另外,作为以往的通常的使用激光的光源装置,已知有对应于红、绿、蓝的3个波长区域而分别使用各1个激光的结构。此外,在日本特开平10-286235号公报所记载的光源装置中,除了从作为1个白色激光器的He-Cd激光光源射出的441.6nm(蓝)、537.8nm(绿)及636.0nm(红)的3个激光以外,作为第4个激光而组合了从He-Ne激光光源射出的632.8nm(红)的激光。这里,白色激光光源的红色光的波长即636.0nm与追加的He-Ne激光光源的红色光的波长即632.8nm的差是3.2nm。这与图2所示的通常的多模激光器的波长范围是1nm左右的情况相比,可以说是非常接近的值。换言之。636.0nm的激光和632.8nm的激光波长非常接近,不能说在波长上是离散的。因而,在日本特开平10-286235号公报所记载的现有技术的结构中,可以认为通过追加波长632.8nm的He-Ne激光器带来的使颜色再现性提高的效果很小。因而,可以认为,即使如日本特开平10-286235号公报所示那样使用波长仅相差几nm的多个激光,通过使用多个激光而带来的颜色再现性的提高程度也很小。即,即使使用在波长上不离散的范围内的多个激光,该光源装置的激光光源具有多个所带来的显色性的提高也很小。
如以上那样,根据本实施方式,在光源拍摄装置100中,拍摄部184具有R光灵敏度区域、G光灵敏度区域及B光灵敏度区域这3个光灵敏度区域,相对于此,4个半导体激光光源设置为,在R光灵敏度区域、G光灵敏度区域及B光灵敏度区域的各自中包含两个半导体激光光源的波长。此外,激光的波长差为40nm以上。此外,在R光灵敏度区域中,以夹着在试验色8及15中分光反射率较大变化的波长λk的方式设有两个激光。由于以上,根据本实施方式的光源拍摄装置100,尽管使用作为离散的窄带光的激光,也能够通过较少数量的激光光源得到充分的颜色再现性。
这样,例如,拍摄部184作为包含可检测的波段即波长灵敏度区域相互不同的N种(N是自然数)光检测构件的拍摄部发挥功能。例如,光源部120作为射出峰值波长相互不同的M个(M是比N大的自然数)窄带光的光源部发挥功能,该M个窄带光的上述峰值波长彼此的差是有效波长间隔以上。例如,***部180作为构成为向作为物体的内部空间的、上述对象物存在的上述内部空间***的***部发挥功能。例如,射出部190设在上述***部,作为将基于被导光的光的照明光射出的照明光射出部发挥功能。例如,入射侧光纤162、出射侧光纤166、光合成器部150等作为将从上述光源部射出的上述窄带光导光到上述照明光射出部的导光部件发挥功能。
[第1实施方式的变形例]
对第1实施方式的变形例进行说明。这里,对与第1实施方式的不同点进行说明,关于相同的部分赋予相同的标号而省略其说明。在第1实施方式中,为了使可视区域整体的颜色再现性提高,拍摄部184中包含的3个光检测构件即R光检测构件、G光检测构件及B光检测构件都为能够检测两个激光的结构。即,成为在R光灵敏度区域、G光灵敏度区域及B光灵敏度区域的任一个中都包含从两个激光光源射出的光的波长的结构。
相对于此,在本变形例中,具有适合于观察对象物的分光反射光谱从绿色域到红色域较高、从蓝色域到蓝绿色域较低的情况的激光光源的组合。作为这样的观察对象物,设想例如人的皮肤及胃的内壁等。另外,如上述那样,图9I表示日本人的标准的皮肤的分光反射率。此外,对于胃的内壁,与图9I所示相比,红色的反射率较高,蓝至蓝绿色的区域的分光反射率较低。对于这样的观察对象物,与第1实施方式不同,B光灵敏度区域中包含的激光的数量也可以是1个,所以更优选的是作为替代而配置G光灵敏度区域的更靠长波长侧中包含的激光。
因此,在本变形例中,如图10所示,在光源拍摄装置100的光源部120中,代替射出波长520nm的蓝紫色的光的第2半导体激光光源122而设有射出波长532nm的绿色的光的第5半导体激光光源125。此外,在光源拍摄装置100中,代替第2驱动电路132而设有与第5半导体激光光源125连接并向第5半导体激光光源125供给适当的电流量的第5驱动电路135。光源拍摄装置100的其他结构与第1实施方式的情况是同样的。
如图11所示,在本变形例中,B光灵敏度区域中包含的激光仅为从第1半导体激光光源121射出的450nm的蓝色激光。G光灵敏度区域中包含的激光为从第5半导体激光光源125射出的532nm的绿色激光和从第3半导体激光光源123射出的590nm的橙色激光这双色。R光灵敏度区域中包含的激光为从第3半导体激光光源123射出的590nm的橙色激光和从第4半导体激光光源124射出的650nm的红色激光这双色。即,在本变形例中,G光检测构件及R光检测构件是检测两个窄带光的多光检测构件,而B光检测构件是检测单一的窄带光的光检测构件。因此,如果使从第1半导体激光光源121、第5半导体激光光源125、第3半导体激光光源123及第4半导体激光光源124分别射出的激光的光量如参照图6说明的那样全部大致相等,则发生以下的问题。即,即使观察对象物的分光反射率不随着波长变化而固定,B检测构件检测的光量与G检测构件及R检测构件检测的光量相比也成为约一半。因此,在本变形例中,第1半导体激光光源121、第5半导体激光光源125、第3半导体激光光源123及第4半导体激光光源124的光量比被设定为2:1:1:1。
在本变形例中,如上述那样能够用于例如人的皮肤或胃的内壁等的生态观察。因此,在第1实施方式中,在上述第2光灵敏度区域中包含1个激光,在第3光灵敏度区域中1个激光都不包含,而在本变形例中,在第3光灵敏度区域中包含1个激光,在第2光灵敏度区域中1个激光都不包含。
根据本变形例,与第1实施方式相比,G光检测构件检测的光为更靠长波长侧(红色侧),所以与第1实施方式的情况相比,从绿到红色域的颜色再现性提高。进而,射出532nm的光的第5半导体激光光源125由于532nm的激光接近于纯绿色所以投影机等面向各种各样的用途高输出的商品正在流通。因此,第5半导体激光光源125能够便宜地获得。即,能够便宜地实现更高亮度的光源装置。作为这样的射出532nm的光的光源,通常是红外线的半导体激光光源与SHG元件组合的复合型半导体激光光源。
[第2实施方式]
对第2实施方式进行说明。这里,对与第1实施方式的不同点进行说明,关于相同的部分赋予相同的标号而省略其说明。在第1实施方式中,基于图9A至图9I所示的试验色1至8及15的分光反射率决定激光光源的波长的选择。这里,试验色1至8是设想了自然界颜色的颜色,试验色15是设想了日本人的皮肤颜色的颜色。相对于此,也有想要观察色彩度更高的颜色或更多彩的颜色的物体的希望。因此,在本实施方式中,表示对于与试验色1至8及15相比具有陡峭的分光反射率变化的颜色、以较少的激光光源数量有效率地使颜色再现性提高的光源拍摄装置100。这里,表示将具有在R光灵敏度区域即570nm到700nm的区域中有稍稍陡峭的光谱变化那样的分光反射率的物体作为观察对象的光源拍摄装置100。
在图12中表示本实施方式的光源拍摄装置100的结构例。在本实施方式中,在光源部120中包括第1半导体激光光源121、第2半导体激光光源122、第3半导体激光光源123、第6半导体激光光源126及第7半导体激光光源127这5个直接发光型或复合型的半导体激光光源。这里,第3半导体激光光源123、第6半导体激光光源126及第7半导体激光光源127这3个半导体激光光源射出包含在R光灵敏度区域(570至700nm)中的波长的激光。
如上述那样,增加激光光源的数量容易伴随着光源拍摄装置100的大型化及高成本化。因此,希望通过设置尽可能少的具有适当波长的激光光源来兼顾节省空间及低成本与高颜色再现性。因此,在本实施方式中,为了对R光灵敏度区域的宽度W(=700-570=130nm)有效率地配置3个波长而如以下这样。
一般而言,当设任意的自然数为q时,在将某个具有长度W的区域用q个点分割为具有均等的长度的区域的情况下,一个分割区域的长度是W/(q+1)。因而,在对具有宽度W的光灵敏度区域均等地配置q个窄带光的情况下也同样,可以通过配置为W/(q+1)来实现。在本实施方式中,由于在宽度130nm的R光灵敏度区域中配置3条窄带光,所以分割区域的宽度为130/4=32.5nm。因而,在计算上通过将3条窄带光的波长设为602.5nm、635nm、667.5nm,实现在R光灵敏度区域中最均等地配置3条窄带光。结果,对于具有各种各样的分光反射率的观察对象物,能够稳定地期待高颜色再现性。但是,对于窄带光的波长而言,在商业意义上不能够自由地选择任意的波长。即,特定的一些波长的激光光源容易获得,在成本上有利。进而,需要还考虑制造上的误差等来设定波长。因此,在本实施方式中,使窄带光的波长间隔为上述的32.5nm的一半即16.3nm以上,进而综合考虑颜色再现性、激光光源的获得容易性、成本来选择窄带光的波长。
以上,如果对波长的制约进行整理,则当设R、G、B等的各光检测构件的光灵敏度区域的实际有效的宽度即与拍摄元件组合的R、G、B等的各滤光器特性中透过率是20%以上的区域的宽度为W、设在该光灵敏度区域内包含峰值波长λnb的窄带光的数量为q(q是任意的自然数)时,在波长上相互相邻的窄带光的峰值波长λnb的间隔Δλ2用下述式(1)表示。
W/(2(q+1))≦Δλ2(1)
在本实施方式中,由于W=130nm,q=3,所以根据上述式(1),Δλ2为16.3nm以上。遵循这一点,在本实施方式中,包含在R光灵敏度区域中的第3半导体激光光源123、第6半导体激光光源126及第7半导体激光光源127如以下这样决定。即,第3半导体激光光源123是射出波长590nm的橙色激光的多模SHG半导体激光光源,第6半导体激光光源126是射出波长635nm的朱红色激光的多模半导体激光光源,第7半导体激光光源127是射出波长660nm的红色激光的多模半导体激光光源。
对于这些激光的波长间隔而言,第3半导体激光光源123射出的光的波长与第6半导体激光光源126射出的光的波长的差是45nm,第6半导体激光光源126射出的光的波长与第7半导体激光光源127射出的光的波长的差是25nm,都比Δλ2=16.3nm大。即,从第3半导体激光光源123射出的波长590nm的橙色激光、从第6半导体激光光源126射出的波长635nm的朱红色激光和从第7半导体激光光源127射出的波长660nm的红色激光是包含在相同的R光检测构件的光灵敏度区域中的构件窄带光组,相互的波长间隔具有符合式(1)的条件的Δλ2。
另外,本实施方式的射出包含在B光灵敏度区域及G光灵敏度区域中的波长的窄带光的光源可以是在第1实施方式中表示的第1半导体激光光源121及第2半导体激光光源122,也可以是在第1实施方式的变形例中表示的第1半导体激光光源121及第5半导体激光光源125。在本实施方式中,使用第1半导体激光光源121及第2半导体激光光源122。通过使用第1半导体激光光源121及第2半导体激光光源122,在B光灵敏度区域及G光灵敏度区域中也实现良好的颜色再现性。此外,通过使用第1半导体激光光源121及第5半导体激光光源125,对应于G光灵敏度区域而使用比较便宜且高输出的532nm的绿色激光,所以实现明亮且低成本的光源装置。
相对于在第1实施方式中使用4个半导体激光光源,在本实施方式中使用5个半导体激光光源。随之,在本实施方式中,与第1实施方式相比,将各部的结构适当变更。即,作为驱动电路,设有驱动第1半导体激光光源121的第1驱动电路131、驱动第2半导体激光光源122的第2驱动电路132、驱动第3半导体激光光源123的第3驱动电路133、驱动第6半导体激光光源126的第6驱动电路136和驱动第7半导体激光光源127的第7驱动电路137。此外,光合成器部150为5入1出的光合成器。其他结构与第1实施方式的情况是同样的。
本实施方式的光源拍摄装置100的动作与第1实施方式的光源拍摄装置100的动作是同样的。
根据本实施方式,特别是由于在R光检测构件的光灵敏度区域中以适当的波长间隔配置窄带光,所以能够提供在该灵敏度区域中的分光反射率不平坦的观察对象物的观察中确保了稳定且高颜色再现性的光源装置。此外,由于适当地设定了激光的个数、波长,所以能够提供在激光的供应性、成本、装置的尺寸方面也良好的光源装置。
[第2实施方式的变形例]
对第2实施方式的变形例进行说明。这里,对与第2实施方式的不同点进行说明,关于相同的部分赋予相同的标号而省略其说明。在第2实施方式中,对为了提高1个R光检测构件的光灵敏度区域中的颜色再现性而在R光灵敏度区域中包含多个窄带光的波长的情况下的波长的决定方法进行了说明。相对于此,在本变形例中,说明用来提高可视光区域整体的颜色再现性的波长决定方法。
可视光区域通常被称作400nm到700nm的范围。考虑在该区域内配置例如p个(p是任意的自然数)窄带光的情况。如上述那样,在某个宽度L的波长区域中等间隔地配置p个窄带光的情况下,它们的间隔为L/(p+1)。在设可视光区域的宽度L=300nm的情况下,各波长间隔用300/(p+1)求出。在第1实施方式的情况下,由于是p=4,所以波长间隔为300÷5=60nm。即,为了将4个光源以均匀的波长间隔配置,光源射出的光的波长应设为460nm、520nm、580nm、640nm。但是,如在第2实施方式的说明中叙述的那样,在波长的选择中,需要考虑激光的供应性、成本、制造上的误差等。换言之,与上述式(1)的情况同样,通过使波长间隔为L/(p+1)的一半以上,能够实现兼顾颜色再现性和激光的供应性、成本等的光源结构。
即,设可视光区域的宽度为L,设窄带光的波长差的最小值为Δλ。这里,将可视光区域中包含的全部的窄带光统称作全窄带光组。此时,关于属于全窄带光组的窄带光,通过满足下述式(2),能够兼顾颜色再现性、和激光供应性及成本等制造上的课题的解决。
L/(2(P+1))≦Δλ(2)
这里,如果设L=300nm,p=4,则根据式(2),Δλ为30nm以上。在第1实施方式及第2实施方式中,都满足Δλ为30nm以上的条件。其他结构与第1实施方式或第2实施方式是同样的。
另外,在上述变形例中,以观察整个可视区域的情况为例进行了说明,但并不限于此。根据用途,也有将包括紫外区域、红外区域的区域作为观察对象的情况。此外,根据用途,也有仅将可视光区域的一部分区域作为观察对象的情况。在这些情况下,可以根据其用途适当变更区域宽度L。
[第3实施方式]
对第3实施方式的变形例进行说明。这里,对与第1实施方式的不同点进行说明,关于相同的部分赋予相同的标号而省略其说明。在图13中表示本实施方式的光源拍摄装置100的结构例。如该图所示,光源拍摄装置100具有第1光源控制电路142-1和第2光源控制电路142-2这两个光源控制电路。
第1光源控制电路142-1连接到驱动第1至第4半导体激光光源的第1至第4驱动电路。另一方面,第2光源控制电路142-2连接到驱动第8半导体激光光源128的第8驱动电路138。从第1至第4半导体激光光源射出的激光和从第8半导体激光光源128射出的激光这5个激光被向5入1出的光合成器部150引导,被该光合成器部150向1条出射侧光纤166引导,从光射出部190射出。第1光源控制电路142-1及第2光源控制电路142-2经由通信线相互连接。
由第1光源控制电路142-1、第1至第4驱动电路及第1至第4半导体激光光源等构成的部分与第1实施方式等相同。另一方面,相比第1实施方式及第2实施方式的情况,追加了第2光源控制电路142-2、第8驱动电路138和第8半导体激光光源128。第8半导体激光光源128是射出特殊的照明光的光源。该第8半导体激光光源128射出的照明光的波长及光量等可以根据目的而适当变更。即,第8半导体激光光源128的波长等并不限于在第1实施方式或第2实施方式中说明的用来提高颜色再现性的波长等,而设定为为了特定目的所需要的波长。即,第8半导体激光光源128是射出面向特定用途的独立窄带光的专用光源。这样,光源部120包括第1至第4半导体激光光源,独立光源部120I包括第8半导体激光光源128。
第8半导体激光光源128例如可用于使用将特定的波长区域的光吸收而发出与该波长区域不同波长的光的所谓荧光标记的观察、或观察将观察对象物含有的特定的波长区域的光有选择地吸收的物质的分布状况等的特殊光观察等。因此,对第8半导体激光光源128,可以使用例如射出波长为405nm的蓝紫色激光的半导体激光光源。此外,对拍摄部184,可以设置为了基于第1至第4半导体激光光源射出的照明光的图像拍摄、和使用第8半导体激光光源128射出的激光的特殊观察而共通地被利用的拍摄部184。在此情况下,可以使用在第1实施方式中说明的拍摄部184。此外,也可以是,对拍摄部184,为了基于第1至第4半导体激光光源射出的照明光的图像拍摄而使用在第1实施方式中说明的拍摄部184,另一方面,为了使用第8半导体激光光源128射出的激光的特殊观察而另外设置拍摄部。这里,以1个拍摄部184进行基于第1至第4半导体激光光源射出的照明光的图像拍摄、和使用第8半导体激光光源128射出的激光的特殊观察这双方的情况为例进行说明。
本实施方式的第1光源控制电路142-1、第1至第4驱动电路和第1至第4半导体激光光源的动作与第1及第2实施方式的情况是同样的。对第2光源控制电路142-2、第8驱动电路138和第8半导体激光光源128的动作进行说明。
在第2光源控制电路142-2的控制下,第8驱动电路138向第8半导体激光光源128供电,以使其以希望的光量及定时射出激光。被供电的第8半导体激光光源128射出波长为405nm的蓝紫色激光。射出的蓝紫色激光经由入射侧光纤162被向光合成器部150引导。光合成器部150使该激光向出射侧光纤166入射。激光被出射侧光纤166向光射出部190引导,在光射出部190被变换为特殊照明光。该特殊照明光被从光射出部190例如朝向观察对象物射出。
照射在观察对象物上的特殊照明光的一部分被观察对象物有选择地吸收或波长变换。来自观察对象物的反射光及荧光的一部分被拍摄部184接收。拍摄部184将被照射了特殊照明光的情况下的观察对象物的图像向图像处理电路144传递。图像处理电路144对传递来的图像信息实施适当的图像处理。控制部141使图像处理后的图像显示在显示部147上、记录在记录部148中。
第1光源控制电路142-1和第2光源控制电路142-2被直接或间接地连接,能够交换相互的有关光源控制的信息。在本实施方式中,能够将第1光源控制电路142-1控制的白色光等照明光、和第2光源控制电路142-2控制的特殊照明光交替地射出。通过这样的照明控制,能够将被白色光照明的观察图像和被特殊照明光照明的观察图像交替地拍摄。此外,通过第1光源控制电路142-1和第2光源控制电路142-2同时动作,能够取得被白色照明光照明的观察图像和被特殊照明光照明的观察图像这两种观察图像重合的图像。除此以外,通过根据目的而使白色光和特殊照明光独立地发光、熄灭,或调整发光的光量比,能够进行与目的对应的各种各样的观察。
作为第8半导体激光光源128的独立窄带光既可以仅作为特殊光使用,也可以作为用于白色光的照明光使用。即使第8半导体激光光源128的波长不符合上述的各种条件,从第8半导体激光光源128射出的光也只是提高显色性的效果较低,基本上不会带来使显色性下降等的不良影响。即,即使例如第8半导体激光光源128射出的光的波长与其他光源射出的光的波长的差较小、在波长上不离散,即使这两个窄带光使颜色再现性提高的效果较小,如果用这两个看作是1个窄带光,其自身也不会对颜色再现性带来不良影响。
根据本实施方式,本光源拍摄装置100不仅能够用于通常的观察,也能够用于与目的对应的基于特殊光谱的特殊光观察。此时,不需要对光源拍摄装置100加以大的变更。通过将白色用的光源和特殊光用的光源综合地控制,能够将白色光和特殊光以适当的定时连续或断续地照射。
另外,在本实施方式中,使在特殊光观察用的独立光源部120I中包含的光源为第8半导体激光光源128这1个,但并不限于此。根据目的可以设置两个以上的特殊光观察用的光源。此外,在本实施方式中,表示了设有第1光源控制电路142-1和第2光源控制电路142-2的结构,但也可以构成为,能够通过1个光源控制电路控制白色光用和特殊光用的光源。此外,在本实施方式中,表示了在1个主体部110中设有白色光用的光源和特殊光用的光源的例子,但它们也可以分别设在两个作为主体部的壳体中。
此外,还能够进行波长选择,以将构成白色光等通常观察光的多个窄带光中的一部分作为特殊观察光使用。此时,在其他波长的选择中,优选的是考虑上述各种各样的必要条件来选择波长。关于作为特殊照明光使用的1个或多个窄带光,以与其目的对应的波长选择为优先,所以能够根据该特殊照明光的波长将上述各种各样的波长的决定条件适当变更。
[第3实施方式的第1变形例]
对第3实施方式的第1变形例进行说明。这里,对与第3实施方式的不同点进行说明,关于相同的部分赋予相同的标号而省略其说明。在图14中表示本变形例的光源拍摄装置100的结构例的概略。在第3实施方式中,表示了从第1至第4半导体激光光源射出的通常照明光和从第8半导体激光光源128射出的特殊照明光被从相同的光射出部190射出的例子。相对于此,在本变形例中,如图14所示那样构成为,通常照明光被从第1光射出部190-1射出,特殊照明光被从第2光射出部190-2射出。
在本变形例中,由于特殊观察光是1个窄带光,所以如图14所示,第8半导体激光光源128和第2光射出部190-2不经由光合成器而直接以1条光纤165连接。在特殊观察光包含多个窄带光的情况下,也可以构成为,通过与通常照明光用的光合成器部150不同地设置的光合成器将该多个半导体激光光源合波后向第2光射出部190-2引导。
通过如本变形例那样构成光源拍摄装置100,光射出部的结构能够根据观察目的而适当地设计。例如,在通常照明光和特殊观察光中,根据目的而使扩展角不同、或基于相干性等使扩散程度不同等,能够对通常照明光和特殊观察光分别进行最适合的设计。
[第3实施方式的第2变形例]
对第3实施方式的第2变形例进行说明。这里,对与第3实施方式的第1变形例的不同点进行说明,关于相同的部分赋予相同的标号而省略其说明。在图15中表示本变形例的光源拍摄装置100的结构例。如该图所示,光源拍摄装置100的基本结构与参照图14说明的第3实施方式的第1变形例是同样的。本变形例与第1变形例的不同点在于,在主体部110的与***部180连接的部分的附近设有光耦合器168。光耦合器168是具有两个入射端和两个射出端的2入2出的光耦合器。光耦合器168具有将从两个入射端的某一方入射的光以预先设定的分割比分割、从两个射出端射出的功能。在本变形例中,该分割比是50:50,光耦合器具有将从两个入射端的某个入射的窄带光以相等的光量比分割并从两个射出端射出的功能。光耦合器168的两个入射端中的一方通过出射侧光纤166而与将从第1至第4半导体激光光源射出的窄带光合波的4入1出的光合成器部150的射出端光学连接。此外,光耦合器168的入射端的另一方通过光纤165而与第8半导体激光光源128的射出端光学连接。
在本变形例中,由光合成器部150合波后的从第1至第4半导体激光光源射出的窄带光被光耦合器168以50:50的比率分割,从光耦合器168的两个射出端射出。此外,从第8半导体激光光源128射出的窄带光同样被光耦合器168以50:50的比率分割并从光耦合器168的两个射出端射出。在光耦合器的两个射出端上分别连接着第1光纤169-1和第2光纤169-2。第1光纤169-1与第1光射出部190-1连接,第2光纤169-2与第2光射出部190-2连接。因而,如果使第1至第4半导体激光光源点亮,则经由光合成器部150、光耦合器168、第1及第2光纤,从第1光射出部190-1及第2光射出部190-2射出具有大致相等的光谱及光量的通常照明光。同样,如果使第8半导体激光光源128点亮,则经由光耦合器168、第1及第2光纤,从第1光射出部190-1及第2光射出部190-2射出具有大致相等的光谱及光量的特殊照明光。
通过如本变形例那样构成光源拍摄装置100,能够从设在***部180的前端部的两个光射出部射出具有大致相等的光谱及光量的通常照明光及特殊照明光,而且能够适当地控制通常照明光与特殊照明光的光量比,能够将通常照明光和特殊照明光自由地同时射出或仅射出一方。通过以由第1光射出部190-1和第2光射出部190-2夹着拍摄部184的方式进行配置等将它们适当地配置,在具有凹凸的观察对象物等的观察中不易形成影子,能够提供容易观察的光源装置。
[第4实施方式]
对第4实施方式进行说明。这里,对与第1实施方式的不同点进行说明,关于相同的部分赋予相同的标号而省略其说明。本实施方式的光源拍摄装置100的结构与参照图1说明的第1实施方式的光源拍摄装置100的结构是同样的。本实施方式中,从第1至第4半导体激光光源射出的激光的波长的组合的决定方法与第1至第3实施方式不同。
在第1至第3实施方式中,将光源射出的窄带光的波长基于窄带光的峰值波长λnb决定,以使颜色再现性提高。相对于此,在本实施方式中,将光源射出的窄带光的波长基于发光区域决定。发光区域是规定的波长范围,在其范围内包含至少1个峰值波长λnb的窄带光。也有在某个发光区域内包含多个窄带光的情况,在此情况下,两个窄带光的波长间隔没有特别限制,能够任意地设定。
在本实施方式中,拍摄部184的受光元件的光检测构件是3种,所以使发光区域数K(K为自然数)为4。在各发光区域中,分别各包含1个窄带光的峰值波长λnb。即,如图16所示,4个发光区域是B光灵敏度区域中的除了G光灵敏度区域以外的第1发光区域、G光灵敏度区域中的除了R光灵敏度区域以外的第2发光区域、G光灵敏度区域与R光灵敏度区域重叠的第3发光区域、和R光灵敏度区域中的除了G光灵敏度区域以外的第4发光区域。各个发光区域相互不具有重叠。这样,将发光区域根据并用的拍摄元件的光灵敏度特性决定。
第1发光区域包含峰值波长λnb=450nm的蓝色激光,第2发光区域包含峰值波长λnb=520nm的蓝绿色激光,第3发光区域包含峰值波长λnb=590nm的橙色激光,第4发光区域包含峰值波长λnb=650nm的红色激光。
在本实施方式中,B光波长灵敏度区域包括第1发光区域。G光灵敏度区域包括第2发光区域和第3发光区域。R光灵敏度区域包括第3发光区域和第4发光区域。即,在本实施方式中,G光检测构件和R光检测构件是包括两个以上的发光区域的多光区域检测构件。相反,第3发光区域包含在R光灵敏度区域和G光灵敏度区域中。
如上述那样,通过将相互不具有重叠的发光区域基于拍摄部的光检测构件的波长特性而比该光检测构件的种类数更多地配置,相比于设定了与拍摄部的光检测构件的种类相同数量的发光区域的情况,颜色再现性能够提高。
[第4实施方式的变形例]
对第4实施方式的变形例进行说明。这里,对与第4实施方式的不同点进行说明,关于相同的部分赋予相同的标号而省略其说明。在第4实施方式中,将发光区域仅根据拍摄部的光检测构件的光灵敏度特性设定。相对于此,在本变形例中,除了光检测构件的光灵敏度特性以外,还考虑观察对象物的分光反射率,在此基础上设定发光区域。
作为观察对象物的分光反射率,考虑在平均显色指数的评价中使用的试验色1至8和设想了日本人的皮肤的颜色的试验色15中的、分光反射率陡峭地变化的试验色8及15。如图17所示,在试验色8中分光反射率陡峭地变化的波长是590nm,在试验色15中分光反射率陡峭地变化的波长是610nm。因此,基于该情况,设为分光反射率陡峭地变化的波长λk=600nm,以夹着该波长λk的方式在低反射率侧和高反射率侧分别设定发光区域。通过这样设定,平均显色指数能够提高。
即,与第4实施方式同样,设第1发光区域为B光灵敏度区域中的除了G光灵敏度区域以外的区域,设第2发光区域为G光灵敏度区域中的除了R光灵敏度区域以外的区域,设第5发光区域为570至600nm,设第6发光区域为600至700nm。在这些发光区域中分别包含至少1个被射出的窄带光的波长。通过这样,能够构成平均显色指数较高的光源。
另外,也可以将设为600至700nm的第6发光区域如图18所示那样设为625至700nm的第7发光区域。在这些情况下,第5发光区域包含在R光灵敏度区域和G光灵敏度区域这双方中。通过上述变形例或使其进一步变形,能够考虑拍摄元件的显色性并且实现平均显色指数的提高。
以上,在本发明的各实施方式中,仅表示了作为射出窄带光的光源而使用与半导体激光光源及SHG元件等组合的复合型半导体激光光源的例子,但并不限于此。即,可以使用各种各样的固体激光器或气体激光器等。还可以使用SLD(超辐射发光二极管)或LED(发光二极管)等。
此外,在各实施方式中,以从1个光源仅射出1个窄带光的光源为例,但并不限于此。例如可以使用将441.6nm的蓝色激光、537.8nm的绿色激光和636.0nm的红色激光同时振荡的作为3原色(白色)激光光源的He-Cd激光光源等同时射出多个窄带光的光源。此时,在图1等所示的光源拍摄装置100中包含的半导体激光光源的数量与从光源拍摄装置100射出的窄带光的数量不同。
进而,各实施方式的光纤是多模的单线的光纤,但并不限于此。例如能够使用单模光纤。此外,能够使用阶跃折射率或渐变折射率的光纤、塑料光纤、具有塑料包层和玻璃芯的复合材料型的光纤等各种各样的光纤。此外,能够使用将这些光纤捆扎多个而得到的束状光纤、或通过使树脂基板或半导体基板上具有折射率分布而形成了导光路径的通常的膜型或板型的导波路径等。
另外,在上述各实施方式中,以包括光源装置和拍摄装置的光源拍摄装置100为例进行了说明,但并不限于此。也可以单独构成不具有拍摄部184及与其相关的结构的、图19所示那样的光源装置101。该光源装置可以与未图示的拍摄***及成像光纤(image fiber)等组合来用于观察。此外,在将对象物用肉眼观察的情况下也可以使用光源装置。即,根据本发明的光源装置,能够实现在解决激光的供应性及成本等制造上的课题的同时、在用肉眼观察的情况下也能得到高颜色再现性的光源装置。
各实施方式不过是一例,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种各样的组合或变形。

Claims (25)

1.一种光源装置,用来将拍摄部所拍摄的对象物照明,上述拍摄部包含可检测的波段即波长灵敏度区域相互不同的N种光检测构件,N是自然数,其特征在于,具备:
光源部,射出光,该光包含峰值波长相互不同的M个窄带光,该M个窄带光的上述峰值波长彼此的差是有效波长间隔以上,M是比N大的自然数;
***部,构成为被***存在上述对象物的物体的内部空间;
照明光射出部,设于上述***部,基于被导光来的包含上述窄带光的光而射出照明光;以及
导光部,将从上述光源部射出的包含上述窄带光的光导光到上述照明光射出部;
上述有效波长间隔是使颜色再现性提高的、在波长上离散的上述窄带光的峰值波长彼此的差,该有效波长间隔为40nm;
上述照明光包含上述窄带光的光学特性被调整后的光。
2.如权利要求1所述的光源装置,其特征在于,
在全部的上述波长灵敏度区域的各自中,包含多个上述窄带光的上述峰值波长中的至少1个;
在至少1个上述波长灵敏度区域中包含两个以上的上述峰值波长。
3.如权利要求1或2所述的光源装置,其特征在于,
上述拍摄部至少包含1组构成为具有灵敏度重叠区域的上述光检测构件,该灵敏度重叠区域是不同种类的上述光检测构件的各自的上述波长灵敏度区域重合的区域;
至少1个上述窄带光的上述峰值波长包含在上述灵敏度重叠区域中。
4.如权利要求1或2所述的光源装置,其特征在于,
上述N是3;
3种上述光检测构件包括:
B光检测构件,构成为检测蓝色波长灵敏度区域;
G光检测构件,构成为检测绿色波长灵敏度区域;以及
R光检测构件,构成为检测红色波长灵敏度区域。
5.如权利要求4所述的光源装置,其特征在于,
在上述R光检测构件的上述红色波长灵敏度区域中,包含两个以上的上述窄带光的上述峰值波长。
6.如权利要求2所述的光源装置,其特征在于,
在包含600nm的波长的上述波长灵敏度区域即红色波长灵敏度区域中,包含两个以上的上述峰值波长;
上述两个以上的上述峰值波长的至少1个是上述红色波长灵敏度区域内且比600nm长的波长;
上述两个以上的上述峰值波长的至少1个是上述红色波长灵敏度区域内且比600nm短的波长。
7.如权利要求2所述的光源装置,其特征在于,
包含有两个以上的上述峰值波长的上述波长灵敏度区域包括:上述对象物的分光反射率比规定值高的波长区域、及/或上述对象物的分光反射率的变化比规定值大的波长区域。
8.如权利要求1或2所述的光源装置,其特征在于,
当设全部的上述光检测构件的上述波长灵敏度区域的宽度为V时,
上述有效波长间隔Δλ满足
V/(2(M+1))≦Δλ。
9.如权利要求1或2所述的光源装置,其特征在于,
当设包含q个上述峰值波长的上述波长灵敏度区域的宽度为W时,
上述有效波长间隔Δλ满足
W/(2(q+1))≦Δλ,
q是2以上的自然数。
10.如权利要求1或2所述的光源装置,其特征在于,
上述M个窄带光的波长是当合波时成为白色光的波长的组合。
11.如权利要求1或2所述的光源装置,其特征在于,
上述光源部包括:半导体激光光源、及/或将半导体激光光源与光学元件组合的复合型半导体激光光源。
12.如权利要求1或2所述的光源装置,其特征在于,
上述光源部包括多个光源单元;
该光源装置还具备将上述光源单元的至少一部分相互独立地控制的光源控制电路。
13.如权利要求1或2所述的光源装置,其特征在于,
该光源装置还具备不论上述光源部射出的上述窄带光的波长如何都射出规定波长的独立窄带光的独立光源部。
14.如权利要求13所述的光源装置,其特征在于,
上述独立窄带光经由上述导光部被从上述照明光射出部射出。
15.如权利要求13所述的光源装置,其特征在于,
该光源装置还具备:
独立导光部,将上述独立窄带光导光到上述***部的前端部;以及
独立照明光射出部,设于上述前端部,射出被上述独立导光部导光来的上述独立窄带光。
16.一种光源装置,用来将拍摄部所拍摄的对象物照明,上述拍摄部包含可检测的波段即波长灵敏度区域相互不同的N种光检测构件,N是自然数,其特征在于,具备:
光源部,射出光,该光包含峰值波长相互不同的M个窄带光,该M个窄带光的上述峰值波长彼此的差是有效波长间隔以上,M是比N大的自然数;
***部,构成为被***存在上述对象物的物体的内部空间;
照明光射出部,设于上述***部,基于被导光来的包含上述窄带光的光而射出照明光;以及
导光部,将从上述光源部射出的包含上述窄带光的光导光到上述照明光射出部;
上述有效波长间隔是使颜色再现性提高的、在波长上离散的上述窄带光的峰值波长彼此的差,该有效波长间隔为40nm;
上述N是3;
3种上述光检测构件包括:
B光检测构件,构成为检测蓝色波长灵敏度区域;
G光检测构件,构成为检测绿色波长灵敏度区域;以及
R光检测构件,构成为检测红色波长灵敏度区域;
上述拍摄部构成为,包括:上述蓝色波长灵敏度区域与上述绿色波长灵敏度区域重合的第1灵敏度重叠区域、以及上述绿色波长灵敏度区域与上述红色波长灵敏度区域重合的第2灵敏度重叠区域;
当将上述蓝色波长灵敏度区域中的除了上述第1灵敏度重叠区域以外的区域作为第1光灵敏度区域、将上述绿色波长灵敏度区域中的除了上述第2灵敏度重叠区域以外的区域作为第2光灵敏度区域、将上述第2灵敏度重叠区域作为第3光灵敏度区域、将上述红色波长灵敏度区域中的除了上述第2灵敏度重叠区域以外的区域作为第4光灵敏度区域时,
上述M是4;
当将4个上述窄带光的上述峰值波长从短波长侧向长波长侧依次作为第1峰值波长、第2峰值波长、第3峰值波长及第4峰值波长时,
上述第1峰值波长包含在上述第1光灵敏度区域中,
上述第2峰值波长包含在上述第2光灵敏度区域中,
上述第3峰值波长包含在上述第3光灵敏度区域中,
上述第4峰值波长包含在上述第4光灵敏度区域中。
17.如权利要求16所述的光源装置,其特征在于,
上述第1峰值波长与上述第2峰值波长的差、上述第2峰值波长与上述第3峰值波长的差、以及上述第3峰值波长与上述第4峰值波长的差均为上述有效波长间隔以上。
18.如权利要求16所述的光源装置,其特征在于,
上述蓝色波长灵敏度区域是400nm至525nm的区域;
上述绿色波长灵敏度区域是470nm至625nm的区域;
上述红色波长灵敏度区域是570nm至700nm的区域。
19.一种光源装置,用来将拍摄部所拍摄的对象物照明,上述拍摄部包含可检测的波段即波长灵敏度区域相互不同的N种光检测构件,N是自然数,其特征在于,具备:
光源部,射出光,该光包含峰值波长相互不同的M个窄带光,该M个窄带光的上述峰值波长彼此的差是有效波长间隔以上,M是比N大的自然数;
***部,构成为被***存在上述对象物的物体的内部空间;
照明光射出部,设于上述***部,基于被导光来的包含上述窄带光的光而射出照明光;以及
导光部,将从上述光源部射出的包含上述窄带光的光导光到上述照明光射出部;
上述有效波长间隔是使颜色再现性提高的、在波长上离散的上述窄带光的峰值波长彼此的差,该有效波长间隔为40nm;
在全部的上述波长灵敏度区域的各自中,包含多个上述窄带光的上述峰值波长中的至少1个;
在至少1个上述波长灵敏度区域中包含两个以上的上述峰值波长;
当设包含有两个以上的上述峰值波长的上述波长灵敏度区域为多光区域、设试验色的分光反射率的变化比规定值大的波长区域为陡峭波长时,
在上述多光区域中,在比上述陡峭波长靠长波长侧和短波长侧分别包含上述峰值波长。
20.一种光源装置,用来将拍摄部所拍摄的对象物照明,上述拍摄部包含可检测的波段即波长灵敏度区域相互不同的N种光检测构件,N是自然数,其特征在于,具备:
光源部,具有波长范围相互不同的K个发光区域,以在各个上述发光区域中至少包含1个窄带光的峰值波长的方式射出包含多个上述窄带光的光,K是比N大的自然数;
***部,构成为被***存在上述对象物的物体的内部空间;
照明光射出部,设于上述***部,基于被导光来的包含上述窄带光的光而射出照明光;以及
导光部,将从上述光源部射出的包含上述窄带光的光导光到上述照明光射出部;
多个上述窄带光的上述峰值波长彼此的差是有效波长间隔以上,该有效波长间隔是使颜色再现性提高的、在波长上离散的上述窄带光的峰值波长彼此的差,该有效波长间隔是40nm;
上述照明光包含上述窄带光的光学特性被调整后的光。
21.如权利要求20所述的光源装置,其特征在于,
在全部的上述波长灵敏度区域的各自中,包含多个上述发光区域中的至少1个;
在至少1个上述波长灵敏度区域中包含两个以上的上述发光区域。
22.如权利要求20或21所述的光源装置,其特征在于,
上述拍摄部至少包含1组构成为具有灵敏度重叠区域的上述光检测构件,该灵敏度重叠区域是不同种类的上述光检测构件的各自的上述波长灵敏度区域重合的区域;
至少1个上述发光区域包含在上述灵敏度重叠区域中。
23.如权利要求20或21所述的光源装置,其特征在于,
上述N是3;
3种上述光检测构件包括:
B光检测构件,构成为检测蓝色波长灵敏度区域;
G光检测构件,构成为检测绿色波长灵敏度区域;以及
R光检测构件,构成为检测红色波长灵敏度区域。
24.如权利要求23所述的光源装置,其特征在于,
上述K是4;
当将4个上述发光区域从短波长侧向长波长侧依次设为第1发光区域、第2发光区域、第3发光区域及第4发光区域时,
上述第1发光区域包含在上述蓝色波长灵敏度区域中,
上述第2发光区域包含在上述绿色波长灵敏度区域中,
上述第3发光区域包含在上述绿色波长灵敏度区域与上述红色波长灵敏度区域重合的重叠区域中,
上述第4发光区域包含在上述红色波长灵敏度区域中的除了上述重叠区域以外的区域中。
25.如权利要求21所述的光源装置,其特征在于,
当设包含有两个以上的上述发光区域的上述波长灵敏度区域为多光区域、设试验色的分光反射率的变化比规定值大的波长区域为陡峭波长时,
在上述多光区域中,在比上述陡峭波长靠长波长侧和短波长侧分别包含有上述发光区域。
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