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WO2012101904A1 - 照明装置および観察システム - Google Patents

照明装置および観察システム Download PDF

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WO2012101904A1
WO2012101904A1 PCT/JP2011/078236 JP2011078236W WO2012101904A1 WO 2012101904 A1 WO2012101904 A1 WO 2012101904A1 JP 2011078236 W JP2011078236 W JP 2011078236W WO 2012101904 A1 WO2012101904 A1 WO 2012101904A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
wavelength band
light source
emitted
optical axis
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2011/078236
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English (en)
French (fr)
Inventor
花野　和成
武志 菅
大和 合渡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Medical Systems Corp
Original Assignee
Olympus Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP11856800.5A priority patent/EP2589858B1/en
Priority to CN201180042584.3A priority patent/CN103097809B/zh
Publication of WO2012101904A1 publication Critical patent/WO2012101904A1/ja
Priority to US13/613,803 priority patent/US8547427B2/en
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Definitions

  • the present invention relates to an illumination device and an observation system including the same.
  • an illumination device that includes a plurality of light sources that emit light in different wavelength bands, and synthesizes and emits light in different wavelength bands from these light sources by a dichroic mirror (for example, see Patent Documents 1 to 3) ).
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an illumination device and an observation system that can emit light having a continuous spectrum and high color rendering properties.
  • the present invention employs the following means.
  • a first light source that emits light in a first wavelength band, and light in a second wavelength band that has a continuous spectrum in a wider band than the first wavelength band.
  • 2 light sources a light combining unit that combines the light of the first wavelength band and the light of the second wavelength band, and a combining ratio adjusting unit that adjusts the combining ratio of the light of each wavelength band by the light combining unit It is an illuminating device provided with.
  • the light in the first wavelength band from the first light source and the light in the second wavelength band from the second light source are combined by the light combining unit and emitted.
  • the combining ratio adjusting unit adjusts the combining ratio of light in each wavelength band by the light combining unit.
  • the present invention when light of a specific wavelength band is to be emitted, the light of the first wavelength band and the light of the second wavelength band are Light in a specific wavelength band can be emitted by adjusting a synthesis ratio with light.
  • the light in the second wavelength band that is, the light in the second wavelength band having a continuous spectrum wider than the first wavelength band. Can be injected as it is.
  • the light combining unit reflects the light in the first wavelength band and transmits part of the light in the second wavelength band, so that the light in the first wavelength band is transmitted.
  • the light of the second wavelength band may be combined, and the combining ratio adjustment unit may insert and remove the light combining unit from the optical axis of the second light source.
  • the first light source and / or the second light source is turned on in a state where the light combining unit is disposed on the optical axis of the second light source.
  • light of a specific wavelength band can be emitted.
  • the second light source is turned on in a state where the light combining unit is removed from the optical axis of the second light source.
  • Light in the second wavelength band having a spectrum can be emitted as it is.
  • the 3rd light source which emits the light of the 3rd wavelength band which is a part wavelength band of the said 2nd wavelength band is provided,
  • the said photosynthesis part is a said 1st wavelength band.
  • Light and light in the second wavelength band are reflected, and light in the third wavelength band is transmitted.
  • the combining ratio adjusting unit moves the light combining unit around an axis orthogonal to the optical axis of each light source. It is good also as rotating.
  • the light combining unit is configured to reflect the light of the first wavelength band from the first light source in the direction of the emission optical axis of the combined light. Rotate around an axis perpendicular to the optical axis of each light source. In this state, by turning on the first light source and / or the third light source, light in a specific wavelength band can be emitted.
  • each light source unit is configured to reflect light in the second wavelength band from the second light source in the direction of the optical axis of the synthesized light. Rotate around an axis perpendicular to the optical axis. In this state, by turning on the second light source and the third light source, in the light of the second wavelength band, a broadband continuous spectrum in which a part of the wavelength band is replaced with the light of the third wavelength band. Can be emitted.
  • the 3rd light source which emits the light of the 3rd wavelength band which is a wavelength band different from the said 1st wavelength band and the said 2nd wavelength band is provided,
  • the filter is a plate-like filter that reflects light in the first wavelength band and light in the third wavelength band and transmits part of the light in the second wavelength band.
  • the light combining unit may be rotated about an axis perpendicular to the optical axis of each light source.
  • the light of the first wavelength band from the first light source is reflected in the direction of the emission optical axis of the synthesized light.
  • the light combining unit is rotated around an axis perpendicular to the optical axis of each light source. In this state, by turning on the first light source and / or the second light source, light in a desired wavelength band can be emitted.
  • each of the light combining units is arranged so that the reflection surface of the light combining unit which is a plate-like filter is in a direction along the emission optical axis of the second light source. Rotate around an axis perpendicular to the optical axis of the light source. In this state, by turning on the second light source, the light in the second wavelength band having a broadband and continuous spectrum can be emitted as it is without being reflected by the light combining unit.
  • photosynthesis is performed so that light in the third wavelength band from the third light source is reflected in the direction of the emission optical axis of the synthesized light.
  • the unit is rotated around an axis perpendicular to the optical axis of each light source. In this state, light in a desired wavelength band can be emitted by turning on the third light source and / or the second light source.
  • Said 1st aspect WHEREIN It is good also as lighting each said light source synchronizing with rotation of the said photosynthesis part. By doing in this way, the light of the 1st wavelength band, the light of the 2nd wavelength band, and the light of the 3rd wavelength band can be emitted one by one, and field sequential illumination can be performed.
  • the synthesis ratio adjustment unit may finely adjust the rotation angle of the light synthesis unit around the axis perpendicular to the optical axis of the light source according to the wavelength band of the emitted light. Good. By doing so, it is possible to finely adjust the wavelength band of the emitted light using the angle dependency of the light combining unit. Thereby, for example, when it is desired to shift the wavelength of the excitation light by several tens of nanometers depending on the type of the fluorescent reagent, fluorescence observation can be performed by finely adjusting the wavelength of the excitation light (emitted light).
  • a second aspect of the present invention is an observation system including the illumination device described above and an image sensor that captures an image of a specimen illuminated by the illumination device. According to the second aspect of the present invention, since the above-described illumination device is provided, it is possible to emit an illumination light according to the specimen, and to take an image of the specimen under an appropriate illumination condition. Accuracy can be improved.
  • the white mode it is possible to emit light having a continuous spectrum and high color rendering properties, and it is possible to realize switching to an illumination mode having a high medical effect with a simple configuration. .
  • NBI mode 1st Embodiment of this invention
  • 10 is a graph showing reflection characteristics of the dichroic mirror in FIG. 9.
  • 10 is a graph showing spectral characteristics of light from the first light source of FIG. 9.
  • 10 is a graph showing the spectral characteristics of light from the second light source in FIG. 9.
  • 10 is a graph showing the spectral characteristics of light from the third light source in FIG. 9.
  • the illumination device 1 is applied to, for example, an observation system for observing a living tissue, and as illustrated in FIG. 1, a first light source 10 and a second light source that are arranged in directions in which optical axes are orthogonal to each other. 20, a dichroic mirror (light combining unit) 40 disposed on the intersection of the optical axis of the first light source 10 and the optical axis of the second light source 20, and the optical axis of the second light source 20. And a light guide 43.
  • the first light source 10 is an LED that emits light L1 having a relatively short wavelength (light in the first wavelength band) such as a violet color.
  • a relatively short wavelength light in the first wavelength band
  • lens groups 11 and 12 that make the light L1 from the first light source 10 substantially parallel light are arranged.
  • the second light source 20 is an LED that emits light (second wavelength band light) L2 having a continuous spectrum with a relatively wide band such as white.
  • lens groups 21 and 22 that make the light L2 from the second light source 20 substantially parallel light are arranged.
  • the dichroic mirror 40 has reflection characteristics such as transmitting light in a wavelength band of 500 nm or more and less than 600 nm and reflecting light in a wavelength band of less than 500 nm and 600 nm or more.
  • each graph indicates an incident angle to the dichroic mirror 40.
  • the dichroic mirror 40 reflects the light L1 emitted from the first light source 10, and among the light L2 emitted from the second light source 20, the dichroic mirror 40 has a wavelength of 500 nm or more and less than 600 nm. It is designed to transmit light in the wavelength band. Further, as shown in FIG. 7, the dichroic mirror 40 is moved in the optical axis direction of the first light source 10 by a moving mechanism (not shown) according to the illumination mode described later, and is on the optical axis of the second light source 20. It is designed to be inserted and removed.
  • the illuminating device 1 includes an NBI (Narrow Band Imaging) mode for illuminating light in a specific wavelength band, and WLI (White for illuminating white light).
  • NBI Near Band Imaging
  • WLI White for illuminating white light
  • Light Imaging white light observation
  • the dichroic mirror 40 is inserted into and removed from the optical axis of the second light source 20 by a moving mechanism (not shown).
  • the NBI mode is the irradiation of light in two narrow wavelength bands that are easily absorbed by hemoglobin in the blood (for example, light in the wavelength band of 390 to 445 nm and light in the wavelength band of 530 to 550 nm).
  • This is an illumination mode that can highlight and display capillaries and mucous membrane fine patterns on the surface of the mucosa.
  • the WLI mode irradiates white light with a wide wavelength band and is an illumination mode that can perform observation with high color rendering properties.
  • the light guide 43 is a light guide rod made of glass or the like, for example, and guides light from the dichroic mirror 40 collected by the lens groups 41 and 42 to the emission end.
  • the dichroic mirror 40 is disposed on the optical axis of the second light source 20 as shown in FIG. In this state, the first light source 10 and the second light source 20 are turned on.
  • the first light source 10 emits light L1 having a relatively short wavelength such as a violet color.
  • the light L1 emitted from the first light source 10 is made into substantially parallel light by the lens groups 11 and 12 and reflected toward the incident end of the light guide 43 by the dichroic mirror 40.
  • the dichroic mirror 40 From the second light source 20, light L2 having a continuous spectrum with a relatively wide band such as white is emitted.
  • the light L2 emitted from the second light source 20 is made into substantially parallel light by the lens groups 21 and 22 and enters the dichroic mirror 40.
  • the dichroic mirror 40 As shown in FIG. 5, a part of the light L2 emitted from the second light source 20 is transmitted in the direction of the incident end of the light guide 43, and the other is reflected.
  • the dichroic mirror 40 transmits, for example, light L2 ′ in the wavelength band of 500 nm or more and less than 600 nm among the light L2 emitted from the second light source 20, and has wavelength bands of less than 500 nm and 600 nm or more. Reflects light.
  • the light L1 emitted from the first light source 10 and the light L2 emitted from the second light source 20 are 500 nm or more and less than 600 nm as shown in FIG.
  • the light L2 ′ in the wavelength band is synthesized.
  • the combined light is condensed on the incident end of the light guide 43 by the lens groups 41 and 42, guided to the emission end by the light guide 43, and emitted.
  • the dichroic mirror 40 is moved in the optical axis direction of the first light source 10 by a moving mechanism (not shown) and removed from the optical path of the second light source 20. .
  • the second light source 20 is turned on.
  • the first light source 10 since the light from the first light source 10 is not guided to the incident end of the light guide 43, the first light source 10 may be turned on.
  • the second light source 20 emits light L2 having a continuous spectrum with a relatively wide band such as white.
  • the light L2 emitted from the second light source 20 is made into substantially parallel light by the lens groups 21 and 22, condensed at the incident end of the light guide 43 by the lens groups 41 and 42, and up to the emission end by the light guide 43. Guided and injected.
  • the light L2 emitted from the second light source 20 that is, white light having a continuous spectrum in a wide band as shown in FIG. 8 can be irradiated, and observation with high color rendering can be performed. .
  • the light L1 from the first light source 10 and the light L2 from the second light source 20 are combined by the dichroic filter 40 and emitted.
  • light in different wavelength bands can be switched and emitted by moving the dichroic filter 40 in the optical axis direction of the first light source 10 by a moving mechanism (not shown).
  • a wavelength band can be switched and light can be inject
  • the first light source 10 and / or the second light source 10 and / or the second light source are selected with the NBI mode selected and the dichroic filter 40 disposed on the light L2 axis.
  • the light source 20 By turning on the light source 20, light in a specific wavelength band can be emitted.
  • the WLI mode is selected, and the second light source 20 is turned on with the dichroic filter 40 removed from the optical axis of the second light source 20. By doing so, it is possible to emit the light L2 having a broadband and continuous spectrum as it is.
  • an illumination device according to a second embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS.
  • the illumination device according to this embodiment is different from the first embodiment in that a third light source 30 is provided in addition to the first light source 10 and the second light source 20.
  • a third light source 30 is provided in addition to the first light source 10 and the second light source 20.
  • the illumination device 2 includes a first light source 10, a second light source 20, a third light source 30, and light sources arranged in directions in which optical axes are orthogonal to each other. And a light guide 43 disposed on the optical axis of the third light source 30.
  • the first light source 10 and the second light source 20 are arranged to face each other, and the third light source 30 has its optical axis directed in a direction orthogonal to the optical axes of the first light source 10 and the second light source 20. Has been placed.
  • the first light source 10 is an LED that emits light L1 having a relatively short wavelength (light in the first wavelength band) such as a violet color.
  • a relatively short wavelength light in the first wavelength band
  • lens groups 11 and 12 that make the light L1 from the first light source 10 substantially parallel light are arranged.
  • the second light source 20 is an LED that emits light (second wavelength band light) L2 having a continuous spectrum with a relatively wide band such as white.
  • lens groups 21 and 22 that make the light L2 from the second light source 20 substantially parallel light are arranged.
  • the third light source 30 is an LED that emits light of an intermediate wavelength such as green (light of the third wavelength band) L3, for example.
  • the wavelength band of the light L3 is a part of the wavelength band of the light L2 from the second light source 20.
  • lens groups 31 and 32 that make the light L3 from the third light source 30 substantially parallel light are arranged.
  • the dichroic mirror 40 has reflection characteristics such as transmitting light in a wavelength band of 500 nm or more and less than 600 nm and reflecting light in a wavelength band of less than 500 nm and 600 nm or more.
  • the dichroic mirror 40 reflects the light L1 emitted from the first light source 10 and has a wavelength of 500 nm or more and less than 600 nm among the light L2 emitted from the second light source 20.
  • the band light and the light L3 emitted from the third light source 30 are transmitted.
  • the dichroic mirror 40 is rotated about an axis (axis perpendicular to the paper surface) perpendicular to the optical axis of each light source by a moving mechanism (not shown) according to an illumination mode to be described later. It has become.
  • the illumination device 2 includes an NBI (Narrow Band Imaging) mode for illuminating light in a specific wavelength band, and a WLI (White for illuminating white light).
  • NBI Near Band Imaging
  • WLI White for illuminating white light
  • Light Imaging white light observation
  • the dichroic mirror 40 is rotated about an axis perpendicular to the optical axis of each light source by a moving mechanism (not shown).
  • the light guide 43 is a light guide rod made of glass or the like, for example, and guides light from the dichroic mirror 40 collected by the lens groups 41 and 42 to the emission end.
  • the dichroic mirror 40 is set to an angle that reflects the light L ⁇ b> 1 emitted from the first light source 10 toward the incident end of the light guide 43. In this state, the first light source 10 and the third light source 30 are turned on.
  • the first light source 10 emits light L1 having a relatively short wavelength such as a violet color.
  • the light L1 emitted from the first light source 10 is made into substantially parallel light by the lens groups 11 and 12 and reflected toward the incident end of the light guide 43 by the dichroic mirror 40.
  • the light L3 having an intermediate wavelength such as green is emitted.
  • the light L3 emitted from the third light source 30 is made into substantially parallel light by the lens groups 31 and 32, passes through the dichroic mirror 40, and enters the incident end of the light guide 43.
  • the light L1 emitted from the first light source 10 and the light L3 emitted from the third light source 30 are synthesized by the dichroic mirror 40 having such reflection characteristics.
  • the combined light is condensed on the incident end of the light guide 43 by the lens groups 41 and 42, guided to the emission end by the light guide 43, and emitted.
  • the dichroic mirror 40 is rotated around an axis perpendicular to the optical axis of each light source by a moving mechanism (not shown), and the light L2 emitted from the second light source 20 Is set to an angle at which the light is reflected toward the incident end of the light guide 43.
  • the second light source 20 and the third light source 30 are turned on.
  • the dichroic mirror 40 transmits, for example, light having a wavelength band of 500 nm or more and less than 600 nm among the light L2 emitted from the second light source 20, and light L2 having a wavelength band of less than 500 nm and 600 nm or more. 'Reflect.
  • the light L3 emitted from the third light source 30 and the light L2 emitted from the second light source 20 are less than 500 nm and 600 nm or more.
  • the light in the wavelength band is synthesized.
  • the combined light is condensed on the incident end of the light guide 43 by the lens groups 41 and 42, guided to the emission end by the light guide 43, and emitted.
  • the light L2 'in the wavelength band of 500 nm or more and less than 600 nm in the light L2 emitted from the second light source 20 can be replaced with the light L3 emitted from the third light source 30 and emitted.
  • the human eye feels that the brightness is greatly improved by increasing the intensity of light of an intermediate wavelength such as green. Therefore, by increasing the intensity of the light L3 from the third light source 30, it is possible to irradiate white light having a bright, broadband and continuous spectrum, and the observation accuracy can be improved.
  • the NBI mode is selected, and the light L1 from the first light source 10 is emitted as combined light.
  • the dichroic filter 40 is rotated about an axis perpendicular to the optical axis of each light source so as to reflect in the axial direction. In this state, by turning on the first light source 10 and / or the third light source 30, light in a specific wavelength band can be emitted.
  • the dichroic filter 40 is selected so that the WLI mode is selected and the light L2 from the second light source 20 is reflected in the direction of the emission optical axis of the combined light. Are rotated around an axis perpendicular to the optical axis of each light source. In this state, by turning on the second light source 20 and the third light source 30, a part of the wavelength band in the light L2 from the second light source 20 is replaced with the light L3 from the third light source 30. Therefore, it is possible to emit synthetic light having a continuous spectrum that is bright and broadband.
  • an illuminating device according to a third embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS.
  • the illumination device is different from the above-described embodiments in that it has an MI (Molecular Imaging) mode using IR light in addition to the NBI mode and the WLI mode.
  • MI Magnetic Imaging
  • description of points that are the same as those of the above-described embodiments will be omitted, and differences will be mainly described.
  • MI Molecular Image Observation
  • PET-CT PET-CT
  • the illumination device 3 includes a first light source 10, a second light source 20, a third light source 30, and light sources arranged in directions in which optical axes are orthogonal to each other. And a light guide 43 disposed on the optical axis of the second light source 20.
  • the dichroic mirror (light combining unit) 40 disposed on the intersection of the optical axes of the second light source 20.
  • the first light source 10 and the third light source 30 are disposed to face each other, and the second light source 20 has its optical axis directed in a direction orthogonal to the optical axes of the first light source 10 and the third light source 30. Has been placed.
  • the first light source 10 is an LED that emits light L1 having a relatively short wavelength (light in the first wavelength band) such as a violet color.
  • a relatively short wavelength light in the first wavelength band
  • lens groups 11 and 12 that make the light L1 from the first light source 10 substantially parallel light are arranged.
  • the second light source 20 is an LED that emits light (second wavelength band light) L2 having a continuous spectrum with a relatively wide band such as white.
  • lens groups 21 and 22 that make the light L2 from the second light source 20 substantially parallel light are arranged.
  • the third light source 30 is, for example, an LED that emits IR light (light in the third wavelength band) L3.
  • the light L3 is light having a wavelength band different from that of the light L2 from the second light source 20.
  • lens groups 31 and 32 that make the light L3 from the third light source 30 substantially parallel light are arranged.
  • the dichroic mirror 40 has reflection characteristics such that, for example, light in a wavelength band of 500 nm or more and less than 600 nm is transmitted, and light in a wavelength band of less than 500 nm or 600 nm or more is reflected.
  • each graph indicates an incident angle to the dichroic mirror 40.
  • the dichroic mirror 40 reflects the light L1 emitted from the first light source 10 and has a wavelength of 500 nm or more and less than 600 nm among the light L2 emitted from the second light source 20.
  • the band light and the light L3 emitted from the third light source 30 are transmitted.
  • the dichroic mirror 40 is rotated about an axis (axis perpendicular to the paper surface) perpendicular to the optical axis of each light source by a moving mechanism (not shown) according to an illumination mode to be described later. It has become.
  • the illumination device 3 includes an NBI (Narrow Band Imaging) mode for illuminating light in a specific wavelength band, and a WLI (White for illuminating white light).
  • NBI Near Band Imaging
  • WLI White for illuminating white light
  • Light Imaging (white light observation) mode and MI Molecular Imaging: molecular image observation) mode are provided.
  • the dichroic mirror 40 is rotated about an axis perpendicular to the optical axis of each light source by a moving mechanism (not shown).
  • the light guide 43 is a light guide rod made of glass or the like, for example, and guides light from the dichroic mirror 40 collected by the lens groups 41 and 42 to the emission end.
  • the dichroic mirror 40 is rotated around an axis perpendicular to the optical axis of each light source by a moving mechanism (not shown), and the reflection surface thereof is the optical axis of the second light source 20. It arrange
  • the second light source 20 emits light L2 having a continuous spectrum with a relatively wide band such as white.
  • the light L2 emitted from the second light source 20 is made into substantially parallel light by the lens groups 21 and 22, condensed at the incident end of the light guide 43 by the lens groups 41 and 42, and up to the emission end by the light guide 43. Guided and injected. Accordingly, it is possible to irradiate the light L2 emitted from the second light source 20, that is, white light having a continuous spectrum in a wide band as shown in FIG. 23, and observation with high color rendering properties can be performed. .
  • the dichroic mirror 40 is set to an angle at which the light L1 emitted from the first light source 10 is reflected toward the incident end of the light guide 43. In this state, the first light source 10 and the second light source 20 are turned on.
  • the first light source 10 emits light L1 having a relatively short wavelength such as a violet color.
  • the light L1 emitted from the first light source 10 is made into substantially parallel light by the lens groups 11 and 12 and reflected toward the incident end of the light guide 43 by the dichroic mirror 40.
  • the dichroic mirror 40 From the second light source 20, light L2 having a continuous spectrum with a relatively wide band such as white is emitted.
  • the light L2 emitted from the second light source 20 is made into substantially parallel light by the lens groups 21 and 22 and enters the dichroic mirror 40.
  • the dichroic mirror 40 As shown in FIG. 25, a part of the light L2 emitted from the second light source 20 is transmitted in the direction of the incident end of the light guide 43, and the other is reflected.
  • the dichroic mirror 40 transmits, for example, light L2 ′ in the wavelength band of 500 nm or more and less than 600 nm among the light L2 emitted from the second light source 20, and has wavelength bands of less than 500 nm and 600 nm or more. Reflects light.
  • the light L2 ′ in the wavelength band is synthesized.
  • the combined light is condensed on the incident end of the light guide 43 by the lens groups 41 and 42, guided to the emission end by the light guide 43, and emitted.
  • the dichroic mirror 40 is set to an angle that reflects the light L3 emitted from the third light source 30 toward the incident end of the light guide 43. In this state, the second light source 20 and the third light source 30 are turned on.
  • the third light source 30 From the third light source 30, light L3 having a relatively short wavelength such as IR light is emitted.
  • the light L3 emitted from the third light source 30 is made into substantially parallel light by the lens groups 31 and 32 and is reflected by the dichroic mirror 40 toward the incident end of the light guide 43.
  • the dichroic mirror 40 transmits, for example, light L2 ′ in the wavelength band of 500 nm or more and less than 600 nm among the light L2 emitted from the second light source 20, and has wavelength bands of less than 500 nm and 600 nm or more. Reflects light.
  • the light L3 emitted from the third light source 30 and the light L2 emitted from the second light source 20 are 500 nm or more and less than 600 nm as shown in FIG.
  • the light L2 ′ in the wavelength band is synthesized.
  • the combined light is condensed on the incident end of the light guide 43 by the lens groups 41 and 42, guided to the emission end by the light guide 43, and emitted.
  • the light L3 emitted from the third light source 30 is used as excitation light
  • the light L2 ′ in the wavelength band of 500 nm or more and less than 600 nm among the light L2 emitted from the second light source 20 is the reference light.
  • specific molecules such as glucose and various proteins
  • the NBI mode is selected and the first light source
  • the dichroic filter 40 is rotated about an axis perpendicular to the optical axis of each light source so that the light L1 from 10 is reflected in the direction of the optical axis of the combined light. In this state, by turning on the first light source 10 and / or the second light source 20, light in a desired wavelength band can be emitted.
  • the WLI mode is selected, and the reflection surface of the dichroic filter 40 that is a plate-like filter is in a direction along the emission optical axis of the second light source 20.
  • the dichroic filter 40 is rotated about an axis perpendicular to the optical axis of each light source. In this state, by turning on the second light source 20, the light L ⁇ b> 2 having a broadband and continuous spectrum can be emitted as it is without being reflected by the dichroic filter 40.
  • the MI mode is selected, and the light L3 from the third light source 30 is emitted as synthesized light.
  • the dichroic filter 40 is rotated around an axis perpendicular to the optical axis of each light source so as to reflect in the optical axis direction. In this state, by turning on the third light source 30 and / or the second light source 20, light in a desired wavelength band can be emitted.
  • the rotation of the dichroic filter 40 and the lighting of each light source may be synchronized.
  • the spectra of the light L1 emitted from the first light source 10, the light L2 emitted from the second light source 20, and the light L3 emitted from the third light source 30 are complementary to each other. Therefore, by sequentially turning on each light source in synchronization with the rotation of the dichroic filter 40, as shown in FIG. 30, light having a broadband and continuous spectrum can be emitted as superimposed light.
  • the WLI mode, NBI mode, and MI mode can be switched sequentially at a high speed, it is possible to perform illumination such as high-speed plane sequential.
  • the subject can be imaged in three illumination modes. Therefore, NBI mode and MI mode are superimposed on the WLI mode image by image processing, or switching display is performed at high speed. Can be done.
  • the stationary angle of the dichroic filter 40 may be finely adjusted.
  • the static angle of the dichroic filter 40 is not limited to the three patterns of 45 °, 0 °, and ⁇ 45 ° as described above. For example, it is good also as 43 degrees and 40 degrees.
  • the wavelength of the G band cut out from the white light (the light L2 emitted from the second light source 20) can be arbitrarily set.
  • violet light and green light are used in both NBI mode and AFI mode, but the irradiation wavelength is slightly different (the center wavelength of the G band in NBI mode is 10 nm shorter than that of AFI).
  • the stationary angle of the filter between the NBI mode and the AFI mode an optimum wavelength in the G band can be provided.
  • the spectral characteristics of the dichroic filter 40 are set as shown in FIG. 31, and the stationary angle of the dichroic filter 40 is changed as shown in FIG. 33, so that the wavelength of light from each light source is as shown in FIGS. Can be shifted.
  • the stationary angle of the dichroic filter 40 is changed, and the wavelength of the excitation light (emitted light) is finely adjusted. It can be carried out.
  • each light source has been described as an independent LED.
  • a multi-chip LED module in which chips having different wavelengths are packaged may be used. Thereby, the freedom degree of the spectrum in output light (combined light) can be increased, and the light of a more desired band can be obtained.
  • a dichroic filter has been described as a specific example of the light combining unit, for example, a dichroic prism or the like may be used.

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Abstract

連続的なスペクトルを有し、演色性の高い光を射出することができる照明装置および観察システムを提供する。第１の波長帯域の光（Ｌ１）を発する第１の光源（１０）と、第１の波長帯域よりも広帯域で連続的なスペクトルを有する第２の波長帯域の光（Ｌ２）を発する第２の光源（２０）と、第１の光源（１０）の光軸と第２の光源（２０）の光軸との交点上に配置され、第２の光源（２０）の光軸上に挿脱されるダイクロイックミラー（４０）と、第２の光源（２０）の光軸上に配置されたライトガイド（４３）とを備える照明装置（１）を採用する。

Description

照明装置および観察システム
　本発明は、照明装置およびこれを備える観察システムに関するものである。
　従来、互いに異なる波長帯域の光を射出する光源を複数備え、これら光源からの異なる波長帯域の光をダイクロイックミラーにより合成して射出する照明装置が知られている（例えば、特許文献１から３参照）。
特開２００９－８６０５７号公報 特開２００８－２９２５４７号公報 特開２００８－１７６０８３号公報
　しかしながら、上記の特許文献１から３に開示されている照明装置によれば、特定の波長帯域の光を透過するとともに該特定の波長帯域以外の光を反射するダイクロイックミラーにより、異なる波長帯域の光を合成するため、合成した光のスペクトルが不連続となってしまい、演色性が低いという不都合があった。
　本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、連続的なスペクトルを有し、演色性の高い光を射出することができる照明装置および観察システムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
　本発明の第１の態様は、第１の波長帯域の光を発する第１の光源と、前記第１の波長帯域よりも広帯域で連続的なスペクトルを有する第２の波長帯域の光を発する第２の光源と、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光とを合成する光合成部と、該光合成部による各前記波長帯域の光の合成比率を調節する合成比率調節部とを備える照明装置である。
　本発明の第１の態様によれば、第１の光源からの第１の波長帯域の光と、第２の光源からの第２の波長帯域の光とが、光合成部により合成されて射出される。この場合において、合成比率調節部により、光合成部による各波長帯域の光の合成比率が調節される。このようにすることで、照明する対象に応じて、波長帯域を変化させて光を射出することができる。
　これにより、例えば本発明を内視鏡装置に適用して病変部を観察するために、特定の波長帯域の光を射出したい場合には、第１の波長帯域の光と第２の波長帯域の光との合成比率を調節して、特定の波長帯域の光を射出することができる。一方、例えば白色光のようなブロードな光を射出したい場合には、第２の波長帯域の光、すなわち、第１の波長帯域よりも広帯域で連続的なスペクトルを有する第２の波長帯域の光をそのまま射出することができる。
　上記の第１の態様において、前記光合成部が、前記第１の波長帯域の光を反射するとともに、前記第２の波長帯域の光の一部を透過して、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光とを合成し、前記合成比率調節部が、前記光合成部を前記第２の光源の光軸上から挿脱することとしてもよい。
　このようにすることで、特定の波長帯域の光を射出したい場合には、光合成部を第２の光源の光軸上に配置した状態で、第１の光源および／または第２の光源を点灯させることによって、特定の波長帯域の光を射出することができる。また、例えば白色光のようなブロードな光を射出したい場合には、光合成部を第２の光源の光軸上から外した状態で、第２の光源を点灯させることによって、広帯域で連続的なスペクトルを有する第２の波長帯域の光をそのまま射出することができる。
　上記の第１の態様において、前記第２の波長帯域の一部の波長帯域である第３の波長帯域の光を発する第３の光源を備え、前記光合成部が、前記第１の波長帯域の光および前記第２の波長帯域の光を反射するとともに、前記第３の波長帯域の光を透過し、前記合成比率調節部が、前記光合成部を各前記光源の光軸に直交する軸線回りに回転させることとしてもよい。
　このようにすることで、特定の波長帯域の光を射出したい場合には、第１の光源からの第１の波長帯域の光を合成光の射出光軸方向に反射するように、光合成部を各光源の光軸に直交する軸線回りに回転させる。この状態において、第１の光源および／または第３の光源を点灯させることによって、特定の波長帯域の光を射出することができる。
　また、例えば白色光のようなブロードな光を射出したい場合には、第２の光源からの第２の波長帯域の光を合成光の射出光軸方向に反射するように、光合成部を各光源の光軸に直交する軸線回りに回転させる。この状態において、第２の光源および第３の光源を点灯させることによって、第２の波長帯域の光において、波長帯域の一部が第３の波長帯域の光に置き換わった広帯域で連続的なスペクトルを有する合成光を射出することができる。
　上記の第１の態様において、前記第１の波長帯域および前記第２の波長帯域とは異なる波長帯域である第３の波長帯域の光を発する第３の光源を備え、前記光合成部が、前記第１の波長帯域の光および前記第３の波長帯域の光を反射するとともに、前記第２の波長帯域の光の一部を透過する板状のフィルタであり、前記合成比率調節部が、前記光合成部を各前記光源の光軸に直交する軸線回りに回転させることとしてもよい。
　このようにすることで、第１の波長帯域を含む特定の波長帯域の光を射出したい場合には、第１の光源からの第１の波長帯域の光を合成光の射出光軸方向に反射するように、光合成部を各光源の光軸に直交する軸線回りに回転させる。この状態において、第１の光源および／または第２の光源を点灯させることによって、所望の波長帯域の光を射出することができる。
　また、例えば白色光のようなブロードな光を射出したい場合には、板状のフィルタである光合成部の反射面が第２の光源の射出光軸に沿う方向となるように、光合成部を各光源の光軸に直交する軸線回りに回転させる。この状態において、第２の光源を点灯させることによって、広帯域で連続的なスペクトルを有する第２の波長帯域の光を、光合成部により反射させることなくそのまま射出することができる。
　また、第３の波長帯域を含む特定の波長帯域の光を射出したい場合には、第３の光源からの第３の波長帯域の光を合成光の射出光軸方向に反射するように、光合成部を各光源の光軸に直交する軸線回りに回転させる。この状態において、第３の光源および／または第２の光源を点灯させることによって、所望の波長帯域の光を射出することができる。
　上記の第１の態様において、前記光合成部の回転に同期して、各前記光源を点灯させることとしてもよい。
　このようにすることで、第１の波長帯域の光、第２の波長帯域の光、第３の波長帯域の光を順次射出することができ、面順次照明を行うことができる。
　上記の第１の態様において、前記合成比率調節部が、射出する光の波長帯域に応じて、前記光合成部の各前記光源の光軸に直交する軸線回りの回転角度を微調節することとしてもよい。
　このようにすることで、光合成部の角度依存性を利用して射出する光の波長帯域を微調節することができる。これにより、例えば蛍光試薬の種類により励起光の波長を数１０ｎｍシフトさせたい場合にも、励起光（射出光）の波長を微調節して蛍光観察を行うことができる。
　本発明の第２の態様は、上記の照明装置と、該照明装置により照明された標本の画像を撮像する撮像素子とを備える観察システムである。
　本発明の第２の態様によれば、前述の照明装置を備えているため、標本に応じた照明光を射出して、適切な照明条件で標本の画像を撮像することができ、標本の観察精度を向上することができる。
　本発明によれば、白色モードでは連続的なスペクトルを有し演色性の高い光を射出することができるとともに、医学的効果が高い照明モードへの切り替えも簡易な構成で実現できるという効果を奏する。
本発明の第１の実施形態に係る照明装置の概略構成図である（ＮＢＩモード）。 図１のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。 図１の第１の光源からの光の分光特性を示すグラフである。 図１の第２の光源からの光の分光特性を示すグラフである。 ダイクロイックミラー透過後の第２の光源からの光の分光特性を示すグラフである。 ＮＢＩモードにおける射出光の分光特性を示すグラフである。 図１の照明装置のＷＬＩモード時の状態を示す概略構成図である。 ＷＬＩモードにおける射出光の分光特性を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る照明装置の概略構成図である（ＮＢＩモード）。 図９のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。 図９の第１の光源からの光の分光特性を示すグラフである。 図９の第２の光源からの光の分光特性を示すグラフである。 図９の第３の光源からの光の分光特性を示すグラフである。 ＮＢＩモードにおける射出光の分光特性を示すグラフである。 図９の照明装置のＷＬＩモード時の状態を示す概略構成図である。 ダイクロイックミラーにより反射された第２の光源からの光の分光特性を示すグラフである。 ＷＬＩモードにおける射出光の分光特性を示すグラフである。 本発明の第３の実施形態に係る照明装置の概略構成図である（ＷＬＩモード）。 図１８のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。 図１８の第１の光源からの光の分光特性を示すグラフである。 図１８の第２の光源からの光の分光特性を示すグラフである。 図１８の第３の光源からの光の分光特性を示すグラフである。 ＷＬＩモードにおける射出光の分光特性を示すグラフである。 図１８の照明装置のＮＢＩモード時の状態を示す概略構成図である。 ダイクロイックミラー透過後の第２の光源からの光の分光特性を示すグラフである。 ＮＢＩモードにおける射出光の分光特性を示すグラフである。 図１８の照明装置のＭＩモード時の状態を示す概略構成図である。 ダイクロイックミラー透過後の第２の光源からの光の分光特性を示すグラフである。 ＭＩモードにおける射出光の分光特性を示すグラフである。 第１の変形例に係る照明装置の重畳光の分光特性を示すグラフである。 第２の変形例に係る照明装置のダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。 図３１のダイクロイックミラーにより合成される合成光の分光特性を示すグラフである。 図３１のダイクロイックミラーの静止角度を変化させた場合の反射特性を示すグラフである。 図３３のダイクロイックミラーにより合成される合成光の分光特性を示すグラフである。
〔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について図面を参照して説明する。
　本実施形態に係る照明装置１は、例えば生体組織を観察する観察システムに適用され、図１に示すように、光軸が互いに直交する向きに配置された第１の光源１０および第２の光源２０と、第１の光源１０の光軸と第２の光源２０の光軸との交点上に配置されたダイクロイックミラー（光合成部）４０と、第２の光源２０の光軸上に配置されたライトガイド４３とを備えている。
　第１の光源１０は、図３に示すように、例えばバイオレット色等の比較的短波長の光（第１の波長帯域の光）Ｌ１を射出するＬＥＤである。
　第１の光源１０の射出光軸上には、第１の光源１０からの光Ｌ１を略平行光にするレンズ群１１，１２が配置されている。
　第２の光源２０は、図４に示すように、例えば白色等の比較的広帯域で連続的なスペクトルを有する光（第２の波長帯域の光）Ｌ２を射出するＬＥＤである。
　第２の光源２０の射出光軸上には、第２の光源２０からの光Ｌ２を略平行光にするレンズ群２１，２２が配置されている。
　ダイクロイックミラー４０は、図２に示すように、例えば５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光を透過するともに、５００ｎｍ未満および６００ｎｍ以上の波長帯域の光を反射するような反射特性を有している。なお、図２において、各グラフは、ダイクロイックミラー４０への入射角をそれぞれ示している。
　このような反射特性を有することで、ダイクロイックミラー４０は、第１の光源１０から射出された光Ｌ１を反射するとともに、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち、５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光を透過するようになっている。
　また、ダイクロイックミラー４０は、図７に示すように、後述する照明モードに応じて、図示しない移動機構により第１の光源１０の光軸方向に移動され、第２の光源２０の光軸上に挿脱されるようになっている。
　本実施形態に係る照明装置１は、特定の波長帯域の光を照明するＮＢＩ（Narrow Band Imaging：狭帯域光観察）モードと、白色光を照明するＷＬＩ（White
Light Imaging：白色光観察）モードとを備えている。これらの照明モードから、例えばタッチパネルやスイッチ等により所望の照明モードをユーザが選択することで、ダイクロイックミラー４０が、図示しない移動機構により第２の光源２０の光軸上に挿脱される。
　ＮＢＩモードとは、血液中のヘモグロビンに吸収されやすい狭帯域化された２つの波長帯域の光（例えば、３９０～４４５ｎｍの波長帯域の光と５３０～５５０ｎｍの波長帯域の光）を照射することで、粘膜表層の毛細血管、粘膜微細模様を強調して表示することができる照明モードである。
　ＷＬＩモードとは、波長帯域の広い白色光を照射するものであり、演色性の高い観察を行うことができる照明モードである。
　ダイクロイックミラー４０とライトガイド４３との間には、ダイクロイックミラー４０からの光をライトガイド４３の入射端に集光するレンズ群４１，４２が配置されている。
　ライトガイド４３は、例えばガラス等で形成された導光ロッドであり、レンズ群４１，４２により集光されたダイクロイックミラー４０からの光を出射端まで導くようになっている。
　上記構成を有する照明装置１の作用について以下に説明する。
　まず、ＮＢＩモードでは、図１に示されるように、ダイクロイックミラー４０が第２の光源２０の光軸上に配置される。
　この状態において第１の光源１０および第２の光源２０が点灯される。
　第１の光源１０からは、例えばバイオレット色等の比較的短波長の光Ｌ１が射出される。第１の光源１０から射出された光Ｌ１は、レンズ群１１，１２により略平行光にされ、ダイクロイックミラー４０によりライトガイド４３の入射端に向けて反射される。
　第２の光源２０からは、例えば白色等の比較的広帯域で連続的なスペクトルを有する光Ｌ２が射出される。第２の光源２０から射出された光Ｌ２は、レンズ群２１，２２により略平行光にされ、ダイクロイックミラー４０に入射する。ダイクロイックミラー４０では、図５に示すように、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち、一部がライトガイド４３の入射端の方向に透過し、その他が反射される。具体的には、ダイクロイックミラー４０は、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち、例えば５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光Ｌ２’を透過するともに、５００ｎｍ未満および６００ｎｍ以上の波長帯域の光を反射する。
　このような反射特性を有するダイクロイックミラー４０により、図６に示すように、第１の光源１０から射出された光Ｌ１と、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光Ｌ２’とが合成される。このように合成された光は、レンズ群４１，４２によりライトガイド４３の入射端に集光され、ライトガイド４３により出射端まで導かれて射出される。
　このようにすることで、血液中のヘモグロビンに吸収されやすい狭帯域化された２つの波長帯域の光（例えば、３９０～４４５ｎｍの波長帯域の光と５３０～５５０ｎｍの波長帯域の光）を照射することができ、粘膜表層の毛細血管、粘膜微細模様を強調して表示することができる。
　次に、ＷＬＩモードでは、図７に示されるように、ダイクロイックミラー４０が、図示しない移動機構により第１の光源１０の光軸方向に移動され、第２の光源２０の光路外へ外される。
　この状態において第２の光源２０が点灯される。なお、この状態では、第１の光源１０からの光はライトガイド４３の入射端に導光されないため、第１の光源１０も点灯させることとしてもよい。
　第２の光源２０からは、例えば白色等の比較的広帯域で連続的なスペクトルを有する光Ｌ２が射出される。第２の光源２０から射出された光Ｌ２は、レンズ群２１，２２により略平行光にされ、レンズ群４１，４２によりライトガイド４３の入射端に集光されて、ライトガイド４３により出射端まで導かれて射出される。
　これにより、第２の光源２０から射出された光Ｌ２、すなわち、図８に示すような広帯域で連続的なスペクトルを有する白色光を照射することができ、演色性の高い観察を行うことができる。
　以上のように、本実施形態の照明装置１によれば、第１の光源１０からの光Ｌ１と、第２の光源２０からの光Ｌ２とが、ダイクロイックフィルタ４０により合成されて射出される。この場合において、図示しない移動機構によりダイクロイックフィルタ４０を第１の光源１０の光軸方向に移動させることで、異なる波長帯域の光を切り替えて射出することができる。このようにすることで、照明する対象に応じて、波長帯域を切り替えて光を射出することができる。
　より具体的には、特定の波長帯域の光を射出したい場合には、ＮＢＩモードを選択し、ダイクロイックフィルタ４０を光Ｌ２軸上に配置した状態で、第１の光源１０および／または第２の光源２０を点灯させることによって、特定の波長帯域の光を射出することができる。また、例えば白色光のようなブロードな光を射出したい場合には、ＷＬＩモードを選択し、ダイクロイックフィルタ４０を第２の光源２０の光軸上から外した状態で、第２の光源２０を点灯させることによって、広帯域で連続的なスペクトルを有する光Ｌ２をそのまま射出することができる。
〔第２の実施形態〕
　次に、本発明の第２の実施形態に係る照明装置について、主に図９から図１７を参照して説明する。
　本実施形態に係る照明装置が第１の実施形態と異なる点は、第１の光源１０、第２の光源２０に加えて、第３の光源３０を備える点である。以下、本実施形態の照明装置について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
　本実施形態に係る照明装置２は、図９に示すように、光軸が互いに直交する向きに配置された第１の光源１０、第２の光源２０、および第３の光源３０と、各光源の光軸の交点上に配置されたダイクロイックミラー（光合成部）４０と、第３の光源３０の光軸上に配置されたライトガイド４３とを備えている。
　第１の光源１０と第２の光源２０とは対向して配置され、第３の光源３０は、第１の光源１０および第２の光源２０の光軸に直交する方向に光軸を向けて配置されている。
　第１の光源１０は、図１１に示すように、例えばバイオレット色等の比較的短波長の光（第１の波長帯域の光）Ｌ１を射出するＬＥＤである。
　第１の光源１０の射出光軸上には、第１の光源１０からの光Ｌ１を略平行光にするレンズ群１１，１２が配置されている。
　第２の光源２０は、図１２に示すように、例えば白色等の比較的広帯域で連続的なスペクトルを有する光（第２の波長帯域の光）Ｌ２を射出するＬＥＤである。
　第２の光源２０の射出光軸上には、第２の光源２０からの光Ｌ２を略平行光にするレンズ群２１，２２が配置されている。
　第３の光源３０は、図１３に示すように、例えば緑色等の中間波長の光（第３の波長帯域の光）Ｌ３を射出するＬＥＤである。この光Ｌ３の波長帯域は、第２の光源２０からの光Ｌ２の波長帯域の一部である。
　第３の光源３０の射出光軸上には、第３の光源３０からの光Ｌ３を略平行光にするレンズ群３１，３２が配置されている。
　ダイクロイックミラー４０は、図１０に示すように、例えば５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光を透過するともに、５００ｎｍ未満および６００ｎｍ以上の波長帯域の光を反射するような反射特性を有している。
　このような反射特性を有することで、ダイクロイックミラー４０は、第１の光源１０から射出された光Ｌ１を反射するとともに、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光および第３の光源３０から射出された光Ｌ３を透過するようになっている。
　また、ダイクロイックミラー４０は、図１５に示すように、後述する照明モードに応じて、図示しない移動機構により各光源の光軸に直交する軸線（紙面に垂直な軸線）回りに回転されるようになっている。
　本実施形態に係る照明装置２は、特定の波長帯域の光を照明するＮＢＩ（Narrow Band Imaging：狭帯域光観察）モードと、白色光を照明するＷＬＩ（White
Light Imaging：白色光観察）モードとを備えている。これらの照明モードから、例えばタッチパネルやスイッチ等により所望の照明モードをユーザが選択することで、ダイクロイックミラー４０が、図示しない移動機構により各光源の光軸に直交する軸線回りに回転される。
　ダイクロイックミラー４０とライトガイド４３との間には、ダイクロイックミラー４０からの光をライトガイド４３の入射端に集光するレンズ群４１，４２が配置されている。
　ライトガイド４３は、例えばガラス等で形成された導光ロッドであり、レンズ群４１，４２により集光されたダイクロイックミラー４０からの光を出射端まで導くようになっている。
　上記構成を有する照明装置２の作用について以下に説明する。
　まず、ＮＢＩモードでは、図９に示されるように、ダイクロイックミラー４０が、第１の光源１０から射出された光Ｌ１をライトガイド４３の入射端に向けて反射する角度に設定される。
　この状態において第１の光源１０および第３の光源３０が点灯される。
　第１の光源１０からは、例えばバイオレット色等の比較的短波長の光Ｌ１が射出される。第１の光源１０から射出された光Ｌ１は、レンズ群１１，１２により略平行光にされ、ダイクロイックミラー４０によりライトガイド４３の入射端に向けて反射される。
　第３の光源３０からは、例えば緑色等の中間波長の光Ｌ３が射出される。第３の光源３０から射出された光Ｌ３は、レンズ群３１，３２により略平行光にされ、ダイクロイックミラー４０を透過してライトガイド４３の入射端に入射する。
　このような反射特性を有するダイクロイックミラー４０により、図１４に示すように、第１の光源１０から射出された光Ｌ１と、第３の光源３０から射出された光Ｌ３とが合成される。このように合成された光は、レンズ群４１，４２によりライトガイド４３の入射端に集光され、ライトガイド４３により出射端まで導かれて射出される。
　このようにすることで、血液中のヘモグロビンに吸収されやすい狭帯域化された２つの波長帯域の光（例えば、３９０～４４５ｎｍの波長帯域の光と５３０～５５０ｎｍの波長帯域の光）を照射することができ、粘膜表層の毛細血管、粘膜微細模様を強調して表示することができる。
　次に、ＷＬＩモードでは、図１５に示されるように、ダイクロイックミラー４０が、図示しない移動機構により各光源の光軸に直交する軸線回りに回転され、第２の光源２０から射出された光Ｌ２をライトガイド４３の入射端に向けて反射する角度に設定される。
　この状態において第２の光源２０および第３の光源３０が点灯される。
　第２の光源２０からは、例えば白色等の比較的広帯域で連続的なスペクトルを有する光Ｌ２が射出される。第２の光源２０から射出された光Ｌ２は、レンズ群２１，２２により略平行光にされ、ダイクロイックミラー４０に入射する。ダイクロイックミラー４０では、図１６に示すように、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち、一部がライトガイド４３の入射端の方向に透過し、その他が反射される。具体的には、ダイクロイックミラー４０は、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち、例えば５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光を透過するともに、５００ｎｍ未満および６００ｎｍ以上の波長帯域の光Ｌ２’を反射する。
　このような反射特性を有するダイクロイックミラー４０により、図１７に示すように、第３の光源３０から射出された光Ｌ３と、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち５００ｎｍ未満および６００ｎｍ以上の波長帯域の光とが合成される。このように合成された光は、レンズ群４１，４２によりライトガイド４３の入射端に集光され、ライトガイド４３により出射端まで導かれて射出される。
　これにより、第２の光源２０から射出された光Ｌ２における５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光Ｌ２’を、第３の光源３０から射出された光Ｌ３に置き換えて射出することができる。ここで、人間の目には、例えば緑色等の中間波長の光の強度を高くすることで、明るさが大きく向上するように感じることが知られている。したがって、第３の光源３０からの光Ｌ３の強度を大きくすることで、明るく且つ広帯域で連続的なスペクトルを有する白色光を照射することができ、観察精度を向上することができる。
　以上のように、本実施形態の照明装置２によれば、特定の波長帯域の光を射出したい場合には、ＮＢＩモードを選択し、第１の光源１０からの光Ｌ１を合成光の射出光軸方向に反射するように、ダイクロイックフィルタ４０を各光源の光軸に直交する軸線回りに回転させる。この状態において、第１の光源１０および／または第３の光源３０を点灯させることによって、特定の波長帯域の光を射出することができる。
　また、例えば白色光のようなブロードな光を射出したい場合には、ＷＬＩモードを選択し、第２の光源２０からの光Ｌ２を合成光の射出光軸方向に反射するように、ダイクロイックフィルタ４０を各光源の光軸に直交する軸線回りに回転させる。この状態において、第２の光源２０および第３の光源３０を点灯させることによって、第２の光源２０からの光Ｌ２において、波長帯域の一部が第３の光源３０からの光Ｌ３に置き換わった、明るく且つ広帯域で連続的なスペクトルを有する合成光を射出することができる。
〔第３の実施形態〕
　次に、本発明の第３の実施形態に係る照明装置について、主に図１８から図２９を参照して説明する。
　本実施形態に係る照明装置が前述の各実施形態と異なる点は、ＮＢＩモード、ＷＬＩモードに加えて、ＩＲ光を用いたＭＩ（Molecular Imaging：分子画像観察）モードを有する点である。以下、本実施形態の照明装置について、前述の各実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
　ここで、ＭＩ（分子画像観察）とは、体内の特定の分子（例えばブドウ糖や様々なたんぱく質など）の分布や動きをＰＥＴ－ＣＴ等により可視化し、体内で起こっている様々な現象を動的に捉える観察方法である。この観察方法により、例えば癌や神経疾患や心疾患等の有無・進行状況・悪性度等を診断することができる。
　本実施形態に係る照明装置３は、図１８に示すように、光軸が互いに直交する向きに配置された第１の光源１０、第２の光源２０、および第３の光源３０と、各光源の光軸の交点上に配置されたダイクロイックミラー（光合成部）４０と、第２の光源２０の光軸上に配置されたライトガイド４３とを備えている。
　第１の光源１０と第３の光源３０とは対向して配置され、第２の光源２０は、第１の光源１０および第３の光源３０の光軸に直交する方向に光軸を向けて配置されている。
　第１の光源１０は、図２０に示すように、例えばバイオレット色等の比較的短波長の光（第１の波長帯域の光）Ｌ１を射出するＬＥＤである。
　第１の光源１０の射出光軸上には、第１の光源１０からの光Ｌ１を略平行光にするレンズ群１１，１２が配置されている。
　第２の光源２０は、図２１に示すように、例えば白色等の比較的広帯域で連続的なスペクトルを有する光（第２の波長帯域の光）Ｌ２を射出するＬＥＤである。
　第２の光源２０の射出光軸上には、第２の光源２０からの光Ｌ２を略平行光にするレンズ群２１，２２が配置されている。
　第３の光源３０は、図２２に示すように、例えばＩＲ光（第３の波長帯域の光）Ｌ３を射出するＬＥＤである。この光Ｌ３は、第２の光源２０からの光Ｌ２とは異なる波長帯域を有する光である。
　第３の光源３０の射出光軸上には、第３の光源３０からの光Ｌ３を略平行光にするレンズ群３１，３２が配置されている。
　ダイクロイックミラー４０は、図１９に示すように、例えば５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光を透過するともに、５００ｎｍ未満および６００ｎｍ以上の波長帯域の光を反射するような反射特性を有している。なお、図１９において、各グラフは、ダイクロイックミラー４０への入射角をそれぞれ示している。
　このような反射特性を有することで、ダイクロイックミラー４０は、第１の光源１０から射出された光Ｌ１を反射するとともに、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光および第３の光源３０から射出された光Ｌ３を透過するようになっている。
　また、ダイクロイックミラー４０は、図２４に示すように、後述する照明モードに応じて、図示しない移動機構により各光源の光軸に直交する軸線（紙面に垂直な軸線）回りに回転されるようになっている。
　本実施形態に係る照明装置３は、特定の波長帯域の光を照明するＮＢＩ（Narrow Band Imaging：狭帯域光観察）モードと、白色光を照明するＷＬＩ（White
Light Imaging：白色光観察）モードと、ＭＩ（Molecular Imaging：分子画像観察）モードとを備えている。これらの照明モードから、例えばタッチパネルやスイッチ等により所望の照明モードをユーザが選択することで、ダイクロイックミラー４０が、図示しない移動機構により各光源の光軸に直交する軸線回りに回転される。
　ダイクロイックミラー４０とライトガイド４３との間には、ダイクロイックミラー４０からの光をライトガイド４３の入射端に集光するレンズ群４１，４２が配置されている。
　ライトガイド４３は、例えばガラス等で形成された導光ロッドであり、レンズ群４１，４２により集光されたダイクロイックミラー４０からの光を出射端まで導くようになっている。
　上記構成を有する照明装置３の作用について以下に説明する。
　まず、ＷＬＩモードでは、図１８に示されるように、ダイクロイックミラー４０が、図示しない移動機構により各光源の光軸に直交する軸線回りに回転され、その反射面が第２の光源２０の光軸に沿う方向になるように配置される。
　この状態において第２の光源２０が点灯される。
　第２の光源２０からは、例えば白色等の比較的広帯域で連続的なスペクトルを有する光Ｌ２が射出される。第２の光源２０から射出された光Ｌ２は、レンズ群２１，２２により略平行光にされ、レンズ群４１，４２によりライトガイド４３の入射端に集光されて、ライトガイド４３により出射端まで導かれて射出される。
　これにより、第２の光源２０から射出された光Ｌ２、すなわち、図２３に示すような広帯域で連続的なスペクトルを有する白色光を照射することができ、演色性の高い観察を行うことができる。
　次に、ＮＢＩモードでは、図２４に示されるように、ダイクロイックミラー４０が、第１の光源１０から射出された光Ｌ１をライトガイド４３の入射端に向けて反射する角度に設定される。
　この状態において第１の光源１０および第２の光源２０が点灯される。
　第１の光源１０からは、例えばバイオレット色等の比較的短波長の光Ｌ１が射出される。第１の光源１０から射出された光Ｌ１は、レンズ群１１，１２により略平行光にされ、ダイクロイックミラー４０によりライトガイド４３の入射端に向けて反射される。
　第２の光源２０からは、例えば白色等の比較的広帯域で連続的なスペクトルを有する光Ｌ２が射出される。第２の光源２０から射出された光Ｌ２は、レンズ群２１，２２により略平行光にされ、ダイクロイックミラー４０に入射する。ダイクロイックミラー４０では、図２５に示すように、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち、一部がライトガイド４３の入射端の方向に透過し、その他が反射される。具体的には、ダイクロイックミラー４０は、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち、例えば５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光Ｌ２’を透過するともに、５００ｎｍ未満および６００ｎｍ以上の波長帯域の光を反射する。
　このような反射特性を有するダイクロイックミラー４０により、図２６に示すように、第１の光源１０から射出された光Ｌ１と、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光Ｌ２’とが合成される。このように合成された光は、レンズ群４１，４２によりライトガイド４３の入射端に集光され、ライトガイド４３により出射端まで導かれて射出される。
　このようにすることで、血液中のヘモグロビンに吸収されやすい狭帯域化された２つの波長帯域の光（例えば、３９０～４４５ｎｍの波長帯域の光と５３０～５５０ｎｍの波長帯域の光）を照射することができ、粘膜表層の毛細血管、粘膜微細模様を強調して表示することができる。
　次に、ＭＩモードでは、図２７に示されるように、ダイクロイックミラー４０が、第３の光源３０から射出された光Ｌ３をライトガイド４３の入射端に向けて反射する角度に設定される。
　この状態において第２の光源２０および第３の光源３０が点灯される。
　第３の光源３０からは、例えばＩＲ光等の比較的短波長の光Ｌ３が射出される。第３の光源３０から射出された光Ｌ３は、レンズ群３１，３２により略平行光にされ、ダイクロイックミラー４０によりライトガイド４３の入射端に向けて反射される。
　第２の光源２０からは、例えば白色等の比較的広帯域で連続的なスペクトルを有する光Ｌ２が射出される。第２の光源２０から射出された光Ｌ２は、レンズ群２１，２２により略平行光にされ、ダイクロイックミラー４０に入射する。ダイクロイックミラー４０では、図２８に示すように、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち、一部がライトガイド４３の入射端の方向に透過し、その他が反射される。具体的には、ダイクロイックミラー４０は、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち、例えば５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光Ｌ２’を透過するともに、５００ｎｍ未満および６００ｎｍ以上の波長帯域の光を反射する。
　このような反射特性を有するダイクロイックミラー４０により、図２９に示すように、第３の光源３０から射出された光Ｌ３と、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光Ｌ２’とが合成される。このように合成された光は、レンズ群４１，４２によりライトガイド４３の入射端に集光され、ライトガイド４３により出射端まで導かれて射出される。
　このようにすることで、第３の光源３０から射出された光Ｌ３を励起光とし、第２の光源２０から射出された光Ｌ２のうち５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域の光Ｌ２’を参照光として、体内の特定の分子（例えばブドウ糖や様々なたんぱく質など）の分布や動きを観察することができ、例えば癌や神経疾患や心疾患等の有無・進行状況・悪性度等を診断することができる。
　以上のように、本実施形態の照明装置３によれば、第１の光源１０からの光Ｌ１を含む特定の波長帯域の光を射出したい場合には、ＮＢＩモードを選択し、第１の光源１０からの光Ｌ１を合成光の射出光軸方向に反射するように、ダイクロイックフィルタ４０を各光源の光軸に直交する軸線回りに回転させる。この状態において、第１の光源１０および／または第２の光源２０を点灯させることによって、所望の波長帯域の光を射出することができる。
　また、例えば白色光のようなブロードな光を射出したい場合には、ＷＬＩモードを選択し、板状のフィルタであるダイクロイックフィルタ４０の反射面が第２の光源２０の射出光軸に沿う方向となるように、ダイクロイックフィルタ４０を各光源の光軸に直交する軸線回りに回転させる。この状態において、第２の光源２０を点灯させることによって、広帯域で連続的なスペクトルを有する光Ｌ２を、ダイクロイックフィルタ４０により反射させることなくそのまま射出することができる。
　また、第３の光源３０からの光Ｌ３（ＩＲ光）を含む特定の波長帯域の光を射出したい場合には、ＭＩモードを選択し、第３の光源３０からの光Ｌ３を合成光の射出光軸方向に反射するように、ダイクロイックフィルタ４０を各光源の光軸に直交する軸線回りに回転させる。この状態において、第３の光源３０および／または第２の光源２０を点灯させることによって、所望の波長帯域の光を射出することができる。
〔第１の変形例〕
　本実施形態に係る照明装置３の第１の変形例として、ダイクロイックフィルタ４０の回転と各光源の点灯とを同期させることとしてもよい。ここで、第１の光源１０から射出される光Ｌ１、第２の光源２０から射出される光Ｌ２、第３の光源３０から射出される光Ｌ３のスペクトルはそれぞれ補完関係にある。そこで、ダイクロイックフィルタ４０の回転に同期して各光源を順次点灯させることで、図３０に示すように、広帯域で連続的なスペクトルを有する光を重畳光として射出することができる。
　また、ＷＬＩモード、ＮＢＩモード、ＭＩモードを、高速で順次切り替えられるため、高速面順次のような照明を行うことができる。この場合において、各照明モードを撮像と同期させることで、３つの照明モードで被写体を撮像できるため、画像処理によって、ＷＬＩモードの画像にＮＢＩモードやＭＩモードを重畳したり、高速に切り替え表示を行うことが可能となる。
〔第２の変形例〕
　本実施形態に係る照明装置３の第２の変形例として、ダイクロイックフィルタ４０の静止角度を微調整することとしてもよい。
　具体的には、ダイクロイックフィルタ４０の入射角依存性（波長シフト）を考慮することによって、ダイクロイックフィルタ４０の静止角を、上記のように４５°，０°，－４５°の３パターンだけでなく、例えば４３°，４０°としてもよい。これにより、ダイクロイックフィルタ４０の静止する角度に応じて、白色光（第２の光源２０から射出される光Ｌ２）から切り出すＧ帯域の波長を任意に設定することができる。
　例えば、ＮＢＩモードとＡＦＩモードともにバイオレット色の光と緑色の光を使用するが、照射する波長が少し異なっている（ＮＢＩモードのＧバンドの中心波長はＡＦＩのそれよりも１０ｎｍ短い）。ＮＢＩモードとＡＦＩモードとでフィルタの静止角を変えることで、最適なＧ帯域の波長を提供できる。
　さらに、ダイクロイックフィルタ４０の分光特性を図３１に示す特性とし、ダイクロイックフィルタ４０の静止角度を図３３のように変化させることで、各光源からの光の波長を図３２から図３４に示すようにシフトさせることができる。これにより、例えば蛍光試薬の種類により励起光の波長を数１０ｎｍシフトさせたい場合にも、ダイクロイックフィルタ４０の静止角度を変化させて、励起光（射出光）の波長を微調節して蛍光観察を行うことができる。
　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の実施形態および各変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよい。
　また、各実施形態において本発明の照明装置を観察システムに適用した例を説明したが、このような照明装置が適用可能なシステムの例としては、特殊光（赤外光観察や薬剤蛍光検察など）を用いる内視鏡システムや、蛍光観察を行う顕微鏡システムなどが挙げられる。
　また、各実施形態において、各光源はそれぞれ独立した１つのＬＥＤであるとして説明したが、異なる波長のチップをパッケージングしたマルチチップのＬＥＤモジュールを用いることとしてもよい。これにより、出力光（合成光）におけるスペクトルの自由度を増加させることができ、より所望の帯域の光を得ることができる。
　また、光合成部の具体例としてダイクロイックフィルタを挙げて説明したが、例えばダイクロイックプリズム等でもよい。
１，２，３　照明装置
１０　第１の光源
１１，１２　レンズ群
２０　第２の光源
２１，２２　レンズ群
３０　第３の光源
３１，３２　レンズ群
４０　ダイクロイックミラー（光合成部）
４１，４２　レンズ群
４３　ライトガイド
Ｌ１　第１の波長帯域の光
Ｌ２　第２の波長帯域の光
Ｌ３　第３の波長帯域の光

Claims (7)

  1. 　第１の波長帯域の光を発する第１の光源と、
    　前記第１の波長帯域よりも広帯域で連続的なスペクトルを有する第２の波長帯域の光を発する第２の光源と、
    　前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光とを合成する光合成部と、
    　該光合成部による各前記波長帯域の光の合成比率を調節する合成比率調節部とを備える照明装置。
  2. 　前記光合成部が、前記第１の波長帯域の光を反射するとともに、前記第２の波長帯域の光の一部を透過して、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光とを合成し、
    　前記合成比率調節部が、前記光合成部を前記第２の光源の光軸上から挿脱する請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記第２の波長帯域の一部の波長帯域である第３の波長帯域の光を発する第３の光源を備え、
    　前記光合成部が、前記第１の波長帯域の光および前記第２の波長帯域の光を反射するとともに、前記第３の波長帯域の光を透過し、
    　前記合成比率調節部が、前記光合成部を各前記光源の光軸に直交する軸線回りに回転させる請求項１に記載の照明装置。
  4. 　前記第１の波長帯域および前記第２の波長帯域とは異なる波長帯域である第３の波長帯域の光を発する第３の光源を備え、
    　前記光合成部が、前記第１の波長帯域の光および前記第３の波長帯域の光を反射するとともに、前記第２の波長帯域の光の一部を透過する板状のフィルタであり、
    　前記合成比率調節部が、前記光合成部を各前記光源の光軸に直交する軸線回りに回転させる請求項１に記載の照明装置。
  5. 　前記光合成部の回転に同期して、各前記光源を点灯させる請求項４に記載の照明装置。
  6. 　前記合成比率調節部が、射出する光の波長帯域に応じて、前記光合成部の各前記光源の光軸に直交する軸線回りの回転角度を微調節する請求項３から請求項５のいずれかに記載の照明装置。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれかに記載の照明装置と、
    　該照明装置により照明された標本の画像を撮像する撮像素子とを備える観察システム。
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