專利名稱：照明裝置及觀察系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明裝置及具有該照明裝置的觀察系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
過(guò)去已經(jīng)公知的照明裝置在白色光源和被照明區(qū)域之間設(shè)置有可動(dòng)濾光片，該可動(dòng)濾光片由具有兩種以上的不同的分光特性的濾光片構(gòu)成，按照照明模式使濾光片移動(dòng)， 從白色光機(jī)械地切換透射到被照明部的光(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。另外，還知道一種照明裝置具有亮度優(yōu)先模式和顏色優(yōu)先模式，通過(guò)輸出模式設(shè)定信號(hào)來(lái)電切換亮度優(yōu)先模式和顏色優(yōu)先模式(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。另外，還知道有這樣的照明裝置，利用激光光源等發(fā)出的副照明光部分地置換幾乎是白色的燈等發(fā)出的主照明光，利用副照明光強(qiáng)調(diào)主照明光的發(fā)光光譜來(lái)生成照明光 (例如，參照專利文獻(xiàn)3)。專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2001-314370號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)2006-349731號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開(kāi)2002-296680號(hào)公報(bào)在此，在以分光特性不同的兩種以上的照明模式進(jìn)行對(duì)象物的觀察和測(cè)定的情況下，要求縮短切換時(shí)間，以便縮短作業(yè)時(shí)間。此外，在觀察中，要求在較短期間內(nèi)反復(fù)進(jìn)行多種照明模式下的觀察，在影像監(jiān)視器上顯示兩個(gè)畫面或?qū)蓚€(gè)畫面疊加，由此容易進(jìn)行特征部位的位置確認(rèn)。具體地講，例如在使用內(nèi)窺鏡的診察中可以列舉出將以特定的波長(zhǎng)發(fā)出熒光的病變部疊加在白色光照明下的觀察圖像上，由此確定病變部的位置的熒光觀察寸。但是，在專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的切換方法中，由于機(jī)械地使濾光片移動(dòng)，因而濾光片的切換花費(fèi)時(shí)間，導(dǎo)致其作業(yè)時(shí)間變長(zhǎng)。并且，當(dāng)在切換途中不同濾光片的邊界區(qū)域被配置在光路上的狀態(tài)下，存在產(chǎn)生圖像紊亂的問(wèn)題。在專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的切換方法中，能夠根據(jù)照明模式切換地變更LED的驅(qū)動(dòng)條件， 瞬時(shí)進(jìn)行模式切換。但是，僅僅是能夠變更由RGB的各光源構(gòu)成的照明裝置的顏色平衡，存在很多情況下不能得到所要求的分光特性的問(wèn)題。在專利文獻(xiàn)3公開(kāi)的照明裝置中公開(kāi)了照明光合成單元，在光源的主照明光的光量少于副照明光的光量的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶中，將主照明光置換為副照明光，由此用副照明光強(qiáng)調(diào)主照明光的發(fā)光光譜的預(yù)定波長(zhǎng)頻帶來(lái)生成照明光，但是沒(méi)有關(guān)于照明模式的切換的公開(kāi)，存在有時(shí)不能得到所要求的分光特性的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供一種照明裝置和觀察系統(tǒng)， 能夠在短時(shí)間內(nèi)切換具有不同的分光特性的兩種以上的照明模式。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下方案。
本發(fā)明的第一方式是一種照明裝置，在由彼此不同的預(yù)定頻帶的光構(gòu)成的多種照明模式下對(duì)照明區(qū)域進(jìn)行照明，其特征在于，相比所述多種照明模式中的一種照明模式所需要的第1頻帶，另一種照明模式所需要的第2頻帶具有更寬的頻帶，所述照明裝置具有 第1光源，其射出與所述第1頻帶大致相同的頻帶的照明光；第2光源，其射出至少所述第 2頻帶的照明光；光合成部，其使所述第1光源射出的照明光中的所述第1頻帶的光作為透射光向照明區(qū)域方向透射，并且使所述第2光源射出的照明光中所述第1頻帶的光之外的光作為反射光向照明區(qū)域方向反射，對(duì)所述透射光和所述反射光進(jìn)行光學(xué)合成；照明模式選擇部，其從所述多種照明模式中選擇一種照明模式；以及控制部，其根據(jù)該選擇的照明模式控制所述第1光源和所述第2光源射出的光的光量，所述一種照明模式是只使所述第1 光源點(diǎn)亮的第1照明模式，所述另一種照明模式是使所述第1光源和所述第2光源都點(diǎn)亮的第2照明模式。另外，在更換了各個(gè)光源相對(duì)于光合成部的位置時(shí)，也能夠采用與第一方式不同的下述第二方式。本發(fā)明的第二方式是一種照明裝置，在由彼此不同的預(yù)定頻帶的光構(gòu)成的多種照明模式下對(duì)照明區(qū)域進(jìn)行照明，其特征在于，相比所述多種照明模式中的一種照明模式所需要的第1頻帶，另一種照明模式所需要的第2頻帶具有更寬的頻帶，所述照明裝置具有 第1光源，其射出與所述第1頻帶大致相同的頻帶的照明光；第2光源，其射出至少所述第 2頻帶的照明光；光合成部，其使所述第1光源射出的照明光中的所述第1頻帶的光作為反射光向照明區(qū)域方向反射，并且使所述第2光源射出的照明光中所述第1頻帶的光之外的光作為透射光向照明區(qū)域方向透射，對(duì)所述反射光和所述透射光進(jìn)行光學(xué)合成；照明模式選擇部，其從所述多種照明模式中選擇一種照明模式；以及控制部，其根據(jù)該選擇的照明模式控制所述第1光源和所述第2光源射出的光的光量，所述一種照明模式是只使所述第1 光源點(diǎn)亮的第1照明模式，所述另一種照明模式是使所述第1光源和所述第2光源都點(diǎn)亮的第2照明模式。根據(jù)本發(fā)明的第一方式和第二方式，根據(jù)照明模式控制第1光源和第2光源射出的光的光量，通過(guò)對(duì)這些第1光源和第2光源射出的光進(jìn)行光學(xué)合成，提供與照明模式對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)頻帶的照明光。這里，所謂多種照明模式是指相比多種照明模式中的一種照明模式所需要的第1 頻帶，另一種照明模式所需要的第2頻帶具有更寬的頻帶，第1光源射出與所述第1頻帶大致相同的頻帶的照明光。此外，第2光源射出至少所述第2頻帶的照明光。即，第2光源射出的照明光的頻帶比第1光源射出的照明光的頻帶寬。因此，在使第1光源和第2光源雙方都點(diǎn)亮的情況下，射出波長(zhǎng)頻帶相互補(bǔ)充的光作為合成光。此外，在只使第1光源點(diǎn)亮的情況下，射出與第1頻帶大致相同的頻帶的照明光作為合成光。因此，例如在第2照明模式下通過(guò)使所有光源點(diǎn)亮，能夠向被檢體照射較寬頻帶的光(例如白色光)進(jìn)行普通的觀察。此外，例如在第1照明模式下通過(guò)只使第1光源點(diǎn)亮，能夠向被檢體照射較窄頻帶的光(例如藍(lán)色光)進(jìn)行特殊光觀察。通過(guò)這樣控制第1 光源和第2光源的點(diǎn)亮狀態(tài)，能夠在瞬時(shí)切換觀察模式。本發(fā)明的第三方式是一種觀察系統(tǒng)，其具有上述的任意一種照明裝置；照射光學(xué)系統(tǒng)，其向被檢體照射由所述光合成部合成后的光；以及受光部，其接受來(lái)自所述被檢體的反射光，所述控制部根據(jù)所述受光部所接受的反射光的強(qiáng)度，控制所述第1光源和所述第2光源的射出光量。根據(jù)本發(fā)明的第三方式，照射光學(xué)系統(tǒng)使光合成部合成后的光照射被檢體，來(lái)自被檢體的反射光被受光部接受。并且，控制部根據(jù)受光部所接受的反射光的強(qiáng)度，控制第1 光源和第2光源的射出光量。由此，能夠根據(jù)來(lái)自被檢體的反射光的強(qiáng)度調(diào)節(jié)照射被檢體的光量，能夠提高被檢體的觀察精度。在上述的第三方式中，也可以是，所述受光部是拍攝所述被檢體的攝像元件，所述控制部控制所述第1光源和所述第2光源的射出光量，使得由所述攝像元件取得的圖像的
亮度固定。這樣，能夠由攝像元件取得被檢體的圖像，并控制第1光源和第2光源的射出光量，使得該圖像的亮度固定，能夠以固定的亮度來(lái)觀察被檢體。根據(jù)本發(fā)明，能夠在短時(shí)間內(nèi)切換具有不同的分光特性的兩種以上的照明模式。


圖1是本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式的觀察系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的照明裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。圖3是表示圖2中的第1光源的分光特性的曲線圖。圖4是表示圖2中的第2光源的分光特性的曲線圖。圖5是表示圖2中的分光鏡的反射特性的曲線圖。圖6是表示圖2中的照明裝置的各種照明模式下的各個(gè)光源的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖。圖7是表示從圖2中的照明裝置射出的白色光模式下的照明光的分光特性的曲線圖。圖8是表示從圖2中的照明裝置射出的特殊光模式下的照明光的分光特性的曲線圖。圖9是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的照明裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。圖10是表示圖9中的第1光源的分光特性的曲線圖。圖11是表示圖9中的第2光源的分光特性的曲線圖。圖12是表示圖9中的分光鏡的反射特性的曲線圖。圖13是表示圖9中的照明裝置的各照明模式下的各個(gè)光源的點(diǎn)亮狀態(tài)的圖。圖14是表示從圖9中的照明裝置射出的白色光模式下的照明光的分光特性的曲線圖。圖15是表示從圖9中的照明裝置射出的特殊光模式下的照明光的分光特性的曲線圖。圖16是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的照明裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。圖17是表示圖16中的第1光源的分光特性的曲線圖。圖18是表示圖16中的第2光源的分光特性的曲線圖。圖19是表示圖16中的第1分光鏡的反射特性的曲線圖。圖20是表示圖16中的第2分光鏡和第3分光鏡的反射特性的曲線圖。
圖21是表示圖16中的第4分光鏡的反射特性的曲線圖。圖22是表示通過(guò)圖16中的照明裝置的光路A的光的分光特性的曲線圖。圖23是表示通過(guò)圖16中的照明裝置的光路B的光的分光特性的曲線圖。圖M是表示通過(guò)圖16中的照明裝置的光路C的光的分光特性的曲線圖。圖25是表示通過(guò)圖16中的照明裝置的光路D的光的分光特性的曲線圖。圖沈是表示從圖16中的照明裝置射出的白色光模式下的照明光的分光特性的曲線圖。圖27是表示從圖16中的照明裝置射出的特殊光模式下的照明光的分光特性的曲線圖。符號(hào)說(shuō)明1光源(第1光源)；2光源(第2光源)；4分光鏡；5分光鏡(光合成部)；6分光鏡(光合成部)；7分光鏡(光合成部)；10照明裝置；11光源單元(照射光學(xué)系統(tǒng))；12 光源驅(qū)動(dòng)部；13照明控制部(控制部)；21攝像單元(受光部)；22圖像處理部；23圖像監(jiān)視器；四照明模式選擇部；100觀察系統(tǒng)；S被攝體。
具體實(shí)施例方式(第1實(shí)施方式)下面，參照

本發(fā)明的第1實(shí)施方式的照明裝置。圖1是具有本實(shí)施方式的照明裝置的觀察系統(tǒng)100的整體結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施方式的觀察系統(tǒng)100如圖1所示具有由光源單元(照射光學(xué)系統(tǒng))11、光源驅(qū)動(dòng)部12和照明控制部(控制部)13構(gòu)成的照明裝置10、攝像單元(受光部)21、圖像處理部22和圖像監(jiān)視器23。光源單元11具有多個(gè)光源，向被攝體S照射照明光。另外，關(guān)于光源單元11的詳細(xì)結(jié)構(gòu)將在后面進(jìn)行說(shuō)明。攝像單元21例如是C⑶等攝像元件，檢測(cè)由光源單元11照射的照明光從被攝體S 反射的反射光。即，攝像單元21作為接受來(lái)自被攝體S的反射光的受光單元發(fā)揮作用。此外，攝像單元21通過(guò)檢測(cè)來(lái)自被攝體S的反射光來(lái)拍攝被攝體S，并向圖像處理部22輸出
攝像信號(hào)。圖像處理部22對(duì)從攝像單元21輸出的攝像信號(hào)進(jìn)行處理，生成被攝體S的圖像。 圖像處理部22將所生成的被攝體S的圖像作為圖像顯示信號(hào)輸出給圖像監(jiān)視器23，并且將被攝體S的圖像的亮度作為畫面亮度信號(hào)輸出給照明控制部13。圖像監(jiān)視器23根據(jù)從圖像處理部22輸出的圖像顯示信號(hào)，在監(jiān)視器畫面上顯示被攝體S的圖像。除了從圖像處理部22輸出的畫面亮度信號(hào)之外，例如從開(kāi)關(guān)等照明模式選擇部四輸出的照明模式指示信號(hào)也發(fā)送給照明控制部13。在此，照明模式指示信號(hào)是指示將從光源單元11照射到被攝體S的照明光切換為例如白色光或特殊光等的信號(hào)。該照明模式指示信號(hào)也發(fā)送給圖像處理部22，并切換為最適合于各個(gè)照明模式的圖像處理方法來(lái)生成圖像。例如，在只照射容易被血液中的血紅蛋白吸收的415nm附近和 540nm附近的光使血管明確的觀察方法中，只要將415nm附近的光的反射光生成為顯示圖像的B(藍(lán)色)和G(綠色)通道信號(hào)，將MOnm附近的光的反射光生成為顯示圖像的R(紅色)通道信號(hào)，并輸出給圖像監(jiān)視器23即可。照明控制部13根據(jù)從圖像處理部22輸出的畫面亮度信號(hào)來(lái)生成光源控制信號(hào)， 并將該信號(hào)輸出給光源驅(qū)動(dòng)部12。具體地講，照明控制部13計(jì)算由光源單元11照射的照明光的光量來(lái)作為光源控制信號(hào)輸出給光源驅(qū)動(dòng)部12，使得由圖像處理部22生成的被攝體S的圖像的亮度固定。此外，照明控制部13根據(jù)所選擇的照明模式，將使光源單元11的多個(gè)光源中的哪個(gè)光源點(diǎn)亮作為光源控制信號(hào)輸出給光源驅(qū)動(dòng)部12。另外，當(dāng)在光源驅(qū)動(dòng)部12的控制下未能將被攝體S的圖像的亮度變?yōu)楣潭ǖ那闆r下，當(dāng)在圖像監(jiān)視器23上顯示被攝體S的圖像時(shí)，也可以由圖像處理部22調(diào)整顯示增益， 以使被攝體S的圖像的亮度固定。光源驅(qū)動(dòng)部12根據(jù)從照明控制部13輸出的光源控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)光源單元11的多個(gè)光源。光源單元11如圖2所示具有光軸被配置于相互垂直的方向的光源(第1光源)1 和光源(第2光源)2、以及被配置于光源1的光軸和光源2的光軸的交點(diǎn)上的分光鏡(光合成部)5。光源1是如圖3所示射出波長(zhǎng)頻帶較寬的白色光Ll的光源。光源2是射出例如激光等波長(zhǎng)頻帶較窄的光L2的光源，如圖4所示，相比光Li，射出在極其有限的波長(zhǎng)頻帶(圖5所示的波長(zhǎng)λ 1 λ 2的波長(zhǎng)頻帶)中具有大致全部成分的光。如圖5所示，分光鏡5具有使波長(zhǎng)小于λ 1以及波長(zhǎng)λ 2以上的波長(zhǎng)頻帶的光透射并且使波長(zhǎng)λ 1 λ 2的波長(zhǎng)頻帶的光反射的反射特性。通過(guò)具有這種反射特性，分光鏡5使從光源1射出的光Ll中波長(zhǎng)小于λ 1的波長(zhǎng)頻帶的光以及波長(zhǎng)λ 2以上的波長(zhǎng)頻帶的光透射。并且，分光鏡5使從光源1射出的光Ll 中波長(zhǎng)λ 1 λ 2的波長(zhǎng)頻帶的光反射。此外，分光鏡5使從光源2射出的光L2中波長(zhǎng)小于λ 1以及波長(zhǎng)λ 2以上的波長(zhǎng)頻帶的光透射。此外，分光鏡5使從光源2射出的光L2中波長(zhǎng)λ λ 2的波長(zhǎng)頻帶的光沿從光源1射出的光Ll的光軸方向反射。在此，如前面所述，光L2在波長(zhǎng)λ λ2的波長(zhǎng)頻帶中具有大致全部的成分，因而光L2的基本全部成分通過(guò)分光鏡5沿光Ll的光軸方向反射。在此，在向被攝體S照射白色光的白色光模式下，如圖6所示，使光源1和光源2點(diǎn)売。在這種情況下，分光鏡5將從光源1射出的光Ll中透過(guò)分光鏡5的光、和從光源 2射出的光L2中被分光鏡5反射的光進(jìn)行合成，使該合成光L5沿光Ll的光軸方向射出。 如圖7所示，該合成光L5具有使從光源1射出的光Ll中波長(zhǎng)小于λ 以及波長(zhǎng)λ2以上的波長(zhǎng)頻帶的光、和從光源2射出的光L2中波長(zhǎng)λ 1 λ 2的波長(zhǎng)頻帶的光重合的分光特性。此外，在向被攝體S照射特殊光的特殊光模式下，如圖6所示，例如使光源1滅燈， 只使光源2點(diǎn)亮。在這種情況下，分光鏡5使從光源2射出的光L2中波長(zhǎng)λ 1 λ 2的波長(zhǎng)頻帶的光沿光Ll的光軸方向反射并射出。在這種情況下，沿光Ll的光軸方向射出的光的分光特性如圖8所示。下面，對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的觀察系統(tǒng)100的作用進(jìn)行說(shuō)明。首先，例如用戶從多種照明模式中選擇一種照明模式，由此，從未圖示的照明模式選擇部四發(fā)送用于在所選擇的照明模式下驅(qū)動(dòng)照明裝置10的照明模式指示信號(hào)。在所選擇的照明模式是白色光模式時(shí)，光源1和光源2都被驅(qū)動(dòng)。在這種情況下， 通過(guò)分光鏡5將從光源1射出的光Ll中波長(zhǎng)小于λ 1以及波長(zhǎng)λ 2以上的波長(zhǎng)頻帶的光、 和從光源2射出的光L2中波長(zhǎng)λ λ 2的波長(zhǎng)頻帶的光進(jìn)行合成，使該合成光L5沿光 Ll的光軸方向射出。如圖7所示，該合成光L5是具有較寬的波長(zhǎng)頻帶的白色光。另一方面，在所選擇的照明模式是特殊光模式時(shí)，光源1被滅燈，只有光源2被驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，通過(guò)分光鏡5使從光源2射出的光L2中波長(zhǎng)λ 1 λ 2的波長(zhǎng)頻帶的光沿從光源1射出的光Ll的光軸方向射出。在這種情況下，如圖8所示，沿光Ll的光軸方向射出的光是具有較窄的波長(zhǎng)頻帶的特殊光。在上述的任意一種照明模式下，都是由照明控制部13控制從光源單元11照射的照明光的光量，以使被攝體S的圖像的亮度固定。下面，對(duì)這種照明光的光量的控制進(jìn)行說(shuō)明。首先，從光源單元11向被攝體S照射照明光，來(lái)自被攝體S的反射光被攝像單元 21檢測(cè)到。然后，由圖像處理部22對(duì)從攝像單元21輸出的攝像信號(hào)進(jìn)行處理，生成被攝體S 的圖像，該被攝體S的圖像被顯示在圖像監(jiān)視器23上。此外，被攝體S的圖像的亮度作為畫面亮度信號(hào)輸出給照明控制部13。在照明控制部13中，根據(jù)來(lái)自圖像處理部22的畫面亮度信號(hào)，控制由光源單元11 照射的照明光的光量，以使被攝體S的圖像的亮度固定。下面，對(duì)在上述的照明光的光量控制中簡(jiǎn)單地切換照明模式的情況、和在短時(shí)間內(nèi)交替切換兩種照明模式的情況分別進(jìn)行說(shuō)明。在簡(jiǎn)單地切換照明模式的情況下，在白色光模式下，使光源1和光源2點(diǎn)亮，并控制兩個(gè)光源的光量，使得在保持兩個(gè)光源的光量比固定的狀態(tài)下使畫面的亮度固定，從而不會(huì)破壞顏色平衡。另外，在特殊光模式下，只使光源2點(diǎn)亮，并控制光源2的光量，使得畫面的亮度固定。通過(guò)如上所述控制光源1和光源2，在白色光模式下和特殊光模式下，都能夠使顯示在圖像監(jiān)視器23上的被攝體S的圖像的亮度保持固定。此外，在對(duì)被特定波長(zhǎng)激勵(lì)而發(fā)出熒光的部位進(jìn)行觀察時(shí)，如果只觀察熒光圖像， 則不容易判別特定的部位位于哪個(gè)位置。因此，在短時(shí)間內(nèi)交替地切換照明模式，取得用特殊光照明的圖像、和用于比較而用其它照明光觀察到的圖像，并列顯示兩個(gè)圖像或者疊加顯示兩個(gè)圖像。在本實(shí)施方式的觀察系統(tǒng)100中，按照每1幀(例如l/60s)切換照明模式，每當(dāng)切換照明模式時(shí)控制各個(gè)光源的發(fā)光量，以使各種照明模式下的畫面亮度固定。即，不進(jìn)行幀內(nèi)的光量控制，而是根據(jù)相同照明模式下的前一次的攝像畫面的信息進(jìn)行各個(gè)光源的光量控制。由此，能夠使顯示在圖像監(jiān)視器23上的被攝體S的圖像的亮度保持固定。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的照明裝置10和觀察系統(tǒng)100，從光源1射出的光Ll 中預(yù)定頻帶的光透過(guò)分光鏡5。此外，通過(guò)分光鏡5使從光源2射出的光L2中大致全部成分的光沿光Ll的光軸方向反射。由此，將從光源1射出的光Ll和從光源2射出的光L2進(jìn)行合成，并作為合成光L5射出。由此，例如通過(guò)使光源1和光源2點(diǎn)亮，能夠向被攝體S照射較寬頻帶的光(例如白色光)進(jìn)行普通的觀察。此外，例如通過(guò)只使光源2點(diǎn)亮，能夠向被攝體S照射較窄頻帶的光(例如藍(lán)色光)進(jìn)行特殊光觀察。另外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了在特殊光模式下使光源1滅燈、只使光源2點(diǎn)亮，但也可以使光源2滅燈、只使光源1點(diǎn)亮。此外，通過(guò)利用照明模式選擇部四切換白色光模式和特殊光模式等照明模式，能夠控制各個(gè)光源的點(diǎn)亮狀態(tài)，并向被攝體S照射與觀察模式對(duì)應(yīng)的光。在這種情況下，只需控制兩個(gè)光源的點(diǎn)亮，即可進(jìn)行分光特性不同的兩種照明模式的切換，因而能夠瞬時(shí)進(jìn)行照明模式的切換，并且由于不具有可動(dòng)部，因而能夠提高可靠性。此外，通過(guò)由攝像單元21取得被攝體S的圖像，并控制各個(gè)光源的光量以使該圖像的亮度固定，能夠根據(jù)來(lái)自被攝體S的反射光的強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)照射被攝體S的光量，能夠提高被攝體S的觀察精度。此外，由于控制光源單元11的照明光量，使得攝像單元21拍攝到的被攝體S的亮度固定，因而即使切換照明模式時(shí)也能夠始終保持合適的畫面亮度。(第2實(shí)施方式)下面，主要參照?qǐng)D9 圖15說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的照明裝置。本實(shí)施方式的照明裝置與前述各個(gè)實(shí)施方式的照明裝置的不同之處在于具有兩個(gè)分光鏡。下面，關(guān)于本實(shí)施方式的照明裝置，主要說(shuō)明不同之處，省略與第1實(shí)施方式相同的內(nèi)容的說(shuō)明。光源單元11如圖9所示具有光軸被配置于相互垂直的方向的光源(第1光源)1 和光源(第2光源)2、被配置于光源1的光軸和光源2的光軸的交點(diǎn)上的第2分光鏡(光合成部)6、以及被配置于光源1和第2分光鏡6之間的第1分光鏡5。如圖10所示，光源1是射出波長(zhǎng)頻帶較寬的白色光Ll的光源。光源2是射出例如激光等波長(zhǎng)頻帶較窄的光L2的光源，如圖11所示，相比光Li， 射出在極其有限的波長(zhǎng)頻帶(圖12所示的波長(zhǎng)小于λ 1的波長(zhǎng)頻帶)中具有大致全部成分的較窄頻帶的光。如圖12所示，第1分光鏡5和第2分光鏡6具有使波長(zhǎng)λ 1以上的波長(zhǎng)頻帶的光透射并且使波長(zhǎng)小于λ 1的波長(zhǎng)頻帶的光反射的反射特性。通過(guò)具有這種反射特性，分光鏡5使從光源1射出的光Ll中波長(zhǎng)λ 1以上的波長(zhǎng)頻帶的光透射。此外，分光鏡5反射從光源1射出的光Ll中波長(zhǎng)小于λ 1的波長(zhǎng)頻帶的光。分光鏡6與分光鏡5相同地使從光源1射出的光Ll中波長(zhǎng)λ 1以上的波長(zhǎng)頻帶的光透射。此外，分光鏡6使從光源2射出的光L2中波長(zhǎng)小于λ 1的波長(zhǎng)頻帶的光沿從光源 1射出的光Ll的光軸方向反射。在此，在向被攝體S照射白色光的白色光模式下，如圖13所示，例如使光源1以100%的光量點(diǎn)亮并且使光源2以80%的光量點(diǎn)亮。在這種情況下，分光鏡6將從光源1射出的光Ll中透過(guò)分光鏡5的光L5、和從光源2射出的光L2中被分光鏡6反射的光進(jìn)行合成，使該合成光L6沿光Ll的光軸方向射出。 如圖14所示，該合成光L6具有使從光源1射出的光Ll中波長(zhǎng)λ 1以上的波長(zhǎng)頻帶的光、 和從光源2射出的光L2中波長(zhǎng)小于λ 1的波長(zhǎng)頻帶的光重合的分光特性。此外，在向被攝體S照射特殊光的特殊光模式1下，如圖13所示，例如使光源1滅燈，只使光源2以100%的光量點(diǎn)亮。在這種情況下，分光鏡6使從光源2射出的光L2中波長(zhǎng)小于λ 1的波長(zhǎng)頻帶的光沿光Ll的光軸方向反射并射出。在這種情況下，沿光Ll的光軸方向射出的光的分光特性如圖15所示。此外，在向被攝體S照射特殊光的特殊光模式2下，如圖13所示，例如使光源1以 30%的光量點(diǎn)亮并且使光源2以100%的光量點(diǎn)亮。在這種情況下，分光鏡6將從光源1射出的光Ll中透過(guò)分光鏡5的光L5、和從光源2射出的光L2中被分光鏡6反射的光進(jìn)行合成，使該合成光L6沿光Ll的光軸方向射出。另外，各個(gè)光源的光量比也可以根據(jù)觀察對(duì)象或畫面的亮度等任意變化。根據(jù)本實(shí)施方式的照明裝置，除了與前述第1實(shí)施方式相同的效果之外，通過(guò)使從光源1射出的光Ll透過(guò)兩個(gè)分光鏡，能夠銳利地進(jìn)行頻帶的截止。由此，即使是電介質(zhì)層數(shù)較少(即低廉)的濾光片，也能夠充分進(jìn)行頻帶分離。(第3實(shí)施方式)下面，主要參照?qǐng)D16 圖27說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施方式的照明裝置。本實(shí)施方式的照明裝置與前述各個(gè)實(shí)施方式的照明裝置的不同之處在于，將來(lái)自各個(gè)光源的光暫時(shí)分離后再合成。下面，關(guān)于本實(shí)施方式的照明裝置，主要說(shuō)明不同之處， 省略與前述各個(gè)實(shí)施方式相同的內(nèi)容的說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，如圖16所示，光源單元11具有光軸被配置于相互垂直的方向的光源(第1光源)1和光源(第2光源)2、被配置于光源1的光軸上的分光鏡4、5、6、7、以及被配置于從分光鏡4分支的分支光路上的反射鏡8、9。如圖17所示，光源1是射出波長(zhǎng)頻帶較寬的白色光Ll的光源。光源2是射出例如激光等波長(zhǎng)頻帶較窄的光L2的光源，如圖18所示，與光Ll相比，射出在極其有限的波長(zhǎng)頻帶(圖19和圖20所示的波長(zhǎng)λ λ 2的波長(zhǎng)頻帶)中具有大致全部成分的較窄頻帶的光。分光鏡4、5、6、7按照與光源1從近到遠(yuǎn)的順序配置在光源1的光軸上。如圖19所示，第1分光鏡4具有使波長(zhǎng)λ 1以上的波長(zhǎng)頻帶的光透射并且反射波長(zhǎng)小于λ 1的波長(zhǎng)頻帶的光的反射特性。如圖20所示，第2分光鏡5和第3分光鏡6具有使波長(zhǎng)λ 2以上的波長(zhǎng)頻帶的光透射并且反射波長(zhǎng)小于λ2的波長(zhǎng)頻帶的光的反射特性。如圖21所示，第4分光鏡7具有使波長(zhǎng)λ 1以上的波長(zhǎng)頻帶的光透射并且反射波長(zhǎng)小于λ 1的波長(zhǎng)頻帶的光的反射特性。在具有上述結(jié)構(gòu)的照明裝置中，在向被攝體S照射白色光的白色光模式下，使光源1和光源2點(diǎn)亮。
在這種情況下，第1分光鏡4使從光源1射出的光Ll中波長(zhǎng)λ 1以上的光L4沿光軸方向透射(光路Α)，并且使波長(zhǎng)小于λ 1的光Li’朝向反射鏡9射出(光路B)。如圖22所示，通過(guò)光路A的光L4是從光源1射出的光Ll中波長(zhǎng)λ 1以上的波長(zhǎng)頻帶的光。如圖23所示，通過(guò)光路B的光Li’是從光源1射出的光Ll中波長(zhǎng)小于λ 1的波長(zhǎng)頻帶的光。通過(guò)光路B的光Li’由反射鏡9和反射鏡8向第4分光鏡7反射。第2分光鏡5使透過(guò)第1分光鏡4的光L4中波長(zhǎng)λ 2以上的光L5沿光軸方向透射(光路C)，并且使波長(zhǎng)小于λ 2的光反射到光路之外。通過(guò)光路C的光L5是如圖M所示透過(guò)第1分光鏡4的光L4中波長(zhǎng)λ 2以上的波長(zhǎng)頻帶的光。第3分光鏡6使透過(guò)第2分光鏡5的光L5中波長(zhǎng)λ 2以上的光沿光軸方向透射， 并且使從光源2射出的光L2中波長(zhǎng)小于λ 2的光沿光源1的光軸方向反射。由此，第3分光鏡6將光L5中波長(zhǎng)λ 2以上的光和光L2中波長(zhǎng)小于λ 2的光合成，使這些光的合成光 L6沿光源1的光軸方向射出(光路D)。通過(guò)光路D的光L6是具有如圖25所示的分光特性的光。第4分光鏡7使透過(guò)第3分光鏡6的光L6中波長(zhǎng)λ 1以上的光沿光軸方向透射， 并且使被反射鏡9反射的光Li’中波長(zhǎng)小于λ 1的光沿光源1的光軸方向反射。由此，第4 分光鏡7將光L6中波長(zhǎng)λ 1以上的光和光Li’中波長(zhǎng)小于λ 1的光合成，使這些光的合成光L7沿光源1的光軸方向射出。這樣從第4分光鏡7射出的合成光L7是具有如圖沈所示的分光特性的光。此外，在向被攝體S照射特殊光的特殊光模式下，例如使光源1滅燈，只使光源2點(diǎn)売。在這種情況下，通過(guò)光路D的光L6是從光源2射出的光L2中波長(zhǎng)小于λ 2的波長(zhǎng)頻帶的光。此外，從第4分光鏡7射出的合成光L7是通過(guò)光路D的光L6中波長(zhǎng)λ 以上的波長(zhǎng)頻帶的光。即，如圖27所示，從第4分光鏡7射出的合成光L7是從光源2射出的光L2中波長(zhǎng)λ 1 λ 2的波長(zhǎng)頻帶的光。根據(jù)本實(shí)施方式的照明裝置，除了與前述第1實(shí)施方式相同的效果之外，例如，不采用帶通濾光片，而是采用低通濾光片和高通濾光片將綠色等中間波長(zhǎng)的光截止。這樣，相比帶通濾光片，能夠使紅外區(qū)域或紫外區(qū)域的反射特性中出現(xiàn)折返的波長(zhǎng)變遠(yuǎn)，能夠?qū)⒔贤饩€、近紅外線等用作特殊光。另外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了在特殊光模式下使光源1滅燈，只使光源2點(diǎn)亮，但也可以使光源2滅燈，只使光源1點(diǎn)亮。并且，也可以與第2實(shí)施方式相同地改變各個(gè)光源的光量比。以上，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是具體結(jié)構(gòu)不限于這些實(shí)施方式，也包括不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)變更等。例如，在第1實(shí)施方式中說(shuō)明了將本發(fā)明的照明裝置應(yīng)用于觀察系統(tǒng)的示例，但是作為能夠應(yīng)用這種照明裝置的系統(tǒng)的示例，可以列舉使用特殊光(紅外光觀察或藥劑熒光檢查等)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)和進(jìn)行熒光觀察的顯微鏡系統(tǒng)等。此外，在各個(gè)實(shí)施方式中，以具有兩個(gè)光源的照明裝置為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是光源也可以是三個(gè)以上。另外，也能夠?qū)⑸涑龉獾牟ㄩL(zhǎng)不同的多個(gè)光源進(jìn)行組合起來(lái)用作一個(gè)光源。這樣，通過(guò)將多個(gè)光源組合起來(lái)用作一個(gè)光源，能夠容易準(zhǔn)備所需要的照明光的波長(zhǎng)。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，其在由彼此不同的預(yù)定頻帶的光構(gòu)成的多種照明模式下對(duì)照明區(qū)域進(jìn)行照明，其特征在于，相比所述多種照明模式中的一種照明模式所需要的第1頻帶，另一種照明模式所需要的第2頻帶具有更寬的頻帶， 所述照明裝置具有第1光源，其射出與所述第1頻帶大致相同的頻帶的照明光； 第2光源，其射出至少所述第2頻帶的照明光；光合成部，其使所述第1光源射出的照明光中的所述第1頻帶的光作為透射光向照明區(qū)域方向透射，并且使所述第2光源射出的照明光中所述第1頻帶的光之外的光作為反射光向照明區(qū)域方向反射，對(duì)所述透射光和所述反射光進(jìn)行光學(xué)合成； 照明模式選擇部，其從所述多種照明模式中選擇一種照明模式；以及控制部，其根據(jù)該選擇的照明模式控制所述第1光源和所述第2光源射出的光的光量， 所述一種照明模式是只使所述第1光源點(diǎn)亮的第1照明模式，所述另一種照明模式是使所述第1光源和所述第2光源都點(diǎn)亮的第2照明模式。
2.一種觀察系統(tǒng)，其具有 權(quán)利要求1所述的照明裝置；照射光學(xué)系統(tǒng)，其向被檢體照射由所述光合成部合成后的光；以及受光部，其接受來(lái)自所述被檢體的反射光，所述控制部根據(jù)所述受光部所接受的反射光的強(qiáng)度，控制所述第1光源和所述第2光源的射出光量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觀察系統(tǒng)，其中， 所述受光部是拍攝所述被檢體的攝像元件，所述控制部控制所述第1光源和所述第2光源的射出光量，使得由所述攝像元件取得的圖像的亮度固定。
4.一種照明裝置，其在由彼此不同的預(yù)定頻帶的光構(gòu)成的多種照明模式下對(duì)照明區(qū)域進(jìn)行照明，其特征在于，相比所述多種照明模式中的一種照明模式所需要的第1頻帶，另一種照明模式所需要的第2頻帶具有更寬的頻帶， 所述照明裝置具有第1光源，其射出與所述第1頻帶大致相同的頻帶的照明光； 第2光源，其射出至少所述第2頻帶的照明光；光合成部，其使所述第1光源射出的照明光中的所述第1頻帶的光作為反射光向照明區(qū)域方向反射，并且使所述第2光源射出的照明光中所述第1頻帶的光之外的光作為透射光向照明區(qū)域方向透射，對(duì)所述反射光和所述透射光進(jìn)行光學(xué)合成； 照明模式選擇部，其從所述多種照明模式中選擇一種照明模式；以及控制部，其根據(jù)該選擇的照明模式控制所述第1光源和所述第2光源射出的光的光量， 所述一種照明模式是只使所述第1光源點(diǎn)亮的第1照明模式，所述另一種照明模式是使所述第1光源和所述第2光源都點(diǎn)亮的第2照明模式。
5.一種觀察系統(tǒng)，其具有權(quán)利要求4所述的照明裝置；照射光學(xué)系統(tǒng)，其向被檢體照射由所述光合成部合成后的光；以及受光部，其接受來(lái)自所述被檢體的反射光，所述控制部根據(jù)所述受光部所接受的反射光的強(qiáng)度，控制所述第1光源和所述第2光源的射出光量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觀察系統(tǒng)，其中， 所述受光部是拍攝所述被檢體的攝像元件，所述控制部控制所述第1光源和所述第2光源的射出光量，使得由所述攝像元件取得的圖像的亮度固定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種照明裝置及觀察系統(tǒng)，能夠在短時(shí)間內(nèi)切換具有不同的分光特性的兩種以上的照明模式。照明裝置具有光源(1、2)，其在兩種以上的照明模式下發(fā)出所需要的波長(zhǎng)頻帶的光；分光鏡(5)，其使來(lái)自光源(1)的預(yù)定頻帶的光透射，而使來(lái)自光源(2)的所述預(yù)定頻帶之外的光沿來(lái)自光源(1)的光的光軸方向反射，對(duì)來(lái)自光源(1)的光和來(lái)自光源(2)的光進(jìn)行合成；以及控制部，其控制這些光源(1、2)的點(diǎn)亮狀態(tài)。
文檔編號(hào)G03B15/05GK102448225SQ201110298070
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者熊井克范 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社