專利名稱：照明裝置和觀察系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置以及具備該照明裝置的觀察系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，已知一種照明裝置，具備多個射出互不相同的波長頻帶的光的光源，通過分色鏡對來自這些光源的不同波長頻帶的光進(jìn)行合成并射出(例如，參照專利文獻(xiàn)I至3)。專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-86057號公報專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-292547號公報專利文獻(xiàn)3:日本特開2008-176083號公報

發(fā)明內(nèi)容
_6] 發(fā)明要解決的問題然而，根據(jù)上述 專利文獻(xiàn)I至3所公開的照明裝置，通過透射特定波長頻帶的光并且反射該特定波長頻帶以外的光的分色鏡來合成不同波長頻帶的光，因此合成的光的光譜變得不連續(xù)，存在演色性低這種問題。本發(fā)明是鑒于上述情形而完成的，目的在于提供一種能夠射出具有連續(xù)的光譜且演色性高的光的照明裝置和觀察系統(tǒng)。
_9] 用于解決問題的方案為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下手段。本發(fā)明的第一方式是一種照明裝置，具備:第一光源，其發(fā)出第一波長頻帶的光；第二光源，其發(fā)出比上述第一波長頻帶寬的頻帶的具有連續(xù)的光譜的第二波長頻帶的光；光合成部，其合成上述第一波長頻帶的光與上述第二波長頻帶的光；以及合成比率調(diào)節(jié)部，其調(diào)節(jié)該光合成部對各上述波長頻帶的光的合成比率。根據(jù)本發(fā)明的第一方式，來自第一光源的第一波長頻帶的光與來自第二光源的第二波長頻帶的光通過光合成部進(jìn)行合成并射出。在該情況下，通過合成比率調(diào)節(jié)部來調(diào)節(jié)光合成部對各波長頻帶的光的合成比率。通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)照明的對象使波長頻帶變化地射出光。由此，例如為了將本發(fā)明應(yīng)用于內(nèi)窺鏡裝置來觀察病變部，在想要射出特定波長頻帶的光的情況下，能夠?qū)Φ谝徊ㄩL頻帶的光與第二波長頻帶的光的合成比率進(jìn)行調(diào)節(jié)來射出特定波長頻帶的光。另一方面，例如在想要射出白色光那樣的寬帶的光的情況下，能夠直接射出第二波長頻帶的光、即比第一波長頻帶寬的頻帶的具有連續(xù)的光譜的第二波長頻帶的光。在上述第一方式中，也可以上述光合成部反射上述第一波長頻帶的光，并且透射上述第二波長頻帶的光的一部分，合成上述第一波長頻帶的光與上述第二波長頻帶的光，上述合成比率調(diào)節(jié)部將上述光合成部插入到上述第二光源的光軸上或者自上述第二光源的光軸上脫出。
通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，在想要射出特定波長頻帶的光的情況下，在將光合成部配置于第二光源的光軸上的狀態(tài)下，點(diǎn)亮第一光源和/或第二光源，由此能夠射出特定波長頻帶的光。另外，例如在想要射出白色光那樣的寬帶的光的情況下，在從第二光源的光軸上取下光合成部的狀態(tài)下，點(diǎn)亮第二光源，由此能夠直接射出寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的第二波長頻帶的光。在上述第一方式中，也可以還具備第三光源，該第三光源發(fā)出第三波長頻帶的光，該第三波長頻帶是上述第二波長頻帶的一部分波長頻帶，上述光合成部反射上述第一波長頻帶的光和上述第二波長頻帶的光，并且透射上述第三波長頻帶的光，上述合成比率調(diào)節(jié)部使上述光合成部繞與各上述光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)。通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，在想要射出特定波長頻帶的光的情況下，使光合成部繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)，使得向合成光的射出光軸方向反射來自第一光源的第一波長頻帶的光。在該狀態(tài)下，能夠通過點(diǎn)亮第一光源和/或第三光源來射出特定波長頻帶的光。另外，例如在想要射出白色光那樣的寬帶的光的情況下，使光合成部繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)，使得向合成光的射出光軸方向反射來自第二光源的第二波長頻帶的光。在該狀態(tài)下，能夠通過點(diǎn)亮第二光源和第三光源來射出第二波長頻帶的光中的一部分波長頻帶替換為第三波長頻帶的光的寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的合成光。在上述第一方式中，也可以還具備第三光源，該第三光源發(fā)出第三波長頻帶的光，該第三波長頻帶是與上述第一波長頻帶和上述第二波長頻帶不同的波長頻帶，上述光合成部是反射上述第一波長頻帶的光和上述第三波長頻帶的光并且透射上述第二波長頻帶的光的一部分的板狀的濾波器，上述合成比率調(diào)節(jié)部使上述光合成部繞與各上述光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)。通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，在想要射出包括第一波長頻帶的特定波長頻帶的光的情況下，使光合成部繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)，使得向合成光的射出光軸方向反射來自第一光源的第一波長頻帶的光。在該狀態(tài)下，能夠通過點(diǎn)亮第一光源和/或第二光源來射出期望波長頻帶的光。另外，例如在想要射出白色光那樣的寬帶的光的情況下，使光合成部繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)，使得板狀的濾波器即光合成部的反射面為沿著第二光源的射出光軸的方向。在該狀態(tài)下，通過點(diǎn)亮第二光源，能夠使寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的第二波長頻帶的光不被光合成部反射而直接射出。另外，在想要射出包括第三波長頻帶的特定波長頻帶的光的情況下，使光合成部繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)，使得向合成光的射出光軸方向反射將來自第三光源的第三波長頻帶的光。在該狀態(tài)下，能夠通過點(diǎn)亮第三光源和/或第二光源來射出期望波長頻帶的光。在上述第一方式中，也可以與上述光合成部的旋轉(zhuǎn)同步地點(diǎn)亮各上述光源。通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，能夠依次射出第一波長頻帶的光、第二波長頻帶的光、第三波長頻帶的光，能夠進(jìn)行面順序照明。在上述第一方式中，也可以上述合成比率調(diào)節(jié)部根據(jù)射出的光的波長頻帶對上述光合成部繞與各上述光源的光軸正交的軸線的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行微調(diào)節(jié)。通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，能夠利用光合成部的角度依賴性來對射出的光的波長頻帶進(jìn)行微調(diào)節(jié)。由此，例如即使在想要根據(jù)熒光試劑的種類使激勵光的波長偏移幾十nm的情況下，也能夠?qū)罟?射出光)的波長進(jìn)行微調(diào)節(jié)來進(jìn)行熒光觀察。本發(fā)明的第二方式是一種觀察系統(tǒng)，具備:上述照明裝置；以及攝像元件，其拍攝由該照明裝置照明的樣本圖像。根據(jù)本發(fā)明的第二方式，由于具備上述照明裝置，因此能夠射出與樣本相應(yīng)的照明光，來以適當(dāng)?shù)恼彰鳁l件拍攝樣本圖像，從而能夠提高樣本的觀察精度。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠起到以下效果:能夠在白色模式下射出具有連續(xù)的光譜且演色性高的光，并且也能夠以簡單的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)向醫(yī)學(xué)效果高的照明模式的切換。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的照明裝置的概要結(jié)構(gòu)圖(NBI模式)。圖2是表示圖1的分色鏡的反射特性的曲線圖。圖3是表示來自圖1的第一光源的光的分光特性的曲線圖。圖4是表示來自圖1的第二光源的光的分光特性的曲線圖。圖5是表示透射過分色鏡后的來自第二光源的光的分光特性的曲線圖。圖6是表示NBI模式下的射出光的分光特性的曲線圖。圖7是表示圖1的照明裝置的WLI模式時的狀態(tài)的概要結(jié)構(gòu)圖。圖8是表示W(wǎng)LI模式下的射出光的分光特性的曲線圖。圖9是本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的照明裝置的概要結(jié)構(gòu)圖(NBI模式)。圖10是表示圖9的分色鏡的反射特性的曲線圖。圖11是表示來自圖9的第一光源的光的分光特性的曲線圖。圖12是表示來自圖9的第二光源的光的分光特性的曲線圖。圖13是表示來自圖9的第三光源的光的分光特性的曲線圖。圖14是表示NBI模式下的射出光的分光特性的曲線圖。圖15是表示圖9的照明裝置的WLI模式時的狀態(tài)的概要結(jié)構(gòu)圖。圖16是表示被分色鏡反射的來自第二光源的光的分光特性的曲線圖。圖17是表示W(wǎng)LI模式下的射出光的分光特性的曲線圖。圖18是本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的照明裝置的概要結(jié)構(gòu)圖(WLI模式)。圖19是表示圖18的分色鏡的反射特性的曲線圖。圖20是表示來自圖18的第一光源的光的分光特性的曲線圖。圖21是表示來自圖18的第二光源的光的分光特性的曲線圖。圖22是表示來自圖18的第三光源的光的分光特性的曲線圖。圖23是表示W(wǎng)LI模式下的射出光的分光特性的曲線圖。圖24是表示圖18的照明裝置的NBI模式時的狀態(tài)的概要結(jié)構(gòu)圖。圖25是表示透射過分色鏡后的來自第二光源的光的分光特性的曲線圖。圖26是表示NBI模式下的射出光的分光特性的曲線圖。圖27是表示圖18的照明裝置的MI模式時的狀態(tài)的概要結(jié)構(gòu)圖。圖28是表示透射過分色鏡后的來自第二光源的光的分光特性的曲線圖。
圖29是表示MI模式下的射出光的分光特性的曲線圖。圖30是表示第一變形例所涉及的照明裝置的疊加光的分光特性的曲線圖。圖31是表示第二變形例所涉及的照明裝置的分色鏡的反射特性的曲線圖。圖32是表示由圖31的分色鏡合成的合成光的分光特性的曲線圖。圖33是表示使圖31的分色鏡的靜止角度變化的情況下的反射特性的曲線圖。圖34是表示由圖33的分色鏡合成的合成光的分光特性的曲線圖。
具體實(shí)施例方式[第一實(shí)施方式]下面，參照

本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的照明裝置。本實(shí)施方式所涉及的照明裝置I例如應(yīng)用于觀察生物體組織的觀察系統(tǒng)，如圖1所示，具備:光軸配置在相互正交的朝向上的第一光源10和第二光源20 ;分色鏡(光合成部)40，其配置于第一光源10的光軸與第二光源20的光軸的交點(diǎn)上；以及光導(dǎo)件43，其配置于第二光源20的光軸上。如圖3所示，第一光源10是例如射出紫色等較短波長的光(第一波長頻帶的光)LI 的 LED。在第一光源10的射出光軸上配置有使來自第一光源10的光LI變?yōu)榇笾缕叫泄獾耐哥R組11、12。如圖4所示，第二光源20是例如射出白色等的較寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的光(第二波長頻帶的光)L2的LED。在第二光源20的射出光軸上配置有使來自第二光源20的光L2變?yōu)榇笾缕叫泄獾耐哥R組21、22。如圖2所示，分色鏡40具有例如透射500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光并且反射小于500nm及600nm以上的波長頻帶的光那樣的反射特性。此外，在圖2中，各曲線分別表示入射到分色鏡40的入射角。通過具有這種反射特性，分色鏡40反射從第一光源10射出的光LI，并且透射從第二光源20射出的光L2中的500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光。另外，如圖7所示，分色鏡40根據(jù)后述的照明模式在第一光源10的光軸方向上被未圖不的移動機(jī)構(gòu)移動，插入到第二光源20的光軸上或者自第二光源20的光軸上脫出。本實(shí)施方式所涉及的照明裝置I具備照明特定波長頻帶的光的NBI (Narrow BandImaging:窄頻帶光觀察)模式和照明白色光的WLI (White Light Imaging:白色光觀察)模式。用戶例如通過觸摸面板、開關(guān)等從這些照明模式選擇期望的照明模式，由此通過未圖不的移動機(jī)構(gòu)將分色鏡40插入到第二光源20的光軸上或者自第二光源20的光軸上脫出。NBI模式是指能夠通過照射容易被血液中的血紅蛋白吸收的窄頻帶化的兩個波長頻帶的光(例如，390nm 445nm的波長頻帶的光和530nm 550nm的波長頻帶的光)來突出顯示粘膜表層的毛細(xì)血管、粘膜微細(xì)圖案的照明模式。WLI模式是指照射波長頻帶寬的白色光的模式，是能夠進(jìn)行演色性高的觀察的照明模式。在分色鏡40與光導(dǎo)件43之間配置有透鏡組41、42，該透鏡組41、42將來自分色鏡40的光會聚到光導(dǎo)件43的入射端。光導(dǎo)件43例如是由玻璃等形成的導(dǎo)光桿，將被透鏡組41、42會聚的來自分色鏡40的光導(dǎo)至射出端。下面，說明具有上述結(jié)構(gòu)的照明裝置I的作用。首先，在NBI模式下，如圖1所示，分色鏡40配置于第二光源20的光軸上。在該狀態(tài)下點(diǎn)亮第一光源10和第二光源20。從第一光源10例如射出紫色等較短波長的光LI。從第一光源10射出的光LI被透鏡組11、12變?yōu)榇笾缕叫泄?，被分色鏡40反射至光導(dǎo)件43的入射端。從第二光源20例如射出白色等的較寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的光L2。從第二光源20射出的光L2被透鏡組21、22變?yōu)榇笾缕叫泄猓肷涞椒稚R40。在分色鏡40中，如圖5所示，從第二光源20射出的光L2中的一部分向光導(dǎo)件43的入射端的方向透射，其它部分被反射。具體地說，分色鏡40透射從第二光源20射出的光L2中的例如500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光L2’，并且反射小于500nm及600nm以上的波長頻帶的光。如圖6所示，通過具有這種反射特性的分色鏡40對從第一光源10射出的光LI與從第二光源20射出的光L2中的500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光L2’進(jìn)行合成。如此合成的光被透鏡組41、42會聚于光導(dǎo)件43的入射端，被光導(dǎo)件43導(dǎo)至射出端而被射出。通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，能夠照射容易被血液中的血紅蛋白吸收的窄頻帶化的兩個波長頻帶的光(例如，390nm 445nm的波長頻帶的光和530nm 550nm的波長頻帶的光)，能夠突出顯示粘膜表層的毛細(xì)血管、粘膜微細(xì)圖案。接著，如圖7所示，在WLI模式下，分色鏡40在第一光源10的光軸方向上被未圖示的移動機(jī)構(gòu)移動，被移除到第二光源20的光路外。在該狀態(tài)下點(diǎn)亮第二光源20。此外，在該狀態(tài)下，來自第一光源10的光不被導(dǎo)到光導(dǎo)件43的入射端，因此也可以還點(diǎn)亮第一光源10。從第二光源20射出例如白色等較寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的光L2。從第二光源20射出的光L2被透鏡組21、22變?yōu)榇笾缕叫泄?，被透鏡組41、42會聚到光導(dǎo)件43的入射端，被光導(dǎo)件43導(dǎo)至射出端而被射出。由此，能夠照射從第二光源20射出的光L2、即圖8示出的寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的白色光，從而能夠進(jìn)行演色性高的觀察。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的照明裝置1，來自第一光源10的光LI與來自第二光源20的光L2被分色濾色器40合成并射出。在該情況下，通過未圖示的移動機(jī)構(gòu)使分色濾色器40在第一光源10的光軸方向上移動，由此能夠切換射出不同波長頻帶的光。通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)所照明的對象切換波長頻帶來射出光。更具體地說，在想要射出特定波長頻帶的光的情況下，選擇NBI模式，在將分色濾色器40配置于光L2軸上的狀態(tài)下，點(diǎn)亮第一光源10和/或第二光源20，由此能夠射出特定波長頻帶的光。另外，在例如想要射出白色光那樣的寬帶的光的情況下，選擇WLI模式，在從第二光源20的光軸上取下分色濾色器40的狀態(tài)下，點(diǎn)亮第二光源20，由此能夠直接射出寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的光L2。[第二實(shí)施方式]
接著，主要參照圖9至圖17來說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的照明裝置。本實(shí)施方式所涉及的照明裝置與第一實(shí)施方式的不同之處在于除了第一光源10、第二光源20以外還具備第三光源30。下面，針對本實(shí)施方式的照明裝置，省略說明與第一實(shí)施方式共通之處，主要說明不同之處。如圖9所示，本實(shí)施方式所涉及的照明裝置2具備:光軸配置在相互正交的朝向上的第一光源10、第二光源20以及第三光源30 ;分色鏡(光合成部)40,其配置于各光源的光軸的交點(diǎn)上；以及光導(dǎo)件43，其配置于第三光源30的光軸上。第一光源10與第二光源20相對置,第三光源30配置成使光軸朝向與第一光源10和第二光源20的光軸正交的方向。如圖11所示，第一光源10是例如射出紫色等較短波長的光(第一波長頻帶的光)LI 的 LED。在第一光源10的射出光軸上配置有透鏡組11、12，該透鏡組11、12將來自第一光源10的光LI變?yōu)榇笾缕叫泄狻Ｈ鐖D12所示，第二光源20是例如射出白色等較寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的光(第二波長頻帶的光)L2的LED。在第二光源20的射出光軸上配置有透鏡組21、22，該透鏡組21、22將來自第二光源20的光L2變?yōu)榇笾缕叫泄?。如圖13所示，第三光源30是例如射出綠色等中間波長的光(第三波長頻帶的光)L3的LED。該光L3的波長頻帶是來自第二光源20的光L2的波長頻帶的一部分。在第三光源30的射出光軸上配置有透鏡組31、32，該透鏡組31、32將來自第三光源30的光L3變?yōu)榇笾缕叫泄狻Ｈ鐖D10所示，分色鏡40例如具有透射500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光并且反射小于500nm及600nm以上的波長頻帶的光那樣的反射特性。具有這種反射特性，由此分色鏡40反射從第一光源10射出的光LI，并且透射從第二光源20射出的光L2中的500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光和從第三光源30射出的光L3。另外，如圖15所示，根據(jù)后述的照明模式通過未圖示的移動機(jī)構(gòu)使分色鏡40繞與各光源的光軸正交的軸線(與紙面垂直的軸線)旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施方式所涉及的照明裝置2具備照明特定波長頻帶的光的NBI (Narrow BandImaging:窄頻帶光觀察)模式和照明白色光的WLI (White Light Imaging:白色光觀察)模式。用戶例如通過觸摸面板、開關(guān)等從這些照明模式選擇期望的照明模式，由此通過未圖示的移動機(jī)構(gòu)使分色鏡40繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)。在分色鏡40與光導(dǎo)件43之間配置有透鏡組41、42，該透鏡組41、42將來自分色鏡40的光會聚到光導(dǎo)件43的入射端。光導(dǎo)件43是例如由玻璃等形成的導(dǎo)光桿，將被透鏡組41、42會聚的來自分色鏡40的光導(dǎo)至射出端。下面，說明具有上述結(jié)構(gòu)的照明裝置2的作用。首先，如圖9所示，在NBI模式下，分色鏡40設(shè)定為向光導(dǎo)件43的入射端反射從第一光源10射出的光LI的角度。
在該狀態(tài)下點(diǎn)亮第一光源10和第三光源30。從第一光源10射出例如紫色等較短波長的光LI。從第一光源10射出的光LI被透鏡組11、12變?yōu)榇笾缕叫泄?，通過分色鏡40向光導(dǎo)件43的入射端反射。從第三光源30射出例如綠色等中間波長的光L3。第三光源30射出的光L3被透鏡組31、32變?yōu)榇笾缕叫泄?，透射過分色鏡40而入射到光導(dǎo)件43的入射端。如圖14所示，通過具有這種反射特性的分色鏡40對從第一光源10射出的光LI與從第三光源30射出的光L3進(jìn)行合成。如此合成的光被透鏡組41、42會聚到光導(dǎo)件43的入射端，被光導(dǎo)件43導(dǎo)到射出端而被射出。通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，能夠照射容易被血液中的血紅蛋白吸收的窄頻帶化的兩個波長頻帶的光(例如，390nm 445nm的波長頻帶的光和530nm 550nm的波長頻帶的光)，能夠突出顯示粘膜表層的毛細(xì)血管、粘膜微細(xì)圖案。接著，如圖15所示，在WLI模式下，通過未圖示的移動機(jī)構(gòu)使分色鏡40繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)，將分色鏡40設(shè)定成向光導(dǎo)件43的入射端反射從第二光源20射出的光L2的角度。在該狀態(tài)下點(diǎn)亮第二光源20和第三光源30。從第二光源20射出例如白色等較寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的光L2。從第二光源20射出的光L2被透鏡組21、22變?yōu)榇笾缕叫泄?，入射到分色鏡40。如圖16所示，在分色鏡40中，從第二光源20射出的光L2中的一部分向光導(dǎo)件43的入射端的方向透射，其它部分被反射。具體地說，分色鏡40透射從第二光源20射出的光L2中的例如500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光，并且反射小于500nm及600nm以上的波長頻帶的光L2’。如圖17所示，通過具有這種反射特性的分色鏡40對從第三光源30射出的光L3與從第二光源20射出的光L2中的小于500nm及600nm以上的波長頻帶的光進(jìn)行合成。如此合成的光被透鏡組41、42會聚到光導(dǎo)件43的入射端，被光導(dǎo)件43導(dǎo)到射出端而被射出。由此，能夠?qū)牡诙庠?0射出的光L2中的500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光L2’替換為從第三光源30射出的光L3而射出。在此，對于人的眼睛，已知例如通過提高綠色等中間波長的光的強(qiáng)度來感到明亮度大大提高這一情況。因而，能夠通過增大來自第三光源30的光L3的強(qiáng)度來照射明亮且寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的白色光，從而能夠提高觀察精度。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的照明裝置2，在想要射出特定波長頻帶的光的情況下，選擇NBI模式，使分色濾色器40繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)，使得向合成光的射出光軸方向反射來自第一光源10的光LI。在該狀態(tài)下,能夠通過點(diǎn)亮第一光源10和/或第三光源30來射出特定波長頻帶的光。另外，例如在想要射出白色光那樣的寬帶的光的情況下，選擇WLI模式，使分色濾色器40繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)，使得向合成光的射出光軸方向反射來自第二光源20的光L2。在該狀態(tài)下，能夠通過點(diǎn)亮第二光源20和第三光源30，來射出來自第二光源20的光L2中的波長頻帶的一部分替換為來自第三光源30的光L3后的、明亮且寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的合成光。[第三實(shí)施方式]接著，主要參照圖18至圖29說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的照明裝置。
本實(shí)施方式所涉及的照明裝置與上述各實(shí)施方式的不同之處在于，除了 NBI模式、WLI模式以外還具有使用了 IR(紅外)光的MI (Molecular Imaging:分子圖像觀察)模式。下面，針對本實(shí)施方式的照明裝置，省略說明與上述各實(shí)施方式共通之處，主要說明不同之處。在此，MI (分子圖像觀察)是指通過PET-CT等使體內(nèi)的特定分子(例如葡萄糖、各種蛋白質(zhì)等)的分布、運(yùn)動可視化來動態(tài)捕獲體內(nèi)產(chǎn)生的各種現(xiàn)象的觀察方法。能夠通過該觀察方法診斷例如癌癥、神經(jīng)疾病、心臟疾病等的有無、進(jìn)度狀況、惡性程度等。如圖18所示，本實(shí)施方式所涉及的照明裝置3具備:光軸配置在相互正交的朝向上的第一光源10、第二光源20以及第三光源30 ;分色鏡(光合成部)40,其配置于各光源的光軸的交點(diǎn)上；以及光導(dǎo)件43，其配置于第二光源20的光軸上。第一光源10與第三光源30相對置,第二光源20配置成光軸朝向與第一光源10和第三光源30的光軸正交的方向。如圖20所示，第一光源10是例如射出紫色等較短波長的光(第一波長頻帶的光)LI 的 LED。在第一光源10的射出光軸上配置有透鏡組11、12，該透鏡組11、12將來自第一光源10的光LI變?yōu)榇笾缕叫泄?。如圖21所示，第二光源20是例如射出白色等較寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的光(第二波長頻帶的光)L2的LED。在第二光源20的射出光軸上配置有透鏡組21、22，該透鏡組21、22將來自第二光源20的光L2變?yōu)榇笾缕叫泄狻Ｈ鐖D22所示，第三光源30是例如射出IR光(第三波長頻帶的光)L3的LED。該光L3是具有與來自第二光源20的光L2不同的波長頻帶的光。在第三光源30的射出光軸上配置有透鏡組31、32，該透鏡組31、32將來自第三光源30的光L3變?yōu)榇笾缕叫泄?。如圖19所示，分色鏡40例如具有透射500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光并且反射小于500nm及600nm以上的波長頻帶的光那樣的反射特性。此外，在圖19中，各曲線分別表示入射到分色鏡40的入射角。具有這種反射特性，由此分色鏡40反射從第一光源10射出的光LI，并且透射從第二光源20射出的光L2中的500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光和從第三光源30射出的光L3。另外，如圖24所示，根據(jù)后述的照明模式通過未圖示的移動機(jī)構(gòu)使分色鏡40繞與各光源的光軸正交的軸線(與紙面垂直的軸線)旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施方式所涉及的照明裝置3具備照明特定波長頻帶的光的NBI (Narrow BandImaging:窄頻帶光觀察)模式、照明白色光的WLI (White Light Imaging:白色光觀察)模式以及MI (Molecular Imaging:分子圖像觀察)模式。用戶例如通過觸摸面板、開關(guān)等從這些照明模式選擇期望的照明模式，由此通過未圖示的移動機(jī)構(gòu)使分色鏡40繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)。在分色鏡40與光導(dǎo)件43之間配置有透鏡組41、42，該透鏡組41、42將來自分色鏡40的光會聚到光導(dǎo)件43的入射端。
光導(dǎo)件43是例如由玻璃等形成的導(dǎo)光桿，將被透鏡組41、42會聚的來自分色鏡40的光導(dǎo)到射出端。下面，說明具有上述結(jié)構(gòu)的照明裝置3的作用。首先，如圖18所示，在WLI模式下，分色鏡40配置成通過未圖示的移動機(jī)構(gòu)繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)，使其反射面為沿著第二光源20的光軸的方向。在該狀態(tài)下點(diǎn)亮第二光源20。從第二光源20射出例如白色等較寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的光L2。從第二光源20射出的光L2被透鏡組21、22變?yōu)榇笾缕叫泄?，被透鏡組41、42會聚到光導(dǎo)件43的入射端，被光導(dǎo)件43導(dǎo)到射出端而被射出。由此，能夠照射從第二光源20射出的光L2、即圖23示出的寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的白色光，能夠進(jìn)行演色性高的觀察。接著，如圖24所示，在NBI模式下，分色鏡40設(shè)定為向光導(dǎo)件43的入射端反射從第一光源10射出的光LI的角度。在該狀態(tài)下點(diǎn)亮第一光源10和第二光源20。從第一光源10射出例如紫色等較短波長的光LI。從第一光源10射出的光LI被透鏡組11、12變?yōu)榇笾缕叫泄?，通過分色鏡40向光導(dǎo)件43的入射端反射。從第二光源20射出例如白色等較寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的光L2。從第二光源20射出的光L2被透鏡組21、22變?yōu)榇笾缕叫泄?，入射到分色鏡40。如圖25所示，在分色鏡40中，從第二光源20射出的光L2中的一部分向光導(dǎo)件43的入射端的方向透射，其它部分被反射。具體地說，分色鏡40透射從第二光源20射出的光L2中的例如500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光L2’，并且反射小于500nm及600nm以上的波長頻帶的光。如圖26所示，通過具有這種反射特性的分色鏡40對從第一光源10射出的光LI與從第二光源20射出的光L2中的500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光L2’進(jìn)行合成。如此合成的光被透鏡組41、42會聚到光導(dǎo)件43的入射端，被光導(dǎo)件43導(dǎo)到射出端而被射出。通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，能夠照射容易被血液中的血紅蛋白吸收的窄頻帶化的兩個波長頻帶的光(例如，390nm 445nm的波長頻帶的光和530nm 550nm的波長頻帶的光)，能夠突出顯示粘膜表層的毛細(xì)血管、粘膜微細(xì)圖案。接著，如圖27所示，在MI模式下，分色鏡40設(shè)定為向光導(dǎo)件43的入射端反射從第三光源30射出的光L3的角度。在該狀態(tài)下點(diǎn)亮第二光源20和第三光源30。從第三光源30射出例如IR光等較短波長的光L3。從第三光源30射出的光L3被透鏡組31、32變?yōu)榇笾缕叫泄猓环稚R40反射至光導(dǎo)件43的入射端。從第二光源20射出例如白色等較寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的光L2。從第二光源20射出的光L2被透鏡組21、22變?yōu)榇笾缕叫泄?，入射到分色鏡40。如圖28所示，在分色鏡40中，從第二光源20射出的光L2中的一部分向光導(dǎo)件43的入射端的方向透射，其它部分被反射。具體地說，分色鏡40透射從第二光源20射出的光L2中的例如500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光L2’，并且反射小于500nm及600nm以上的波長頻帶的光。如圖29所示，通過具有這種反射特性的分色鏡40對從第三光源30射出的光L3與從第二光源20射出的光L2中的500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光L2’進(jìn)行合成。如此合成的光被透鏡組41、42會聚到光導(dǎo)件43的入射端，被光導(dǎo)件43導(dǎo)到射出端而被射出。通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，能夠?qū)牡谌庠?0射出的光L3設(shè)為激勵光，將從第二光源20射出的光L2中的500nm以上且小于600nm的波長頻帶的光L2’設(shè)為參照光，來觀察體內(nèi)的特定分子(例如葡萄糖、各種蛋白質(zhì)等)的分布、運(yùn)動，能夠診斷例如癌癥、神經(jīng)疾病、心臟疾病等的有無、進(jìn)度狀況、惡性程度等。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的照明裝置3，在想要射出包括來自第一光源10的光LI的特定波長頻帶的光的情況下，選擇NBI模式，使分色濾色器40繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)，使得向合成光的射出光軸方向反射來自第一光源10的光LI。在該狀態(tài)下，能夠通過點(diǎn)亮第一光源10和/或第二光源20來射出期望波長頻帶的光。另外，例如在想要射出白色光那樣的寬帶的光的情況下，選擇WLI模式，使分色濾色器40繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)，使得板狀的濾波器即分色濾色器40的反射面為沿著第二光源20的射出光軸的方向。在該狀態(tài)下，能夠通過點(diǎn)亮第二光源20，來不通過分色濾色器40反射而直接射出寬頻帶的具有連續(xù)的光譜的光L2。另外，在想要射出包括來自第三光源30的光L3(IR光)的特定波長頻帶的光的情況下，選擇MI模式，使分色濾色器40繞與各光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)，使得向合成光的射出光軸方向反射來自第三光源30的光L3。在該狀態(tài)下，能夠通過點(diǎn)亮第三光源30和/或第二光源20來射出期望波長頻帶的光。[第一變形例]作為本實(shí)施方式所涉及的照明裝置3的第一變形例，也可以使分色濾色器40的旋轉(zhuǎn)與各光源的點(diǎn)亮同步。在此，從第一光源10射出的光L1、從第二光源20射出的光L2、從第三光源30射出的光L3的光譜分別具有互補(bǔ)關(guān)系。因此，通過與分色濾色器40的旋轉(zhuǎn)同步地依次點(diǎn)亮各光源，如圖30所示，能夠?qū)掝l帶的具有連續(xù)的光譜的光作為疊加光而射出。另外，由于高速地依次切換WLI模式、NBI模式、MI模式，因此能夠進(jìn)行高速面順序的照明。在該情況下，通過各照明模式與攝像同步，能夠以三個照明模式拍攝被攝體，因此通過圖像處理，能夠?qū)LI模式的圖像疊加NBI模式、MI模式，或者高速地進(jìn)行切換。[第二變形例]作為本實(shí)施方式所涉及的照明裝置3的第二變形例，也可以對分色濾色器40的靜止角度進(jìn)行微調(diào)整。具體地說，通過考慮分色濾色器40的入射角依賴性(波長偏移)，不僅將分色濾色器40的靜止角如上述那樣設(shè)為45°、0°、-45°這三個模式，還可以設(shè)為例如43°、40°。由此，能夠根據(jù)分色濾色器40靜止的角度，來任意地設(shè)定從白色光(從第二光源20射出的光L2)截出的G頻帶的波長。例如，在NBI模式和AFI模式下均使用紫色的光和綠色的光，但是照射的波長稍微不同(NBI模式的G頻帶的中心波長比AFI的G頻帶的中心波長短IOnm)。能夠通過在NBI模式和AFI模式下改變?yōu)V波器的靜止角來提供最佳G頻帶的波長。并且，將分色濾色器40的分光特性作為圖31示出的特性，如圖33所示那樣使分色濾色器40的靜止角度變化，由此能夠如圖32至圖34所示那樣使來自各光源的光的波長偏移。由此，例如即使在想要根據(jù)熒光試劑的種類使激勵光的波長偏移幾十nm的情況下，使分色濾色器40的靜止角度變化，能夠?qū)罟?射出光)的波長進(jìn)行微調(diào)節(jié)來進(jìn)行熒光觀察。以上，參照附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是具體的結(jié)構(gòu)并不限定于該實(shí)施方式，還包括不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍的設(shè)計變更等。例如，也可以將本發(fā)明應(yīng)用于將上述實(shí)施方式和各變形例適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行組合所得到的實(shí)施方式。另外，在各實(shí)施方式中說明了將本發(fā)明的照明裝置應(yīng)用于觀察系統(tǒng)的例子，但是能夠舉出使用特殊光(紅外光觀察、試劑熒光檢查等)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)、進(jìn)行熒光觀察的顯微鏡系統(tǒng)等，作為這種照明裝置所能夠應(yīng)用的系統(tǒng)的例子。另外，在各實(shí)施方式中，說明了各光源為各自獨(dú)立的一個LED，但是也可以使用封裝了不同波長的芯片的多芯片LED模塊。由此，能夠增加輸出光(合成光)中的光譜的自由度，能夠得到更期望的頻帶的光。另外，作為光合成部的具體例，舉例說明了分色濾色器，但是例如也可以是分色棱鏡等。附圖標(biāo)記說明1、2、3:照明裝置；10:第一光源；11、12:透鏡組；20:第二光源；21、22:透鏡組；30:第三光源；31、32:透鏡組；40:分色鏡(光合成部)；41、42:透鏡組；43:光導(dǎo)件；L1:第一波長頻帶的光山2:第二波長頻帶的光；L3:第三波長頻帶的光。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，具備: 第一光源，其發(fā)出第一波長頻帶的光； 第二光源，其發(fā)出比上述第一波長頻帶寬的頻帶的具有連續(xù)的光譜的第二波長頻帶的光； 光合成部，其合成上述第一波長頻帶的光與上述第二波長頻帶的光；以及 合成比率調(diào)節(jié)部，其調(diào)節(jié)該光合成部對各上述波長頻帶的光的合成比率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于， 上述光合成部反射上述第一波長頻帶的光，并且透射上述第二波長頻帶的光的一部分，從而合成上述第一波長頻帶的光與上述第二波長頻帶的光， 上述合成比率調(diào)節(jié)部將上述光合成部插入到上述第二光源的光軸上或者自上述第二光源的光軸脫出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于， 還具備第三光源，該第三光源發(fā)出第三波長頻帶的光，該第三波長頻帶是上述第二波長頻帶的一部分波長頻帶， 上述光合成部反射上述第一波長頻帶的光和上述第二波長頻帶的光，并且透射上述第三波長頻帶的光， 上述合成比率調(diào)節(jié)部使上述光合成部繞與各上述光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于， 還具備第三光源，該第三光源發(fā)出第三波長頻帶的光，該第三波長頻帶是與上述第一波長頻帶和上述第二波長頻帶不同的波長頻帶， 上述光合成部是反射上述第一波長頻帶的光和上述第三波長頻帶的光并且透射上述第二波長頻帶的光的一部分的板狀的濾波器， 上述合成比率調(diào)節(jié)部使上述光合成部繞與各上述光源的光軸正交的軸線旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征在于， 與上述光合成部的旋轉(zhuǎn)同步地點(diǎn)亮各上述光源。
6.根據(jù)權(quán)利要求3 5中的任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于， 上述合成比率調(diào)節(jié)部根據(jù)射出的光的波長頻帶對上述光合成部繞與各上述光源的光軸正交的軸線的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行微調(diào)節(jié)。
7.—種觀察系統(tǒng),具備: 根據(jù)權(quán)利要求1 6中的任一項(xiàng)所述的照明裝置；以及 攝像元件，其拍攝由該照明裝置照明的樣本圖像。
全文摘要
提供一種能夠射出具有連續(xù)的光譜且演色性高的光的照明裝置和觀察系統(tǒng)。采用一種照明裝置(1)，該照明裝置(1)具備第一光源(10)，其發(fā)出第一波長頻帶的光(L1)；第二光源(20)，其發(fā)出比第一波長頻帶寬的頻帶的具有連續(xù)的光譜的第二波長頻帶的光(L2)；分色鏡(40)，其配置于第一光源(10)的光軸與第二光源(20)的光軸的交點(diǎn)上，插入到第二光源(20)的光軸上或者自第二光源(20)的光軸上脫出；以及光導(dǎo)件(43)，其配置于第二光源(20)的光軸上。
文檔編號F21V14/04GK103097809SQ20118004258
公開日2013年5月8日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者花野和成, 菅武志, 合渡大和 申請人:奧林巴斯醫(yī)療株式會社