JP2012078504A

JP2012078504A - 照明装置および観察システム

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Publication number: JP2012078504A
Application number: JP2010222669A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Kumai; 克範熊井
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-04-19
Also published as: CN102448225A; US20120081532A1; EP2436301A1

Abstract

【課題】異なる分光特性を有する２つ以上の照明モードを短時間で切り替えることができる照明装置を提供する。
【解決手段】２つ以上の照明モードにおいて必要となる波長帯域の光を発する光源１，２と、光源１からの所定帯域の光を透過する一方、光源２からの前記所定帯域以外の光を光源１からの光の光軸方向に反射して、光源１からの光と光源２からの光とを合成するダイクロイックミラー５と、これら光源１，２の点灯状態を制御する制御部とを備える照明装置を採用する。
【選択図】図２

Description

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、白色光源と被照明領域の間に、２つ以上の異なる分光特性を有するフィルタからなる可動フィルタを設け、照明モードによりフィルタを移動させ、白色光から被照明部に透過する光を機械的に切り替える照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、明るさ優先モードと色優先モードとを有し、モード設定信号を出力することで、明るさ優先モードと色優先モードとを電気的に切り替える照明装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、ほぼ白色であるランプ等による主の照明光をレーザー光源等による副の照明光により部分的に置き換えて、主の照明光の発光スペクトラムを副の照明光により強調して照明光を生成する照明装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００１−３１４３７０号公報特開２００６−３４９７３１号公報特開２００２−２９６６８０号公報

ここで、分光特性の異なる２つ以上の照明モードで対象物の観察や測定をする場合、作業時間の短縮のために、切り替え時間を短縮することが求められる。また、観察中には、複数の照明モードでの観察を短期間に繰り返して、映像モニタで２画面表示したり、２画面をオーバーレイすることで、特徴的な部位の位置確認を容易にすることも求められる。具体的には、例えば内視鏡における診察において、特定の波長で蛍光を発する病変部を、白色光照明での観察画像に重ねあわせて、病変部の位置を特定する蛍光観察等が挙げられる。

しかしながら、特許文献１に開示されている切り替え方法では、フィルタを機械的に動かすため、フィルタの切り替えに時間がかかり、その作業時間が長くなってしまう。また、切り替え途中で異なるフィルタの境界領域が光路上に配置された状態では、画像の乱れが生じてしまうという不都合がある。

特許文献２に開示されている切り替え方法では、切り替え的に照明モードによりＬＥＤの駆動条件を変更して瞬時にモード切り替えを行うことが可能である。しかし、ＲＧＢの各光源からなる照明装置の色バランスを変更できるだけで、求める分光特性を得られない場合が多いという不都合がある。

特許文献３に開示されている照明装置には、光源が副の照明光に比して主の照明光の光量が少ない所定の波長帯域において、主の照明光を副の照明光に置き換えることにより、主の照明光の発光スペクトラムの所定の波長帯域を副の照明光により強調して照明光を生成する照明光合成手段の開示はあるが、照明モードの切り替えに関する開示はなく、求める分光特性を得られない場合があるという不都合がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、異なる分光特性を有する２つ以上の照明モードを短時間で切り替え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、互いに異なる所定帯域の光からなる複数の照明モードで照明領域を照明する照明装置であって、前記複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有し、前記第１の帯域と略等しい帯域の照明光を射出する第１の光源と、少なくとも前記第２の帯域の照明光を射出する第２の光源と、前記第１の光源が射出した照明光のうち、前記第１の帯域の光を照明領域方向に透過光として透過すると共に、前記第２の光源が射出した照明光のうち前記第１の帯域以外の光を照明領域方向に反射光として反射し、前記透過光と前記反射光とを光学的に合成する光合成部と、前記複数の照明モードから１つの照明モードを選択する照明モード選択部と、該選択された照明モードに基づいて前記複数の光源が射出する光の光量を制御する制御部とを有し、前記一方の照明モードは前記第１の光源のみを点灯する第１の照明モードであり、前記他方のモードは前記第１の光源および第２の光源を共に点灯する第２の照明モードであることを特徴とする照明装置である。

また、光合成部に対する各光源の位置を入れ替えた点が、第１の態様とは異なる以下の第２の態様を採用することもできる。
本発明の第２の態様は、互いに異なる所定帯域の光からなる複数の照明モードで照明領域を照明する照明装置であって、前記複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有し、前記第１の帯域と略等しい帯域の照明光を射出する第１の光源と、少なくとも前記第２の帯域の照明光を射出する第２の光源と、前記第１の光源が射出した照明光のうち、前記第１の帯域の光を照明領域方向に反射光として反射すると共に、前記第２の光源が射出した照明光のうち前記第１の帯域以外の光を照明領域方向に透過光として透過し、前記反射光と前記透過光とを光学的に合成する光合成部と、前記複数の照明モードから１つの照明モードを選択する照明モード選択部と、該選択された照明モードに基づいて前記複数の光源が射出する光の光量を制御する制御部とを有し、前記一方の照明モードは前記第１の光源のみを点灯する第１の照明モードであり、前記他方のモードは前記第１の光源および第２の光源を共に点灯する第２の照明モードであることを特徴とする照明装置である。

本発明の第１の態様および第２の態様によれば、照明モードに応じて複数の光源が射出する光の光量を制御し、これら複数の光源が射出した光を光学的に合成することで、照明モードに応じた波長帯域の照明光を提供することができる。

ここで、複数の照明モードとは、複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有しており、第１の光源は、前記第１の帯域と略等しい帯域の照明光を射出する。また、第２の光源は、少なくとも前記第２の帯域の照明光を射出する。すなわち、第２の光源が射出する照明光の方が、第１の光源が射出する照明光よりも帯域が広い。
そのため、第１の光源と第２の光源の両方を点灯させた場合には、波長帯域が互いに補完された光が、合成光として射出される。また、第１の光源のみ点灯させた場合には、第１の帯域と略等しい帯域の照明光が合成光として射出される。

したがって、例えば、第２の照明モードにおいて、全ての光源を点灯することで、広帯域な光（例えば白色光）を被検体に照射して通常の観察を行うことができる。また、例えば、第１の照明モードにおいて、第１の光源のみを点灯することで、狭帯域な光（例えば青色光）を被検体に照射して特殊光観察を行うことができる。このように複数の光源の点灯状態が制御することで、観察モードを瞬時に切り替えることができる。

本発明の第３の態様は、上記のいずれかの照明装置と、前記光合成部により合成された光を被検体に照射する照射光学系と、前記被検体からの反射光を受光する受光手段とを備え、前記制御部が、前記受光手段により受光された反射光の強度に基づいて前記複数の光源の射出光量を制御する観察システムである。

本発明の第３の態様によれば、照射光学系により光合成部で合成された光が被検体に照射され、被検体からの反射光が受光手段により受光される。そして、制御部により、受光手段により受光された反射光の強度に基づいて複数の光源の射出光量が制御される。これにより、被検体からの反射光の強度に応じて被検体に照射する光量を調節することができ、被検体の観察精度を向上することができる。

上記の第３の態様において、前記受光手段が、前記被検体を撮像する撮像素子であり、
前記制御部が、前記撮像素子により取得された画像の明るさが一定となるように前記複数の光源の射出光量を制御することとしてもよい。
このようにすることで、撮像素子により被検体の画像を取得し、該画像の明るさが一定となるように複数の光源の射出光量を制御することができ、被検体を一定の明るさで観察することができる。

本発明によれば、異なる分光特性を有する２つ以上の照明モードを短時間で切り替えることができるという効果を奏する。

本発明の各実施形態に係る観察システムの概略構成図である。本発明の第１の実施形態の照明装置の概略構成図である。図２の第１の光源の分光特性を示すグラフである。図２の第２の光源の分光特性を示すグラフである。図２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２の照明装置の各照明モードにおける各光源の点灯状態を示す図である。図２の照明装置から射出される白色光モード時の照明光の分光特性を示すグラフである。図２の照明装置から射出される特殊光モード時の照明光の分光特性を示すグラフである。本発明の第２の実施形態の照明装置の概略構成図である。図９の第１の光源の分光特性を示すグラフである。図９の第２の光源の分光特性を示すグラフである。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の照明装置の各照明モードにおける各光源の点灯状態を示す図である。図９の照明装置から射出される白色光モード時の照明光の分光特性を示すグラフである。図９の照明装置から射出される特殊光モード時の照明光の分光特性を示すグラフである。本発明の第３の実施形態の照明装置の概略構成図である。図１６の第１の光源の分光特性を示すグラフである。図１６の第２の光源の分光特性を示すグラフである。図１６の第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１６の第２および第３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１６の第４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１６の照明装置の光路Ａを通る光の分光特性を示すグラフである。図１６の照明装置の光路Ｂを通る光の分光特性を示すグラフである。図１６の照明装置の光路Ｃを通る光の分光特性を示すグラフである。図１６の照明装置の光路Ｄを通る光の分光特性を示すグラフである。図１６の照明装置から射出される白色光モード時の照明光の分光特性を示すグラフである。図１６の照明装置から射出される特殊光モード時の照明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。
図１は、本実施形態に係る照明装置を備える観察システム１００の全体構成図である。
本実施形態に係る観察システム１００は、図１に示すように、光源ユニット（照射光学系）１１、光源駆動部１２および照明制御部（制御部）１３から構成される照明装置１０と、撮像ユニット（受光手段）２１と、画像処理部２２と、画像モニタ２３とを備えている。

光源ユニット１１は、複数の光源を有しており、照明光を被写体Ｓに照射するようになっている。なお、光学ユニット１１の詳細な構成については後述する。
撮像ユニット２１は、例えばＣＣＤ等の撮像素子であり、光源ユニット１１により照射された照明光の被写体Ｓからの反射光を検出するようになっている。すなわち、撮像ユニット２１は、被写体Ｓからの反射光を受光する受光手段として機能する。また、撮像ユニット２１は、被写体Ｓからの反射光を検出することによって被写体Ｓを撮像し、撮像信号を画像処理部２２に出力するようになっている。

画像処理部２２は、撮像ユニット２１から出力された撮像信号を処理して、被写体Ｓの画像を生成するようになっている。画像処理部２２は、生成した被写体Ｓの画像を画像表示信号として画像モニタ２３に出力するとともに、被写体Ｓの画像の明るさを画面明るさ信号として照明制御部１３に出力するようになっている。
画像モニタ２３は、画像処理部２２から出力された画像表示信号に基づいて、被写体Ｓの画像をモニタ画面に表示するようになっている。

照明制御部１３には、画像処理部２２から出力された画面明るさ信号の他、例えばスイッチ等の照明モード選択部２９から出力された照明モード指示信号が送られる。ここで、照明モード指示信号とは、光源ユニット１１から被写体Ｓに照射する照明光を、例えば白色光や特殊光等に切り替えることを指示する信号である。

この照明モード指示信号は、画像処理部２２にも送られており、各照明モードに最適な画像処理方法に切替えて画像を生成しても良い。例えば、血液中のヘモグロビンで吸収されやすい４１５ｎｍ近傍と５４０ｎｍ近傍の光のみを照射して血管を明瞭化させる観察方法では、４１５ｎｍ近傍の光の反射光を表示画像のＢ（ブルー）およびＧ（グリーン）チャンネル信号として、５４０ｎｍ近傍の光の反射光を表示画像のＲ（レッド）チャンネル信号として生成して画像モニタ２３へ出力すれば良い。

照明制御部１３は、画像処理部２２から出力された画面明るさ信号に基づいて、光源制御信号を生成し、該信号を光源駆動部１２に出力する。具体的には、照明制御部１３は、画像処理部２２により生成された被写体Ｓの画像の明るさが一定となるように、光源ユニット１１により照射する照明光の光量を算出し、光源制御信号として光源駆動部１２に出力する。また、照明制御部１３は、選択された照明モードに応じて、光源ユニット１１の複数の光源のうち、いずれの光源を点灯させるかを光源制御信号として光源駆動部１２に出力する。

なお、光源駆動部１２による制御で被写体Ｓの画像の明るさを一定に仕切れない場合には、被写体Ｓの画像を画像モニタ２３に表示する際に、画像処理部２２にて表示ゲインを調整し被写体Ｓの画像の明るさが一定となるようにしても良い。

光源駆動部１２は、照明制御部１３から出力された光源制御信号に基づいて、光源ユニット１１の複数の光源を駆動させるようになっている。
光源ユニット１１は、図２に示すように、光軸が互いに直交する向きに配置された光源（第１の光源）１および光源（第２の光源）２と、光源１の光軸と光源２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）５とを備えている。

光源１は、図３に示すように、波長帯域の広い白色光Ｌ１を射出する光源である。
光源２は、例えばレーザ光等の波長帯域の狭い光Ｌ２を射出する光源であり、図４に示すように、光Ｌ１に比べて、ごく限られた波長帯域（図５に示す波長λ１〜λ２の波長帯域）に略全ての成分を有する光を射出するようになっている。

ダイクロイックミラー５は、図５に示すように、波長λ１未満および波長λ２以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ１〜λ２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５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１未満および波長λ２以上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５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１〜λ２波長帯域の光を反射するようになっている。

また、ダイクロイックミラー５は、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１未満および波長λ２以上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５は、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２の波長帯域の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射するようになっている。ここで、前述のように、光Ｌ２は、波長λ１〜λ２の波長帯域に略全ての成分を有しているため、光Ｌ２の略全ての成分が、ダイクロイックミラー５により光Ｌ１の光軸方向に反射される。

ここで、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、図６に示すように、光源１および光源２を点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー５は、光源１から射出された光Ｌ１のうちダイクロイックミラー５を透過した光と、光源２から射出された光Ｌ２のうちダイクロイックミラー５により反射された光とを合成して、この合成光Ｌ５を光Ｌ１の光軸方向に射出する。この合成光Ｌ５は、図７に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１未満および波長λ２以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１〜λ２の波長帯域の光とを重ね合わせた分光特性を有することとなる。

また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、図６に示すように、例えば光源１を消灯させて光源２のみを点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー５は、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２の波長帯域の光を、光Ｌ１の光軸方向に反射して射出するようになっている。この場合において、光Ｌ１の光軸方向に射出される光の分光特性は図８に示す通りである。

上記構成を有する観察システム１００の作用について以下に説明する。
まず、例えばユーザが複数の照明モードから１つの照明モードを選択することで、図示しない照明モード選択部２９から、選択された照明モードで照明装置１０を駆動させるための照明モード指示信号が送られる。

選択された照明モードが白色光モードの場合には、光源１および光源２の両方が駆動される。この場合には、ダイクロイックミラー５により、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１未満および波長λ２以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１〜λ２の光とが合成され、この合成光Ｌ５が光Ｌ１の光軸方向に射出される。この合成光Ｌ５は、図７に示すように、広い波長帯域を有する白色光である。

一方、選択された照明モードが特殊光モードの場合には、光源１は消灯され、光源２のみが駆動される。この場合には、ダイクロイックミラー５により、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２の波長帯域の光が、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に射出される。この場合において、光Ｌ１の光軸方向に射出される光は、図８に示すように、狭い波長帯域を有する特殊光である。

上記いずれに照明モードにおいても、照明制御部１３により、被写体Ｓの画像の明るさが一定となるように、光源ユニット１１から照射される照明光の光量が制御される。以下、この照明光の光量の制御について説明する。
まず、光源ユニット１１から照明光が被写体Ｓに照射され、被写体Ｓからの反射光が撮像ユニット２１により検出される。

次に、画像処理部２２により、撮像ユニット２１から出力された撮像信号を処理して、被写体Ｓの画像が生成され、この被写体Ｓの画像が画像モニタ２３に表示される。また、被写体Ｓの画像の明るさが、画面明るさ信号として照明制御部１３に出力される。

照明制御部１３では、画像処理部２２からの画面明るさ信号に基づいて、被写体Ｓの画像の明るさが一定となるように、光源ユニット１１により照射する照明光の光量が制御される。上記の照明光の光量制御において、単純に照明モードを切替える場合と、２つの照明モードを短時間に交互に切替える場合のそれぞれについて以下に説明する。

単純に照明モードを切替える場合には、白色光モードでは、光源１と光源２を点灯させ、色バランスを崩さないように、２つの光源の光量比を一定に保ったまま、画面の明るさが一定になるよう２つの光源の光量が制御される。

また、特殊光モードでは、光源２のみを点灯させ、画面の明るさが一定になるよう、光源２の光量が制御される。
上記のように光源１および光源２を制御することで、白色光モードおよび特殊光モードのいずれにおいても、画像モニタ２３に表示される被写体Ｓの画像の明るさを一定に保つことができる。

また、特定の波長で励起されて蛍光を発する部位を観察する際、蛍光画像だけを観察しては、特定の部位がどの位置にあるのか判別しづらい。そこで、特殊光で照明した画像と、比較のために別の照明光で観察した画像とを照明モードを短時間に交互に切替えて取得し、２つの画像を並べて表示するか、あるいは重ねて表示する。

本実施形態の観察システム１００では、照明モードを１フレーム（例えば１／６０ｓ）ごとに切替えて、照明モード切り替えごとに各照明モードでの画面明るさが一定になるように、各光源の発光量が制御される。すなわち、フレーム内での光量制御は行わず、同じ照明モードでの前回の撮像画面の情報に基づいて各光源の光量制御が行われる。これにより、画像モニタ２３に表示される被写体Ｓの画像の明るさを一定に保つことができる。

以上のように、本実施形態の照明装置１０および観察システム１００によれば、光源１から射出された光Ｌ１のうち、所定帯域の光が、ダイクロイックミラー５を透過する。また、ダイクロイックミラー５により、光源２から射出された光Ｌ２のうち、略全ての成分の光が光Ｌ１の光軸方向に反射される。これにより、光源１から射出された光Ｌ１と光源２から射出された光Ｌ２とが合成され、合成光Ｌ５として射出される。

これにより、例えば、光源１および光源２を点灯することで、広帯域な光（例えば白色光）を被写体Ｓに照射して通常の観察を行うことができる。また、例えば、光源２のみを点灯することで、狭帯域な光（例えば青色光）を被写体Ｓに照射して特殊光観察を行うことができる。
なお、本実施形態では、特殊光モードでは、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させるとして説明したが、光源２を消灯させて光源１のみを点灯させることとしてもよい。

また、照明モード選択部２９により、白色光モードや特殊光モード等の照明モードを切り替えることで、各光源の点灯状態を制御して、被写体Ｓに観察モードに応じた光を照射することができる。この場合において、分光特性の異なる２つの照明モードの切り替えを、２つの光源の点灯を制御するだけでできるので、照明モードの切り替えが瞬時にできるとともに、可動部を持たないので信頼性を向上することができる。

また、撮像ユニット２１により被写体Ｓの画像を取得し、この画像の明るさが一定となるように各光源の光量を制御することで、被写体Ｓからの反射光の強度に応じて被写体Ｓに照射する光量を調節することができ、被写体Ｓの観察精度を向上することができる。また、撮像ユニット２１で撮影した被写体Ｓの明るさが一定になるように光源ユニット１１の照明光量が制御されるので、照明モードを切替えても常に適切な画面明るさを維持することができる。

〔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１５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、ダイクロイックミラーを２つ備える点である。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。

光源ユニット１１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光源（第１の光源）１および光源（第２の光源）２と、光源１の光軸と光源２の光軸との交点上に配置された第２のダイクロイックミラー（光合成部）６と、光源１と第２のダイクロイックミラー６との間に配置された第１のダイクロイックミラー５とを備えている。

光源１は、図１０に示すように、波長帯域の広い白色光Ｌ１を射出する光源である。
光源２は、例えばレーザ光等の波長帯域の狭い光Ｌ２を射出する光源であり、図１１に示すように、光Ｌ１に比べて、ごく限られた波長帯域（図１２に示す波長λ１未満の波長帯域）に略全ての成分を有する狭帯域な光を射出するようになっている。

第１のダイクロイックミラー５および第２のダイクロイックミラー６は、図１２に示すように、波長λ１以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ１未満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５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１以上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５は、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１未満の波長帯域の光を反射するようになっている。

ダイクロイックミラー６は、ダイクロイックミラー５と同様に、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１以上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６は、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１未満の波長帯域の光を、光源１から射出される光Ｌ１の光軸方向に反射するようになっている。

ここで、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、図１３に示すように、例えば、光源１を１００％の光量で点灯させるとともに、光源２を８０％の光量で点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー６は、光源１から射出された光Ｌ１のうちダイクロイックミラー５を透過した光Ｌ５と、光源２から射出された光Ｌ２のうちダイクロイックミラー６により反射された光とを合成して、この合成光Ｌ６を光Ｌ１の光軸方向に射出する。この合成光Ｌ６は、図１４に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち波長λ１以上の波長帯域の光と、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ１未満の波長帯域の光とを重ね合わせた分光特性を有することとなる。

また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モード１においては、図１３に示すように、例えば、光源１を消灯させるとともに、光源２のみを１００％の光量で点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー６は、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１未満の波長帯域の光を、光Ｌ１の光軸方向に反射して射出するようになっている。この場合において、光Ｌ１の光軸方向に射出される光の分光特性は図１５に示す通りである。

また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モード２においては、図１３に示すように、例えば、光源１を３０％の光量で点灯させるとともに、光源２を１００％の光量で点灯させる。
この場合には、ダイクロイックミラー６は、光源１から射出された光Ｌ１のうちダイクロイックミラー５を透過した光Ｌ５と、光源２から射出された光Ｌ２のうちダイクロイックミラー６により反射された光とを合成して、この合成光Ｌ６を光Ｌ１の光軸方向に射出するようになっている。
なお、各光源の光量比は、観察対象や画面の明るさ等に応じて、任意に変化させることとしてもよい。

本実施形態に係る照明装置によれば、前述の第１の実施形態と同様の効果の他、光源１から射出された光Ｌ１を２つのダイクロイックミラーを透過させることで、帯域のカットを鋭くすることができる。これにより、誘電体の層数の少ない（すなわち安価な）フィルタでも十分に帯域分離を行うことができる。

〔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１６から図２７を参照して説明する。
本実施形態に係る照明装置は、前述の各実施形態と異なる点は、各光源からの光を一旦分離して再合成する点である。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。

本実施形態において光源ユニット１１は、図１６に示すように、光軸が互いに直交する向きに配置された光源（第１の光源）１および光源（第２の光源）２と、光源１の光軸上に配置されたダイクロイックミラー４，５，６，７と、ダイクロイックミラー４により分岐された分岐光路上に配置されたミラー８，９とを備えている。

光源１は、図１７に示すように、波長帯域の広い白色光Ｌ１を射出する光源である。
光源２は、例えばレーザ光等の波長帯域の狭い光Ｌ２を射出する光源であり、図１８に示すように、光Ｌ１に比べて、ごく限られた波長帯域（図１９および図２０に示す波長λ１〜λ２の波長帯域）に略全ての成分を有する狭帯域な光を射出するようになっている。

ダイクロイックミラー４，５，６，７は、光源１の光軸上に、光源１に近い方から順に配置されている。
第１のダイクロイックミラー４は、図１９に示すように、波長λ１以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ１未満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。

第２のダイクロイックミラー５および第３のダイクロイックミラー６は、図２０に示すように、波長λ２以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ２未満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。
第４のダイクロイックミラー７は、図２１に示すように、波長λ１以上の波長帯域の光を透過するともに、波長λ１未満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。

上記構成を有する照明装置において、被写体Ｓに白色光を照射する白色光モードにおいては、光源１および光源２を点灯させる。
この場合には、第１のダイクロイックミラー４は、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１以上の光Ｌ４を光軸方向に透過するとともに（光路Ａ）、波長λ１未満の光Ｌ１’をミラー９に向けて射出する（光路Ｂ）。

光路Ａを通る光Ｌ４は、図２２に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１以上の波長帯域の光である。
光路Ｂを通る光Ｌ１’は、図２３に示すように、光源１から射出された光Ｌ１のうち、波長λ１未満の波長帯域の光である。光路Ｂを通る光Ｌ１’は、ミラー９およびミラー８により、第４のダイクロイックミラー７に向けて反射される。

第２のダイクロイックミラー５は、第１のダイクロイックミラー４を透過してきた光Ｌ４のうち、波長λ２以上の光Ｌ５を光軸方向に透過するとともに（光路Ｃ）、波長λ２未満の光を光路外に反射する。
光路Ｃを通る光Ｌ５は、図２４に示すように、第１のダイクロイックミラー４を透過してきた光Ｌ４のうち、波長λ２以上の波長帯域の光である。

第３のダイクロイックミラー６は、第２のダイクロイックミラー５を透過してきた光Ｌ５のうち波長λ２以上の光を光軸方向に透過するとともに、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ２未満の光を光源１の光軸方向に反射する。これにより、第３のダイクロイックミラー６は、光Ｌ５のうち波長λ２以上の光と光Ｌ２のうち波長λ２未満の光とを合成して、これら光の合成光Ｌ６を、光源１の光軸方向に射出する（光路Ｄ）。光路Ｄを通る光Ｌ６は、図２５に示すような分光特性を有する光である。

第４のダイクロイックミラー７は、第３のダイクロイックミラー６を透過してきた光Ｌ６のうち波長λ１以上の光を光軸方向に透過するとともに、ミラー９により反射された光Ｌ１’のうち波長λ１未満の光を光源１の光軸方向に反射する。これにより、第４のダイクロイックミラー７は、光Ｌ６のうち波長λ１以上の光と光Ｌ１’のうち波長λ１未満の光とを合成して、これら光の合成光Ｌ７を、光源１の光軸方向に射出する。このようにして第４のダイクロイックミラー７から射出される合成光Ｌ７は、図２６に示すような分光特性を有する光である。

また、被写体Ｓに特殊光を照射する特殊光モードにおいては、例えば、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させる。
この場合には、光路Ｄを通る光Ｌ６は、光源２から射出された光Ｌ２のうち波長λ２未満の波長帯域の光である。また、第４のダイクロイックミラー７から射出される合成光Ｌ７は、光路Ｄを通る光Ｌ６のうち波長λ１以上の波長帯域の光である。すなわち、第４のダイクロイックミラー７から射出される合成光Ｌ７は、図２７に示すように、光源２から射出された光Ｌ２のうち、波長λ１〜λ２の波長帯域の光である。

本実施形態に係る照明装置によれば、前述の第１の実施形態と同様の効果の他、例えば緑色等の中間波長の光をバンドパスフィルタでなく、ローパスとハイパスフィルタでカットすることができる。このようにすることで、バンドパスフィルタよりも、赤外域や紫外域での反射特性の折り返しの出る波長を遠くすることができ、近紫外線、近赤外線等を特殊光として利用することができる。

なお、本実施形態において、特殊光モードでは、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させるとして説明したが、光源１を消灯させて光源２のみを点灯させることとしてもよい。また、第２の実施形態と同様に、各光源の光量比を変化させることとしてもよい。

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、第１の実施形態では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、２つの光源を備える照明装置を例として説明したが、光源は３つ以上でもよい。さらに、射出する光の波長が異なる複数の光源を組み合わせ、１つの光源として用いることもできる。このように複数の光源を組み合わせて１つの光源として用いることにより、必要とされる照明光の波長を容易に準備することができる。

１光源（第１の光源）
２光源（第２の光源）
４ダイクロイックミラー
５ダイクロイックミラー（光合成部）
６ダイクロイックミラー（光合成部）
７ダイクロイックミラー（光合成部）
１０照明装置
１１光源ユニット（照射光学系）
１２光源駆動部
１３照明制御部（制御部）
２１撮像ユニット（受光手段）
２２画像処理部
２３画像モニタ
２９照明モード選択部
１００観察システム
Ｓ被写体

Claims

互いに異なる所定帯域の光からなる複数の照明モードで照明領域を照明する照明装置であって、
前記複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有し、前記第１の帯域と略等しい帯域の照明光を射出する第１の光源と、
少なくとも前記第２の帯域の照明光を射出する第２の光源と、
前記第１の光源が射出した照明光のうち、前記第１の帯域の光を照明領域方向に透過光として透過すると共に、前記第２の光源が射出した照明光のうち前記第１の帯域以外の光を照明領域方向に反射光として反射し、前記透過光と前記反射光とを光学的に合成する光合成部と、前記複数の照明モードから１つの照明モードを選択する照明モード選択部と、
該選択された照明モードに基づいて前記複数の光源が射出する光の光量を制御する制御部とを有し、
前記一方の照明モードは前記第１の光源のみを点灯する第１の照明モードであり、前記他方のモードは前記第１の光源および第２の光源を共に点灯する第２の照明モードであることを特徴とする照明装置。
互いに異なる所定帯域の光からなる複数の照明モードで照明領域を照明する照明装置であって、
前記複数の照明モードのうち一方の照明モードが必要とする第１の帯域よりも、他方の照明モードが必要とする第２の帯域の方が広い帯域を有し、前記第１の帯域と略等しい帯域の照明光を射出する第１の光源と、
少なくとも前記第２の帯域の照明光を射出する第２の光源と、
前記第１の光源が射出した照明光のうち、前記第１の帯域の光を照明領域方向に反射光として反射すると共に、前記第２の光源が射出した照明光のうち前記第１の帯域以外の光を照明領域方向に透過光として透過し、前記反射光と前記透過光とを光学的に合成する光合成部と、前記複数の照明モードから１つの照明モードを選択する照明モード選択部と、
該選択された照明モードに基づいて前記複数の光源が射出する光の光量を制御する制御部とを有し、
前記一方の照明モードは前記第１の光源のみを点灯する第１の照明モードであり、前記他方のモードは前記第１の光源および第２の光源を共に点灯する第２の照明モードであることを特徴とする照明装置。
請求項１または請求項２に記載の照明装置と、
前記光合成部により合成された光を被検体に照射する照射光学系と、
前記被検体からの反射光を受光する受光手段とを備え、
前記制御部が、前記受光手段により受光された反射光の強度に基づいて前記複数の光源の射出光量を制御する観察システム。
前記受光手段が、前記被検体を撮像する撮像素子であり、
前記制御部が、前記撮像素子により取得された画像の明るさが一定となるように前記複数の光源の射出光量を制御する請求項３に記載の観察システム。