JP2020114452A - Illumination device, illumination method, and observation device - Google Patents

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Abstract

To establish both of switching a wavelength band of irradiation light and obtaining an observation image having higher quality.SOLUTION: There is provided an illumination device comprising: a first light source unit for emitting wide-band light; a second light source unit for emitting narrow-band light having a wavelength band narrower than that of the wide-band light; a radiation angle change member for changing a radiation angle of the narrow-band light emitted from the second light source unit to generate a secondary light source; and a multiplexing member for multiplexing the wide-band light emitted from the first light source unit and the narrow-band light emitted from the second light source unit. The radiation angle change member changes the radiation angle of the narrow-band light so that incident angles of the wide-band light and the narrow-band light are closer to each other on an incident end surface of a light guide on which the light multiplexed by the multiplexing member is incident.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、照明装置、照明方法及び観察装置に関する。 The present disclosure relates to a lighting device, a lighting method, and an observation device.

近年、内視鏡装置や顕微鏡装置等の患者の術野を観察する観察装置の光源として、これまで広く用いられてきたランプ光源に代えて、レーザが用いられつつある。光源としてレーザを使用する利点としては、例えば、光源の電気光変換効率が高いために低消費電力化が期待できることや、波長帯域が狭いことから、血管などの組織の光吸収特性と組み合わせ、特定組織の強調観察がしやすくなること等が挙げられる。更に、内視鏡装置においてレーザを光源として利用する場合には、例えば、ライトガイドへの光結合効率が高いことから低消費電力化がより期待できることや、レーザ光の指向性の高さから細径ライトガイドへの光結合効率が高く細径の内視鏡挿入部を実現できること等が、更なる利点として挙げられる。 In recent years, a laser is being used as a light source of an observation device for observing a surgical field of a patient such as an endoscope device or a microscope device, instead of a lamp light source that has been widely used so far. As an advantage of using a laser as a light source, for example, it is possible to expect low power consumption due to the high electro-optical conversion efficiency of the light source, and because the wavelength band is narrow, it can be specified by combining it with the light absorption characteristics of tissues such as blood vessels. It is possible to emphasize and observe the tissue. Furthermore, when a laser is used as a light source in an endoscope apparatus, for example, low power consumption can be expected due to high optical coupling efficiency with a light guide and high directivity of laser light can be used. A further advantage is that the efficiency of optical coupling to the diameter light guide is high and an endoscope insertion portion having a small diameter can be realized.

ここで、レーザ光を用いた観察においては、その観察像の画質を向上させるために様々な技術が開発されている。例えば、レーザ光によって物体を照射し、その照射野を観察した場合、レーザ光の可干渉性の高さに起因して、明暗の斑点模様が現れることがある。この現象は、物体の粗面でランダムな光の干渉が起こり、ランダムな強度分布を持った干渉パターンが現れるために発生する。このような斑点模様はスペックル(speckle)ノイズと呼ばれ、照射野観察の妨げとなり得る。そこで、スペックルノイズの発生を抑制し、より高品質な観察像を得るために、下記特許文献1〜特許文献5に例示する技術が提案されている。 Here, in the observation using the laser beam, various techniques have been developed in order to improve the image quality of the observation image. For example, when an object is irradiated with laser light and the irradiation field is observed, bright and dark spot patterns may appear due to the high coherence of the laser light. This phenomenon occurs because random light interference occurs on the rough surface of the object, and an interference pattern having a random intensity distribution appears. Such a speckled pattern is called speckle noise, and can obstruct the observation of the irradiation field. Therefore, in order to suppress the generation of speckle noise and obtain a higher quality observation image, the techniques exemplified in Patent Documents 1 to 5 below have been proposed.

例えば下記特許文献1では、コヒーレンス長以上の光路差長を有する複数本の光ファイバを束ねたバンドルファイバをノイズ低減装置として利用する内視鏡システムが開示されている。 For example, Patent Document 1 below discloses an endoscope system that uses, as a noise reduction device, a bundle fiber in which a plurality of optical fibers having an optical path difference length equal to or longer than a coherence length are bundled.

例えば下記特許文献2では、強度変調したレーザ光を光ファイバで出力するモジュールを複数台使用し、それぞれの光ファイバを束ね、更に単一の光ファイバに光結合する内視鏡用光源装置が開示されている。 For example, Patent Document 2 below discloses an endoscope light source device that uses a plurality of modules that output intensity-modulated laser light through optical fibers, bundles the optical fibers, and further optically couples the optical fibers into a single optical fiber. Has been done.

例えば下記特許文献3には、光源である半導体レーザに供給する駆動電流に高周波信号を重畳して半導体レーザを多モード発振させる高周波重畳手段を備えた照明装置が開示されている。 For example, Patent Document 3 below discloses an illuminating device including a high-frequency superimposing means that superimposes a high-frequency signal on a drive current supplied to a semiconductor laser that is a light source to cause multimode oscillation of the semiconductor laser.

例えば下記特許文献4には、光ファイバを振動させる加振手段が内視鏡挿入部内に配置された内視鏡が開示されている。 For example, Patent Document 4 below discloses an endoscope in which a vibrating means for vibrating an optical fiber is arranged in an endoscope insertion portion.

例えば下記特許文献5には、得られた撮像画像を画像処理して観察画像として出力する内視鏡システムが開示されている。 For example, Patent Document 5 below discloses an endoscope system that performs image processing on the obtained captured image and outputs it as an observation image.

一方、観察装置においては、白色光のような広波長帯域の光によって術野を観察する通常観察モードと、所定の波長帯域の光(以下、狭帯域光とも呼称する)によって励起される蛍光を検出することにより術野内の当該蛍光が発せられた部位のみを集中的に観察する特殊観察モードと、を切り替えられるものが存在する。このような観察装置では、観察モードの切り替えに応じて、照射光が、白色光と狭帯域光との間で切り替えられることとなる。 On the other hand, in the observation device, a normal observation mode in which the operative field is observed with light in a wide wavelength band such as white light, and fluorescence excited by light in a predetermined wavelength band (hereinafter, also referred to as narrow band light) There are some that can be switched between a special observation mode in which only the site in the surgical field where the fluorescence is emitted is intensively observed by detection. In such an observation device, the irradiation light is switched between white light and narrow band light in accordance with the switching of the observation mode.

ここで、白色光と狭帯域光とが切り替えられる場合には、これらの光は、同一の光軸上を導光されて、術野に対して照射されることが望ましい。白色光と狭帯域光とが別々の光路を辿って照射される場合には、術野に対する白色光の照射角度と狭帯域光の照射角度とが互いに異なるものとなる可能性があり、通常観察モードで得られる観察像(通常観察像)と、特殊観察モードで得られる観察像(蛍光観察像)とで、影の見え方が変化する等、ユーザによる観察像の視認性が低下する恐れがあるからである。 Here, when the white light and the narrow band light are switched, it is desirable that these lights are guided on the same optical axis and irradiated to the surgical field. When white light and narrowband light are emitted by following different optical paths, the irradiation angle of white light and narrowband light with respect to the operative field may be different from each other, and normal observation is performed. There is a possibility that the visibility of the observation image by the user may deteriorate, such as the appearance of shadows changing between the observation image obtained in the mode (normal observation image) and the observation image obtained in the special observation mode (fluorescence observation image). Because there is.

白色光と狭帯域光とを切り替え可能であり、かつ、これらの光が同一の光軸上を導光されて照射される観察装置としては、下記特許文献6〜特許文献9に例示するものが提案されている。 As an observing device capable of switching between white light and narrow band light and irradiating these lights by being guided along the same optical axis, those exemplified in Patent Documents 6 to 9 below are available. Proposed.

例えば下記特許文献6では、白色光又はレーザ光(すなわち狭帯域光)が、ハーフミラーを介して同一の光軸上を導光される内視鏡装置が開示されている。 For example, Patent Document 6 below discloses an endoscope device in which white light or laser light (that is, narrow band light) is guided on the same optical axis via a half mirror.

例えば下記特許文献7では、白色光とレーザ光とが、白色光を透過させる透過部とレーザ光を反射する反射部とが組み合わされて構成される合波部材によって同一光軸上に合波される内視鏡用光源装置が開示されている。 For example, in Patent Document 7 below, white light and laser light are combined on the same optical axis by a combining member configured by combining a transmissive portion that transmits white light and a reflective portion that reflects laser light. A light source device for an endoscope is disclosed.

例えば下記特許文献8、9では、白色光又はレーザ光が、ダイクロイックミラーを介して同一の光軸上を導光される内視鏡用光源装置が開示されている。 For example, Patent Documents 8 and 9 below disclose an endoscope light source device in which white light or laser light is guided along the same optical axis via a dichroic mirror.

特開2008−043493号公報JP, 2008-043493, A 特開2009−240560号公報JP, 2009-240560, A 特開2010−042153号公報JP, 2010-042153, A 特開2010−172651号公報JP, 2010-172651, A 特開2012−005785号公報JP2012-005785A 特開2009−131496号公報JP, 2009-131496, A 特開2012−081133号公報JP, 2012-081133, A 特開2005−342033号公報JP, 2005-342033, A 特開2006−000157号公報JP, 2006-000157, A

しかしながら、上記特許文献1では素線長さがそれぞれコヒーレンス長以上のバンドルファイバデバイス、上記特許文献2では複数ファイバ光源デバイス及び強度変調装置、上記特許文献3では高周波重畳回路、上記特許文献4では機械的加振手段、上記特許文献5では画像処理装置と、光源としての機能を実現するための構成に加えて更なる装置が必要となるため、装置全体が大型化するとともに、スペックルノイズ低減(すなわち高画質化)のためのコストが別途必要になってしまう。また、上記特許文献6〜特許文献9に記載の技術では、例えばスペックルノイズの低減については考慮されておらず、観察像の高品質化について十分に検討がなされているとは言い難い。 However, in the above-mentioned Patent Document 1, a bundle fiber device in which the strand length is equal to or longer than the coherence length, in the above-mentioned Patent Document 2, a multiple fiber light source device and an intensity modulator, in the above-mentioned Patent Document 3, a high-frequency superimposing circuit, and in the above-mentioned Patent Document 4, the machine. The above-mentioned Patent Document 5 requires an image processing device and a further device in addition to the configuration for realizing the function as a light source, so that the entire device becomes large and speckle noise reduction ( That is, the cost for improving the image quality is required separately. Further, in the technologies described in Patent Documents 6 to 9, for example, reduction of speckle noise is not considered, and it is hard to say that sufficient consideration has been given to improving the quality of observed images.

このように、患者の術野を観察する観察装置においては、観察用途に応じて照射光の波長帯域を切り替えることと、より高品質な観察像を得ることと、をともに実現する技術については、これまで十分に検討がなされていなかった。そこで、本開示では、照射光の波長帯域を切り替えることと、より高品質な観察像を得ることと、を両立させることが可能な、新規かつ改良された照明装置、照明方法及び観察装置を提案する。 As described above, in the observation device for observing the operative field of the patient, the technology for realizing both switching of the wavelength band of the irradiation light according to the observation application and obtaining a higher quality observation image is Until now, it has not been sufficiently examined. Therefore, the present disclosure proposes a new and improved illumination device, illumination method, and observation device that are compatible with switching the wavelength band of irradiation light and obtaining a higher quality observation image. To do.

本開示によれば、広帯域光を出射する第1の光源部と、前記広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射する第2の光源部と、前記第2の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより2次光源を生成する放射角度変更部材と、前記第1の光源部から出射された前記広帯域光と前記2次光源から出射された前記狭帯域光とを合波する合波部材と、を備え、前記放射角度変更部材は、前記合波部材により合波された光が入射するライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、照明装置が提供される。 According to the present disclosure, a first light source unit that emits broadband light, a second light source unit that emits narrowband light having a wavelength band narrower than the broadband light, and the light source unit that emits light from the second light source unit An emission angle changing member that generates a secondary light source by changing an emission angle of narrowband light, the broadband light emitted from the first light source unit, and the narrowband light emitted from the secondary light source. And a diverging member for diverging, wherein the radiation angle changing member has an incident angle between the wideband light and the narrowband light at an incident end face of a light guide on which the light multiplexed by the synthesizing member is incident. An illumination device is provided that changes the emission angle of the narrowband light so that the light source approaches the light source.

また、本開示によれば、第1の光源部から広帯域光を出射することと、第2の光源部から、前記広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射することと、放射角度変更部材によって前記第2の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより2次光源を生成することと、合波部材によって、前記第1の光源部から出射された前記広帯域光と前記2次光源から出射された前記狭帯域光とを合波することと、を含み、前記放射角度変更部材は、前記合波部材により合波された光が入射するライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、照明方法が提供される。 Further, according to the present disclosure, the broadband light is emitted from the first light source unit, the narrow band light having a wavelength band narrower than the broadband light is emitted from the second light source unit, and the emission angle changing member. To generate a secondary light source by changing the emission angle of the narrow band light emitted from the second light source section, and to combine the broadband light emitted from the first light source section by a combining member. And combining the narrow band light emitted from the secondary light source, the radiation angle changing member at the incident end face of the light guide on which the light combined by the combining member is incident. An illumination method is provided in which the emission angle of the narrow band light is changed so that the incident angles of the wide band light and the narrow band light are close to each other.

また、本開示によれば、患者の術野に照射される広帯域光及び励起光の少なくともいずれかを出力する照明装置、を備え、前記照明装置は、広帯域光を出射する第1の光源部と、前記広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射する第2の光源部と、前記第2の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより2次光源を生成する放射角度変更部材と、前記第1の光源部から出射された前記広帯域光と前記2次光源から出射された前記狭帯域光とを合波する合波部材と、を備え、前記放射角度変更部材は、前記合波部材により合波された光が入射するライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、観察装置が提供される。 Further, according to the present disclosure, an illuminating device that outputs at least one of broadband light and excitation light with which the operative field of a patient is irradiated is provided, and the illuminating device includes a first light source unit that emits broadband light. A second light source unit that emits a narrowband light having a wavelength band narrower than that of the broadband light, and a secondary light source is generated by changing an emission angle of the narrowband light emitted from the second light source unit. The radiation angle changing member includes: a radiation angle changing member; and a combining member that combines the wideband light emitted from the first light source unit and the narrowband light emitted from the secondary light source. Changes the emission angle of the narrowband light so that the incident angles of the wideband light and the narrowband light are close to each other at the incident end face of the light guide on which the light combined by the combining member enters. A device is provided.

本開示によれば、広帯域光を出射する第1の光源部と、広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射する第2の光源部と、が設けられる。従って、これらの光源部の駆動を適宜制御することにより、照射光の波長帯域を切り替えることができる。また、第2の光源部から出射される複数の波長帯域の狭帯域光の光路上に、狭帯域光の放射角度を変更する放射角度変更部材が設けられる。当該放射角度変更部材によって、各狭帯域光の放射角度が統一されるため、当該狭帯域光、又は当該狭帯域光と広帯域光とが合波された光を照射する際に、色むらを低減することができ、観察像の品質をより向上させることができる。このように、本開示によれば、照射光の波長帯域を切り替えることと、より高品質な観察像を得ることと、を両立させることが可能になる。 According to the present disclosure, a first light source unit that emits broadband light and a second light source unit that emits narrowband light having a wavelength band narrower than the broadband light are provided. Therefore, the wavelength band of the irradiation light can be switched by appropriately controlling the driving of these light source units. Further, a radiation angle changing member that changes the radiation angle of the narrow band light is provided on the optical path of the narrow band light emitted from the second light source unit in the plurality of wavelength bands. Since the emission angle of each narrow band light is unified by the emission angle changing member, color unevenness is reduced when irradiating the narrow band light or the light obtained by combining the narrow band light and the wide band light. It is possible to improve the quality of the observed image. As described above, according to the present disclosure, it is possible to switch the wavelength band of irradiation light and obtain a higher quality observation image at the same time.

以上説明したように本開示によれば、照射光の波長帯域を切り替えることと、より高品質な観察像を得ることと、を両立させることが可能になる。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、又は本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。 As described above, according to the present disclosure, it is possible to switch the wavelength band of irradiation light and obtain a higher quality observation image at the same time. Note that the above effects are not necessarily limited, and in addition to or in place of the above effects, any of the effects shown in this specification, or other effects that can be grasped from this specification. May be played.

第1の実施形態に係る照明装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of the illuminating device which concerns on 1st Embodiment. 図1に示す照明装置からの出力光が入射するライトガイドの構成について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the structure of the light guide which the output light from the illuminating device shown in FIG. 1 injects. 図1に示す照明装置のダイクロイックミラーの特性について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the characteristic of the dichroic mirror of the illuminating device shown in FIG. 図1に示す照明装置のダイクロイックミラーの特性について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the characteristic of the dichroic mirror of the illuminating device shown in FIG. 図1に示す照明装置のダイクロイックミラーの特性について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the characteristic of the dichroic mirror of the illuminating device shown in FIG. 第1の実施形態に係る照明装置によるスペックルノイズの低減効果を示す図である。It is a figure which shows the reduction effect of the speckle noise by the illuminating device which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る照明装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of the illuminating device which concerns on 2nd Embodiment. 白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される場合における、照明装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of an illuminating device when both white light and laser light are combined as diverging light. 更なる波長帯域の光源が追加される場合における、照明装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of an illuminating device at the time of adding a light source of a further wavelength band. 第1の実施形態、第2の実施形態、及び各変形例に係る照明装置が適用された内視鏡装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of the endoscope apparatus to which the illuminating device which concerns on 1st Embodiment, 2nd Embodiment, and each modification is applied. 図10に示す内視鏡装置のダイクロイックミラーの特性について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the characteristic of the dichroic mirror of the endoscope apparatus shown in FIG. 図10に示す内視鏡装置のダイクロイックミラーの特性について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the characteristic of the dichroic mirror of the endoscope apparatus shown in FIG. 図10に示す内視鏡装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the endoscope apparatus shown in FIG. 第1の実施形態、第2の実施形態、及び各変形例に係る照明装置が適用された顕微鏡装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of the microscope apparatus to which the illuminating device which concerns on 1st Embodiment, 2nd Embodiment, and each modification is applied. 観察部位における照射光の照射範囲について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the irradiation range of the irradiation light in an observation site.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this specification and the drawings, constituent elements having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted.

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
1.第1の実施形態
1−1.照明装置の構成
1−2.スペックルノイズの低減効果
2.第2の実施形態
3.変形例
3−1.白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される変形例
3−2.更なる波長帯域の光源が追加される変形例
4.適用例
4−1.PDD及びPDTについて
4−2.内視鏡装置
4−2−1.内視鏡装置の構成
4−2−2.内視鏡装置の動作
4−2−3.内視鏡装置の他の構成例
4−3.顕微鏡装置
4−3−1.顕微鏡装置の構成
4−3−2.顕微鏡装置の動作
5.補足
The description will be given in the following order.
1. 1. First embodiment 1-1. Configuration of lighting device 1-2. Speckle noise reduction effect 2. Second embodiment 3. Modification 3-1. Modification in which both white light and laser light are combined as divergent light 3-2. 3. Modification in which light source of further wavelength band is added Application example 4-1. About PDD and PDT 4-2. Endoscopic device 4-2-1. Configuration of Endoscope Device 4-2-2. Operation of endoscope device 4-2-3. Another configuration example of the endoscope apparatus 4-3. Microscope device 4-3-1. Configuration of microscope device 4-3-2. Operation of microscope device 5. Supplement

(1.第1の実施形態)
(1−1.照明装置の構成)
図1〜図5を参照して、本開示の第1の実施形態に係る照明装置の構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係る照明装置の一構成例を示す図である。図2は、図1に示す照明装置からの出力光が入射するライトガイドの構成について説明するための説明図である。図3〜図5は、図1に示す照明装置のダイクロイックミラーの特性について説明するための説明図である。
(1. First embodiment)
(1-1. Configuration of lighting device)
The configuration of the lighting device according to the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the illumination device according to the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the light guide on which the output light from the illumination device shown in FIG. 1 is incident. 3 to 5 are explanatory views for explaining the characteristics of the dichroic mirror of the lighting device shown in FIG.

なお、第1の実施形態及び後述する第2の実施形態に係る照明装置は、内視鏡装置や顕微鏡装置等の患者の術部を観察する観察装置の光源部として好適に適用され得る。以下では、一例として、下記(4−3.顕微鏡装置)を除いて、第1及び第2の実施形態に係る照明装置が内視鏡装置に適用された場合について説明する。第1及び第2の実施形態に係る照明装置が内視鏡装置に適用される場合には、照明装置から出射された光は、内視鏡の鏡筒内に続くライトガイドの端部に入射することとなるため、以下の照明装置の構成を示す各図面では、光が入射される当該ライトガイドの一端を併せて図示している。 The illumination device according to the first embodiment and the second embodiment described later can be suitably applied as a light source unit of an observation device such as an endoscope device or a microscope device for observing a surgical site of a patient. Hereinafter, as an example, a case will be described in which the illuminating devices according to the first and second embodiments are applied to an endoscope device except the following (4-3. Microscope device). When the illuminating device according to the first and second embodiments is applied to the endoscope device, the light emitted from the illuminating device is incident on the end portion of the light guide that continues inside the barrel of the endoscope. Therefore, in each of the drawings showing the configuration of the illumination device below, one end of the light guide into which light is incident is also illustrated.

図1を参照すると、第1の実施形態に係る照明装置10は、白色光を出射する第1の光源部101と、第1のコリメート光学系103と、を有する。また、照明装置10は、所定の波長帯域の光を出射する少なくとも1つのレーザ光源からなる第2の光源部120と、結合光学系105と、光ファイバ107と、第3のコリメート光学系109と、拡散部材111と、第2のコリメート光学系113と、ダイクロイックミラー115と、コンデンサ光学系117と、を更に有する。また、図示は省略するが、照明装置10は、第1の光源部101及び第2の光源部120の駆動を制御する駆動制御部(後述する図10に示す第1光源部駆動制御部1121及び第2光源部駆動制御部1123に対応する)を有する。 Referring to FIG. 1, the illumination device 10 according to the first embodiment includes a first light source unit 101 that emits white light and a first collimating optical system 103. In addition, the illumination device 10 includes a second light source unit 120 including at least one laser light source that emits light in a predetermined wavelength band, a coupling optical system 105, an optical fiber 107, and a third collimating optical system 109. Further, it further includes a diffusing member 111, a second collimating optical system 113, a dichroic mirror 115, and a condenser optical system 117. Although not shown, the lighting device 10 includes a drive control unit (first light source unit drive control unit 1121 shown in FIG. 10 to be described later, which controls drive of the first light source unit 101 and the second light source unit 120). Corresponding to the second light source unit drive control unit 1123).

第1の光源部101から出射された白色光は、第1のコリメート光学系103を通過することによって略平行光となって、ダイクロイックミラー115に入射する。一方、第2の光源部120から出射されたレーザ光は、結合光学系105、光ファイバ107、第3のコリメート光学系109、拡散部材111及び第2のコリメート光学系113をこの順に通過して、略平行光となってダイクロイックミラー115に入射する。ダイクロイックミラー115によって、白色光及びレーザ光が合波され、合波された光が、コンデンサ光学系117を介して、ライトガイド130の端部に入射する。 The white light emitted from the first light source unit 101 becomes substantially parallel light by passing through the first collimating optical system 103 and enters the dichroic mirror 115. On the other hand, the laser light emitted from the second light source unit 120 passes through the coupling optical system 105, the optical fiber 107, the third collimating optical system 109, the diffusing member 111, and the second collimating optical system 113 in this order. , Becomes substantially parallel light and enters the dichroic mirror 115. The white light and the laser light are combined by the dichroic mirror 115, and the combined light enters the end of the light guide 130 via the condenser optical system 117.

ここで、照明装置10では、第2の光源部120を構成するレーザ光源としては、観察目的に応じた、蛍光観察において励起光として機能し得る波長帯域の光を出射可能なものが搭載され得る。そして、照明装置10は、白色光によって術野を観察する通常観察モードと、所定の波長帯域の光(以下、狭帯域光とも呼称する)によって励起される蛍光を検出することにより術野内の当該蛍光が発せられた部位を集中的に観察する特殊観察モードと、通常観察と特殊観察とを同時に行う通常/特殊観察モードと、を切り替え可能に構成される(詳細は下記(4.適用例)で説明する)。なお、特殊観察モード及び通常/特殊観察モードにおける蛍光観察は、励起光照射部位の自家蛍光を検出するものであってもよいし、照射部位に導入された各種蛍光試薬(光感受性薬剤)に起因する薬剤蛍光を検出するものであってもよい。 Here, in the illuminating device 10, as the laser light source forming the second light source unit 120, a laser light source capable of emitting light in a wavelength band that can function as excitation light in fluorescence observation depending on the observation purpose can be mounted. .. Then, the illuminating device 10 detects the fluorescence in the operative field by detecting the fluorescence that is excited by the normal observation mode in which the operative field is observed with white light and the light in the predetermined wavelength band (hereinafter, also referred to as narrow band light). It is configured to be switchable between a special observation mode for intensively observing a site where fluorescence is emitted and a normal/special observation mode for simultaneously performing normal observation and special observation (details below (4. Application example) Explained in). The fluorescence observation in the special observation mode and the normal/special observation mode may be to detect the autofluorescence of the excitation light irradiation site or may be caused by various fluorescent reagents (photosensitive agents) introduced into the irradiation site. It may be one that detects the fluorescence of the drug.

通常観察モードでは、第1の光源部101からの白色光と第2の光源部120からのレーザ光とが合波されて生成された白色光が、術野に対して照射される。これにより、白色光に基づく通常観察像が得られる。なお、以下の説明では、第1の光源部101からの白色光と第2の光源部120からのレーザ光とが合波されて生成された白色光のことを、第1の光源部101からの白色光と区別するために、便宜的に、合波白色光とも呼称することとする。通常観察モードでは、第2の光源部120からのレーザ光の出力は、合波白色光が所望の色合い(例えば、第1の光源部101から出射された元々の白色光と似た色合いや、任意の標準光源に対応する色合い等)になるように適宜調整される。 In the normal observation mode, the white light generated by combining the white light from the first light source unit 101 and the laser light from the second light source unit 120 is applied to the operative field. As a result, a normal observation image based on white light can be obtained. In the following description, the white light generated by combining the white light from the first light source unit 101 and the laser light from the second light source unit 120 will be referred to as “white light” from the first light source unit 101. For the sake of convenience, it is also referred to as a combined white light in order to distinguish it from the white light. In the normal observation mode, the output of the laser light from the second light source unit 120 is such that the combined white light has a desired hue (for example, a hue similar to the original white light emitted from the first light source unit 101, It is appropriately adjusted so as to obtain a color tone corresponding to any standard light source).

特殊観察モードでは、第1の光源部101から白色光が出射されず(すなわち第1の光源部101の白色光源がオフされ)、第2の光源部120から観察目的に応じた波長帯域のレーザ光のみが出射される(すなわち観察目的に応じたレーザ光源のみがオンされる)ことにより、狭帯域光が術野に対して照射される。これにより、蛍光に基づく蛍光観察像が得られる。蛍光観察像では、例えば腫瘍等、観察目的に応じた部位のみが示される。 In the special observation mode, white light is not emitted from the first light source unit 101 (that is, the white light source of the first light source unit 101 is turned off), and the laser of the wavelength band corresponding to the observation purpose is emitted from the second light source unit 120. Only the light is emitted (that is, only the laser light source according to the observation purpose is turned on), and thus the narrow-band light is applied to the surgical field. Thereby, a fluorescence observation image based on fluorescence is obtained. In the fluorescence observation image, only a site corresponding to the purpose of observation such as a tumor is shown.

通常/特殊観察モードでは、通常観察モードと同様に、合波白色光が術野に対して照射されるが、その際、第2の光源部120からのレーザ光の出力が、観察目的に応じた強度(すなわち蛍光観察に適した強度)に調整される。これにより、通常観察像と特殊観察像とが重ね合わされた画像が得られる。 In the normal/special observation mode, similar to the normal observation mode, the combined white light is applied to the operative field. At that time, the output of the laser light from the second light source unit 120 is changed according to the observation purpose. Intensity (that is, intensity suitable for fluorescence observation). As a result, an image in which the normal observation image and the special observation image are superimposed is obtained.

以下、照明装置10の各構成部材について、より詳細に説明する。 Hereinafter, each component of the lighting device 10 will be described in more detail.

第2の光源部120は、照明装置10において少なくとも1つ設けられる。第2の光源部120は、所定の波長帯域のレーザ光を出射する少なくとも1つのレーザ光源によって構成される。図示する例では、第2の光源部120は、赤色帯域のレーザ光(例えば、中心波長が約638(nm)のレーザ光)を出射するレーザ光源121Rと、緑色帯域のレーザ光(例えば、中心波長が約532(nm)のレーザ光)を出射するレーザ光源121Gと、青色帯域のレーザ光(例えば、中心波長が約450(nm)のレーザ光)を出射するレーザ光源121Bと、を有する。各レーザ光源121R、121G、121Bには、コリメータ光学系が設けられており、各波長帯域のレーザ光は、平行光束として出射される。 At least one second light source unit 120 is provided in the lighting device 10. The second light source unit 120 is composed of at least one laser light source that emits laser light in a predetermined wavelength band. In the illustrated example, the second light source unit 120 includes a laser light source 121R that emits laser light in the red band (for example, laser light having a center wavelength of about 638 (nm)) and laser light in the green band (for example, center light). A laser light source 121G that emits a laser beam having a wavelength of about 532 (nm) and a laser light source 121B that emits a laser beam in a blue band (for example, a laser beam having a center wavelength of about 450 (nm)) are included. Each laser light source 121R, 121G, 121B is provided with a collimator optical system, and the laser light of each wavelength band is emitted as a parallel light flux.

レーザ光源121R、121G、121Bとしては、例えば、半導体レーザや固体レーザ等、各種の公知のレーザ光源を用いることができる。あるいは、レーザ光源121R、121G、121Bとして、これらのレーザ光源と波長変換機構とを組み合わせたものが使用されてもよい。第2の光源部120では、レーザ光源121R、121G、121Bの駆動は、それぞれ独立に制御され得る。 As the laser light sources 121R, 121G, 121B, various known laser light sources such as a semiconductor laser and a solid-state laser can be used. Alternatively, as the laser light sources 121R, 121G, 121B, a combination of these laser light sources and a wavelength conversion mechanism may be used. In the second light source unit 120, the driving of the laser light sources 121R, 121G, 121B can be controlled independently.

このように、第2の光源部120は、例えば、光の三原色に対応する各波長帯域の光を出射するレーザ光源121R、121G、121Bによって構成され得る。第2の光源部120をこのように構成することにより、後述するように、各色に対応するレーザ光源121R、121G、121Bの出力を適宜調整することにより、合波白色光の色温度を調整することが可能になる。 As described above, the second light source unit 120 can be configured by, for example, the laser light sources 121R, 121G, and 121B that emit light in the respective wavelength bands corresponding to the three primary colors of light. By configuring the second light source unit 120 in this way, the color temperature of the combined white light is adjusted by appropriately adjusting the outputs of the laser light sources 121R, 121G, and 121B corresponding to each color, as described later. It will be possible.

ただし、第1の実施形態はかかる例に限定されず、第2の光源部120を構成するレーザ光源の種類は、観察目的や観察対象の種類等に応じて適宜選択されてよい。例えば、各種の蛍光観察が行われる場合であれば、第2の光源部120は、各蛍光観察方法に応じた励起光に対応する波長帯域のレーザ光を出射するレーザ光源を含むように構成され得る。例えば、ICG(Indocyanine green)蛍光造影法による観察が行われる場合であれば、第2の光源部120は、近赤外帯域のレーザ光を出射するレーザ光源を少なくとも含むように構成される。 However, the first embodiment is not limited to such an example, and the type of the laser light source that constitutes the second light source unit 120 may be appropriately selected according to the purpose of observation, the type of observation target, and the like. For example, if various types of fluorescence observation are performed, the second light source unit 120 is configured to include a laser light source that emits laser light in a wavelength band corresponding to excitation light according to each fluorescence observation method. obtain. For example, when the observation is performed by the ICG (Indocyanine green) fluorescence contrast method, the second light source unit 120 is configured to include at least a laser light source that emits laser light in the near infrared band.

第2の光源部120は、レーザ光源121Rからの赤色レーザ光に対応する波長帯域の光を反射するダイクロイックミラー122Rと、レーザ光源121Gからの緑色レーザ光に対応する波長帯域の光を反射するダイクロイックミラー122Gと、レーザ光源121Bからの青色レーザ光に対応する波長帯域の光を反射するダイクロイックミラー122Bと、を更に有する。ダイクロイックミラー122R、122G、122Bによって、各レーザ光源121R、121G、121Bから射出された平行光束となっているレーザ光が合波され、1つの光束として、後段の結合光学系105に向かって出射される。 The second light source unit 120 includes a dichroic mirror 122R that reflects light in the wavelength band corresponding to the red laser light from the laser light source 121R, and a dichroic that reflects light in the wavelength band corresponding to the green laser light from the laser light source 121G. The mirror 122G and the dichroic mirror 122B which reflects the light of the wavelength band corresponding to the blue laser light from the laser light source 121B are further included. The dichroic mirrors 122R, 122G, and 122B combine the laser beams, which are parallel light beams emitted from the laser light sources 121R, 121G, and 121B, and combine them into one light beam, which is emitted toward the coupling optical system 105 in the subsequent stage. It

なお、ダイクロイックミラー122R、122G、122Bは、レーザ光源121R、121G、121Bからのレーザ光を合波する合波部材の一例であり、当該合波部材としては、他の任意の部材が用いられてよい。例えば、各レーザ光源121R、121G、121Bからのレーザ光を合波する部材としては、波長で合波する場合にはダイクロイックプリズムが用いられてもよいし、偏光で合波する場合には偏光ビームスプリッター(PBS:Polarizing Beam Splitter)が用いられてもよいし、振幅で合波する場合にはビームスプリッターが用いられてもよい。 The dichroic mirrors 122R, 122G, 122B are an example of a multiplexing member that multiplexes the laser light from the laser light sources 121R, 121G, 121B, and any other member may be used as the multiplexing member. Good. For example, a dichroic prism may be used as a member for combining the laser light from each of the laser light sources 121R, 121G, and 121B in the case of combining with the wavelength, or a polarized beam in the case of combining with the polarized light. A splitter (PBS: Polarizing Beam Splitter) may be used, and a beam splitter may be used when multiplexing by amplitude.

結合光学系105は、例えば集光レンズ(コレクタレンズ)によって構成され、第2の光源部120から出射されたレーザ光を、光ファイバ107の入射端に光結合させる。なお、図1に示す例では、結合光学系105を便宜的に一の凸レンズとして図示しているが、結合光学系105の具体的な構成はかかる例に限定されない。結合光学系105は、レーザ光を光ファイバ107の入射端に光結合させる機能を有すればよく、公知の光学素子が適宜組み合わされて構成されてよい。 The coupling optical system 105 is configured by, for example, a condenser lens (collector lens), and optically couples the laser light emitted from the second light source unit 120 to the incident end of the optical fiber 107. In the example shown in FIG. 1, the coupling optical system 105 is illustrated as one convex lens for convenience, but the specific configuration of the coupling optical system 105 is not limited to this example. The coupling optical system 105 may have a function of optically coupling the laser light to the incident end of the optical fiber 107, and may be configured by appropriately combining known optical elements.

光ファイバ107は、第2の光源部120から出射されたレーザ光を、後段に設けられた第3のコリメート光学系109へと導光する。光ファイバ107の出射光は、回転対称なビームとなるため、当該光ファイバ107によってレーザ光が導光されることにより、その面内での輝度分布がより一様化される。 The optical fiber 107 guides the laser light emitted from the second light source unit 120 to the third collimating optical system 109 provided in the subsequent stage. Since the light emitted from the optical fiber 107 is a rotationally symmetrical beam, the laser light is guided by the optical fiber 107, so that the luminance distribution in the plane is more uniform.

光ファイバ107の種類は特に限定されるものではなく、光ファイバ107としては、公知のマルチモード光ファイバ(例えば、ステップインデックス型マルチモードファイバ)を利用することが可能である。また、光ファイバ107のコア径も特に限定されるものではなく、例えばコア径が1(mm)程度のものが利用されてよい。 The type of the optical fiber 107 is not particularly limited, and as the optical fiber 107, a known multimode optical fiber (for example, step index type multimode fiber) can be used. The core diameter of the optical fiber 107 is not particularly limited, and for example, a core diameter of about 1 (mm) may be used.

第1の実施形態では、光ファイバ107の入射端において、各レーザ光源121R、121G、121Bからのレーザ光の入射開口数がなるべく一致するように、当該光ファイバ107の入射端へと当該レーザ光が導光される。このとき、レーザ光源121R、121G、121Bから出射されるレーザ光をコリメートするレンズの焦点距離を最適化したり、当該レーザ光の結合光学系105(すなわちコレクタレンズ)への入射位置を調整する等して、光ファイバ107の出射端から出射されるレーザ光が、光ファイバ107の中心光軸近傍の光量が周辺部の光量と比べて低くなるようなドーナツ状の光線ではなく、光ファイバ107の中心光軸近傍の光量が周辺部の光量と同等であるような中実の光線となることが望ましい。 In the first embodiment, at the incident end of the optical fiber 107, the laser light from the laser light sources 121R, 121G, and 121B is incident on the incident end of the optical fiber 107 so that the incident numerical apertures of the laser light match as much as possible. Is guided. At this time, the focal length of the lens that collimates the laser light emitted from the laser light sources 121R, 121G, and 121B is optimized, and the incident position of the laser light on the coupling optical system 105 (that is, the collector lens) is adjusted. Therefore, the laser light emitted from the emission end of the optical fiber 107 is not a donut-shaped light beam in which the amount of light near the central optical axis of the optical fiber 107 is lower than the amount of light in the peripheral portion, but the center of the optical fiber 107. It is desirable that the light beam be a solid light beam in which the light amount in the vicinity of the optical axis is equal to the light amount in the peripheral portion.

第3のコリメート光学系109は、光ファイバ107の出射端の後段に設けられ、光ファイバ107から出射されたレーザ光を平行光束へと変換する。第3のコリメート光学系109によりレーザ光が平行光束へと変換されることにより、後段に設けられた拡散部材111において、レーザ光の拡散状態を容易に制御することが可能となる。なお、図1に示す例では、第3のコリメート光学系109を便宜的に一の凸レンズとして図示しているが、第3のコリメート光学系109の具体的な構成はかかる例に限定されない。第3のコリメート光学系109は、レーザ光を平行光束に変換する機能を有すればよく、公知の光学素子が適宜組み合わされて構成されてよい。 The third collimating optical system 109 is provided after the emission end of the optical fiber 107, and converts the laser light emitted from the optical fiber 107 into a parallel light flux. By converting the laser light into a parallel light flux by the third collimating optical system 109, the diffusion state of the laser light can be easily controlled by the diffusing member 111 provided in the subsequent stage. In the example shown in FIG. 1, the third collimating optical system 109 is illustrated as one convex lens for convenience, but the specific configuration of the third collimating optical system 109 is not limited to this example. The third collimating optical system 109 has only to have a function of converting laser light into a parallel light flux, and may be configured by appropriately combining known optical elements.

拡散部材111は、第3のコリメート光学系109の後側焦点位置近傍に設けられ、第3のコリメート光学系109から出射された平行光束となっているレーザ光を拡散させることにより、2次光源を構成する。すなわち、拡散部材111における光の出射端が、2次光源として機能することとなる。また、光ファイバ107から出射される光の角度は、各レーザ光によりバラツキがあるのが一般的だが、拡散部材111を通すことにより、これらの発散角が統一されることとなる。このように、第1の実施形態によれば、拡散部材111により、例えば上記特許文献6〜9に示す一般的な既存の照明装置で発生することが予想される、照射時の色むらが低減されることになる。 The diffusing member 111 is provided in the vicinity of the rear focal position of the third collimating optical system 109, and diffuses the laser light, which is a parallel light flux emitted from the third collimating optical system 109, to generate a secondary light source. Make up. That is, the light emitting end of the diffusing member 111 functions as a secondary light source. Further, the angle of the light emitted from the optical fiber 107 generally varies depending on each laser light, but the divergence angle of these lights is unified by passing through the diffusion member 111. As described above, according to the first embodiment, the diffusion member 111 reduces color unevenness at the time of irradiation, which is expected to occur in, for example, the general existing illumination devices described in Patent Documents 6 to 9 above. Will be done.

拡散部材111により生成される2次光源のサイズは、第3のコリメート光学系109の焦点距離によって制御することができる。また、拡散部材111の拡散角度により、その出射光のNAを制御することが可能である。両者の効果により、ライトガイド130の入射端に結合する際の集光スポットのサイズと入射NAの両方を独立に制御することが可能となる。なお、拡散部材111が配置される、第3のコリメート光学系109の後側焦点位置近傍が、実際にどのくらいの範囲となるかについては、特に限定されるものではないが、当該範囲は、例えば、第3のコリメート光学系109の後側焦点位置を含み、その上流側及び下流側に焦点距離±10%程度の範囲とすることが好ましい。 The size of the secondary light source generated by the diffusing member 111 can be controlled by the focal length of the third collimating optical system 109. Further, the NA of the emitted light can be controlled by the diffusion angle of the diffusion member 111. Due to the effects of both, it becomes possible to independently control both the size of the focused spot and the incident NA when the light is coupled to the incident end of the light guide 130. It should be noted that the actual range of the vicinity of the rear focus position of the third collimating optical system 109 in which the diffusing member 111 is arranged is not particularly limited, but the range is, for example, It is preferable to include the rear focal position of the third collimating optical system 109, and to set the focal length on the upstream side and the downstream side of the focal point distance to about ±10%.

なお、拡散部材111の具体的な種類は特に限定されるものではなく、拡散部材111としては、公知の拡散素子が利用されてよい。このような拡散素子の例として、例えば、フロスト型のすりガラスやガラス内に光拡散物質を分散させることで拡散特性を利用したオパール型の拡散板やホログラフィック拡散板を挙げることができる。ホログラフィック拡散板は、所定の基板上にホログラフィックパターンが施されたものであり、出射光の拡散角度を任意の角度に設定することができるため、拡散部材111として用いられることが特に好ましい。 Note that the specific type of the diffusion member 111 is not particularly limited, and a known diffusion element may be used as the diffusion member 111. Examples of such a diffusing element include, for example, frosted frosted glass, and an opal type diffusing plate or a holographic diffusing plate that utilizes diffusion characteristics by dispersing a light diffusing substance in the glass. The holographic diffusing plate is one in which a holographic pattern is formed on a predetermined substrate, and the diffusing angle of emitted light can be set to an arbitrary angle, and therefore it is particularly preferable to use it as the diffusing member 111.

拡散部材111から出射されたレーザ光は、第2のコリメート光学系113に導光される。第2のコリメート光学系113は、拡散部材111からの光(すなわち2次光源からの光)を平行光束に変換し、ダイクロイックミラー115に入射させる。なお、ダイクロイックミラー115は、ダイクロイックプリズムであってもよい。 The laser light emitted from the diffusing member 111 is guided to the second collimating optical system 113. The second collimating optical system 113 converts the light from the diffusing member 111 (that is, the light from the secondary light source) into a parallel light flux and makes it enter the dichroic mirror 115. The dichroic mirror 115 may be a dichroic prism.

ここで、第2のコリメート光学系113を通過したレーザ光は完全な平行光でなくてもよく、平行光に近い状態となった発散光であってもよい。換言すれば、第2のコリメート光学系113と後述するコンデンサ光学系117とは、無限共役ではなく有限共役であってよい。本明細書では、コリメート光学系を通過し、平行光又は平行光に近い状態になった光のことを、便宜的に、略平行光と呼称することとする。すなわち、略平行光は、平行光又は発散光を含む概念である。なお、白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される場合における照明装置10の構成例は、下記(3−1.白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される変形例)で改めて詳しく説明する。 Here, the laser light that has passed through the second collimating optical system 113 may not be perfectly parallel light, but may be divergent light that is in a state close to parallel light. In other words, the second collimating optical system 113 and the condenser optical system 117 described later may be finite conjugate instead of infinite conjugate. In the present specification, light that has passed through the collimating optical system and has become parallel light or a state close to parallel light is referred to as substantially parallel light for convenience. That is, substantially parallel light is a concept including parallel light or divergent light. A configuration example of the illumination device 10 in the case where both white light and laser light are combined as divergent light is as follows (3-1. Modification example in which both white light and laser light are combined as divergent light). I will explain again in detail.

第1の光源部101は、照明装置10において少なくとも1つ設けられ、白色光を出射する。第1の光源部101を構成する白色光源は、白色光を出射するものであればよく、その種類は限定されない。例えば、当該白色光源としては、白色LED(Light Emitting Diode)、レーザ励起蛍光体、キセノンランプ、ハロゲンランプ等、任意の光源が用いられてよい。第1の実施形態では、一例として、青色LEDによって励起される蛍光体を用いたいわゆる蛍光体方式の白色LEDが、第1の光源部101の白色光源として用いられることとする。 At least one first light source unit 101 is provided in the lighting device 10 and emits white light. The white light source that constitutes the first light source unit 101 may be any one that emits white light, and the type thereof is not limited. For example, as the white light source, an arbitrary light source such as a white LED (Light Emitting Diode), a laser excitation phosphor, a xenon lamp, a halogen lamp may be used. In the first embodiment, as an example, a so-called phosphor-type white LED using a phosphor excited by a blue LED is used as the white light source of the first light source unit 101.

第1の光源部101から出射された白色光は、第1のコリメート光学系103によって平行光束に変換され、拡散部材111から出射されたレーザ光とは異なる方向(図示する例では互いの光軸が略直交する方向)からダイクロイックミラー115に入射する。なお、第1のコリメート光学系103を通過した白色光は完全な平行光でなくてもよい。換言すれば、第1のコリメート光学系103と後述するコンデンサ光学系117とは、無限共役ではなく有限共役であってよい。すなわち、第1のコリメート光学系103は、白色光を略平行光として、ダイクロイックミラー115に入射させる。 The white light emitted from the first light source unit 101 is converted into a parallel light flux by the first collimating optical system 103, and has a different direction from that of the laser light emitted from the diffusing member 111 (in the illustrated example, the optical axes of the two light beams are different from each other). Enters the dichroic mirror 115 from a direction substantially orthogonal to. Note that the white light that has passed through the first collimating optical system 103 does not have to be perfect parallel light. In other words, the first collimating optical system 103 and the condenser optical system 117 described later may be finite conjugate instead of infinite conjugate. That is, the first collimating optical system 103 makes the white light substantially parallel light and makes it enter the dichroic mirror 115.

なお、図1に示す例では、第1のコリメート光学系103を便宜的に一の凸レンズとして図示しているが、第1のコリメート光学系103の具体的な構成はかかる例に限定されない。第1のコリメート光学系103は、白色光を略平行光にする機能を有すればよく、公知の光学素子が適宜組み合わされて構成されてよい。 In the example shown in FIG. 1, the first collimating optical system 103 is illustrated as one convex lens for convenience, but the specific configuration of the first collimating optical system 103 is not limited to this example. The first collimating optical system 103 only needs to have a function of converting white light into substantially parallel light, and may be configured by appropriately combining known optical elements.

ダイクロイックミラー115は、第1の光源部101から出射された白色光と、第2の光源部120から出射されたレーザ光とを合波する。図示する例では、ダイクロイックミラー115は、第2の光源部120からのレーザ光に対応する波長帯域の光のみを透過させ、それ以外の波長帯域の光を反射するように設計されている。 The dichroic mirror 115 multiplexes the white light emitted from the first light source unit 101 and the laser light emitted from the second light source unit 120. In the illustrated example, the dichroic mirror 115 is designed to transmit only light in the wavelength band corresponding to the laser light from the second light source unit 120 and reflect light in other wavelength bands.

照明装置10では、拡散部材111、第2のコリメート光学系113、ダイクロイックミラー115及びコンデンサ光学系117は、この順に略一列に配置される。また、第1の光源部101及び第1のコリメート光学系103は、レーザ光の光軸と略直交する方向からダイクロイックミラー115に白色光が入射するように配置される。従って、拡散部材111から出射されダイクロイックミラー115に入射したレーザ光は、ダイクロイックミラー115を透過してコンデンサ光学系117に入射する。また、ダイクロイックミラー115に入射した白色光のうち、レーザ光の波長帯域以外の成分が、ダイクロイックミラー115によって反射されコンデンサ光学系117に入射する。 In the illumination device 10, the diffusing member 111, the second collimating optical system 113, the dichroic mirror 115, and the condenser optical system 117 are arranged in this order in a line. Further, the first light source unit 101 and the first collimating optical system 103 are arranged so that white light is incident on the dichroic mirror 115 from a direction substantially orthogonal to the optical axis of the laser light. Therefore, the laser light emitted from the diffusing member 111 and incident on the dichroic mirror 115 passes through the dichroic mirror 115 and is incident on the condenser optical system 117. Further, of the white light that has entered the dichroic mirror 115, components other than the wavelength band of the laser light are reflected by the dichroic mirror 115 and enter the condenser optical system 117.

このように、ダイクロイックミラー115は、第1の光源部101から出射される白色光から第2の光源部120から出射されるレーザ光に対応する波長帯域の光の成分を減衰又は除去するとともに、レーザ光に対応する波長帯域の光の成分が減衰又は除去された白色光に、第2の光源部120から出射されるレーザ光を合波する機能を有する。つまり、ダイクロイックミラー115によって合波された光は、所定の波長帯域がレーザ光によって補われた白色光であり得る。なお、ダイクロイックミラー115の特性及びダイクロイックミラー115によって合波された光の特性の詳細については、図3〜図5を参照して後述する。 In this way, the dichroic mirror 115 attenuates or removes the component of the light in the wavelength band corresponding to the laser light emitted from the second light source unit 120 from the white light emitted from the first light source unit 101, and It has a function of combining the laser light emitted from the second light source unit 120 with the white light in which the light component of the wavelength band corresponding to the laser light is attenuated or removed. That is, the light multiplexed by the dichroic mirror 115 may be white light whose predetermined wavelength band is supplemented by the laser light. Details of the characteristics of the dichroic mirror 115 and the characteristics of the light multiplexed by the dichroic mirror 115 will be described later with reference to FIGS. 3 to 5.

コンデンサ光学系117は、例えば集光レンズ(コレクタレンズ)によって構成され、ダイクロイックミラー115によって合波された光を、所定の近軸横倍率でライトガイド130の入射端に結像させる。 The condenser optical system 117 is composed of, for example, a condenser lens (collector lens), and forms an image of the light combined by the dichroic mirror 115 on the incident end of the light guide 130 at a predetermined paraxial lateral magnification.

ここで、第2のコリメート光学系113とコンデンサ光学系117による結像倍率([コンデンサ光学系117の焦点距離]/[第2のコリメート光学系113の焦点距離])は、2次光源のサイズ及び発散角が、ライトガイド130のコア径と入射NAにマッチングするように設定される。また、第1のコリメート光学系103とコンデンサ光学系117による結像倍率([コンデンサ光学系117の焦点距離]/[第1のコリメート光学系103])は、ライトガイドのコア径及び入射NAにマッチングさせ、白色光が高効率でライトガイド130の入射端に結合されるように設定される。 Here, the imaging magnification of the second collimating optical system 113 and the condenser optical system 117 ([focal length of the condenser optical system 117]/[focal length of the second collimating optical system 113]) is the size of the secondary light source. And the divergence angle are set to match the core diameter of the light guide 130 and the incident NA. Further, the imaging magnification ([focal length of the condenser optical system 117]/[first collimator optical system 103]) by the first collimating optical system 103 and the condenser optical system 117 depends on the core diameter of the light guide and the incident NA. It is set so that the white light is matched and is efficiently coupled to the incident end of the light guide 130.

図2にライトガイド130の一構成例を示す。図2では、ライトガイド130の端部を図示している。図示するように、ライトガイド130は、ファイバコア部とファイバクラッド部とから構成される光ファイバが複数束ねられて構成されている。ここで、第1の実施形態に係るコンデンサ光学系117は、一般的な構成とは異なり、照明対象(第1の実施形態であればライトガイド130の入射端)の面積をなるべく満たすように2次光源を結像させるように構成されている。つまり、第1の実施形態では、コンデンサ光学系117は、ライトガイド130の入射端に結像される2次光源の像の大きさが、当該ライトガイド130の入射端の直径と略同一になるように、当該2次光源からの光を当該ライトガイド130の入射端に集光するように構成され得る。これにより、照明装置10全体としてのスペックルノイズを低減させることができる。 FIG. 2 shows a configuration example of the light guide 130. In FIG. 2, the end portion of the light guide 130 is illustrated. As illustrated, the light guide 130 is configured by bundling a plurality of optical fibers each including a fiber core portion and a fiber clad portion. Here, unlike the general configuration, the condenser optical system 117 according to the first embodiment is designed to fill the area of the illumination target (the incident end of the light guide 130 in the first embodiment) as much as possible. It is configured to image the secondary light source. That is, in the first embodiment, in the condenser optical system 117, the size of the image of the secondary light source formed on the incident end of the light guide 130 is substantially the same as the diameter of the incident end of the light guide 130. Thus, the light from the secondary light source may be configured to be focused on the incident end of the light guide 130. As a result, speckle noise of the entire lighting device 10 can be reduced.

ここで、スペックルノイズは、光源の輝度分布に依存することが知られている。例えば、光源が理想的な点光源である場合には、その輝度分布はδ関数とみなすことができ、当該光源からの光が照射される物体面のあらゆる点同士が干渉して、可干渉性が高くなる。つまり、スペックルノイズは大きくなる。このような光源(点光源)は、コヒーレント(coherent)な光源と言われ、コヒーレントな光源が用いられた場合にはスペックルノイズは大きくなる。 Here, it is known that speckle noise depends on the luminance distribution of the light source. For example, when the light source is an ideal point light source, its luminance distribution can be regarded as a δ function, and all points on the object surface irradiated with light from the light source interfere with each other to cause coherence. Becomes higher. That is, the speckle noise becomes large. Such a light source (point light source) is called a coherent light source, and speckle noise becomes large when a coherent light source is used.

一方、光源として、大きさ無限大の一様光源を仮定した場合には、その輝度分布は均一なものとなり、当該光源からの光が照射される物体面上の同一位置でしか干渉が生じず、可干渉性が低くなる。つまり、スペックルノイズは小さくなる。このような大きさが無限大の光源は、インコヒーレント(incoherent)な光源と言われ、インコヒーレントな光源が用いられた場合にはスペックルノイズは小さくなる。 On the other hand, if a uniform light source of infinite size is assumed as the light source, its luminance distribution will be uniform, and interference will occur only at the same position on the object plane irradiated with the light from the light source. , Coherence becomes low. That is, speckle noise is reduced. Such a light source having an infinite size is called an incoherent light source, and speckle noise is reduced when the incoherent light source is used.

実際に照明装置10に搭載される光源は、空間的にコヒーレント光源とインコヒーレント光源の間に位置する部分的コヒーレントな光源であるため、見かけ上の光源の大きさが大きく、光源の輝度分布が一様であるほど、可干渉性が低くなり、スペックルノイズは低減すると考えられる。 Since the light source actually mounted on the illumination device 10 is a partially coherent light source spatially located between the coherent light source and the incoherent light source, the apparent size of the light source is large and the luminance distribution of the light source is large. It is considered that the more uniform, the lower the coherence and the less speckle noise.

ここで、ライトガイド130の入射端の直径よりも2次光源の像が小さくなるように当該2次光源からの光がライトガイド130の入射端に集光された場合には、ライトガイド130を構成する光ファイバが部分的にしか導光に寄与しないため、結果として、ライトガイド130の射出光を観察部位に照射する場合に、当該観察部位の被照射面から観察した時の見かけ上の光源サイズが小さくなり、スペックルノイズが悪化してしまうことが懸念される。 Here, when the light from the secondary light source is condensed at the incident end of the light guide 130 so that the image of the secondary light source becomes smaller than the diameter of the incident end of the light guide 130, the light guide 130 is Since the constituent optical fibers only partly contribute to the light guide, as a result, when the light emitted from the light guide 130 is applied to the observation site, an apparent light source when observed from the illuminated surface of the observation site. There is a concern that the size will become smaller and the speckle noise will worsen.

一方、ライトガイド130の入射端の直径よりも2次光源の像が大きくなるように当該2次光源からの光がライトガイド130の入射端に集光された場合には、ライトガイド130の入射端面においてレーザ光のケラレが発生し、光結合効率が落ちてしまうことが懸念される。 On the other hand, when the light from the secondary light source is condensed at the incident end of the light guide 130 so that the image of the secondary light source becomes larger than the diameter of the incident end of the light guide 130, the incident light of the light guide 130 enters. Vignetting of the laser light may occur on the end face, which may reduce the optical coupling efficiency.

従って、上述したように、ライトガイド130の入射端の直径と、2次光源の像の大きさとが略等しくなるように、当該2次光源からの光がライトガイド130の入射端に集光されることにより、ライトガイド130の入射端面での光結合効率を向上させつつ、スペックルノイズを低減することができるのである。 Therefore, as described above, the light from the secondary light source is condensed at the incident end of the light guide 130 so that the diameter of the incident end of the light guide 130 and the size of the image of the secondary light source are substantially equal. As a result, speckle noise can be reduced while improving the optical coupling efficiency at the incident end surface of the light guide 130.

ここで、例えば上記特許文献6〜9に示すような既存の一般的な照明装置では、このようなスペックルノイズを低減する構成は適用されていない。このように、第1の実施形態に係る照明装置10によれば、一般的な照明装置に比べて、スペックルノイズがより低減された観察像を得ることが可能になる。 Here, for example, the existing general illumination device as shown in Patent Documents 6 to 9 does not apply such a configuration for reducing speckle noise. As described above, according to the lighting device 10 according to the first embodiment, it is possible to obtain an observation image in which speckle noise is further reduced as compared with a general lighting device.

なお、図1に示す例では、コンデンサ光学系117を便宜的に一の凸レンズとして図示しているが、コンデンサ光学系117の具体的な構成はかかる例に限定されない。コンデンサ光学系117は、上述した各機能を有すればよく、公知の光学素子が適宜組み合わされて構成されてよい。 In the example shown in FIG. 1, the condenser optical system 117 is illustrated as one convex lens for convenience, but the concrete configuration of the condenser optical system 117 is not limited to this example. The condenser optical system 117 may have any of the functions described above, and may be configured by appropriately combining known optical elements.

ここで、図3〜図5を参照して、ダイクロイックミラー115の特性及びダイクロイックミラー115によって合波された光の特性について説明する。図3(a)は、第1の光源部101から出射される白色光のスペクトルの一例を示している。図3(b)は、ダイクロイックミラー115の反射特性の一例を示している。 Here, the characteristics of the dichroic mirror 115 and the characteristics of the light multiplexed by the dichroic mirror 115 will be described with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. 3A shows an example of a spectrum of white light emitted from the first light source unit 101. FIG. 3B shows an example of the reflection characteristic of the dichroic mirror 115.

図3(b)を参照すると、ダイクロイックミラー115は、白色光の波長帯域のうち、大部分を反射するとともに、第2の光源部120から出射されるレーザ光に対応する波長帯域の光を透過させる特性を有している。図示する例では、ダイクロイックミラー115は、赤色レーザ光の中心波長である約638(nm)を含む所定の幅の波長帯域の光と、緑色レーザ光の中心波長である約532(nm)を含む所定の幅の波長帯域の光と、青色レーザ光の中心波長である約450(nm)を含む所定の幅の波長帯域の光と、を、透過させるように設計されている。 Referring to FIG. 3B, the dichroic mirror 115 reflects most of the wavelength band of white light and transmits light in the wavelength band corresponding to the laser light emitted from the second light source unit 120. It has the property of In the illustrated example, the dichroic mirror 115 includes light in a wavelength band of a predetermined width including the center wavelength of the red laser light of about 638 (nm) and about 532 (nm) of the center wavelength of the green laser light. It is designed to transmit light in a wavelength band of a predetermined width and light in a wavelength band of a predetermined width including about 450 (nm) which is the central wavelength of blue laser light.

図3(c)は、第1の光源部101から出射された白色光がダイクロイックミラー115を通過した後の光のスペクトルの一例を示している。図3(c)に示すように、ダイクロイックミラー115を通過した後の白色光は、第2の光源部120から出射されるレーザ光に対応する波長帯域の成分が減衰されたものとなっている。このように、ダイクロイックミラー115によって、レーザ光に対応する波長帯域のみが減衰されるので、白色光とレーザ光とを合波する際のロスを最小限に抑えることが可能となる。また、白色光が略平行光で、入射角度に幅がある場合には、ダイクロイックミラー115の入射角依存により、波長シフトが起こり、減衰した波長帯域もシフトされるため、ライトガイド130出射後は、図3(c)よりもスペクトルが均一化される良い傾向にある。 FIG. 3C shows an example of a spectrum of light after the white light emitted from the first light source unit 101 has passed through the dichroic mirror 115. As shown in FIG. 3C, the white light that has passed through the dichroic mirror 115 has the components in the wavelength band corresponding to the laser light emitted from the second light source unit 120 attenuated. .. As described above, since only the wavelength band corresponding to the laser light is attenuated by the dichroic mirror 115, it is possible to minimize the loss when the white light and the laser light are combined. Further, when the white light is substantially parallel light and has a wide incident angle, a wavelength shift occurs due to the incident angle dependence of the dichroic mirror 115, and the attenuated wavelength band is also shifted. Therefore, after the light guide 130 is emitted. , There is a tendency that the spectrum is made more uniform than in FIG.

なお、図3に示すダイクロイックミラー115の特性は一例であり、第1の実施形態はかかる例に限定されない。ダイクロイックミラー115の特性は、第2の光源部120として用いられるレーザ光源の特性に応じて適宜設定され得る。例えば、上述したICG蛍光造影法による観察が行われる場合であれば、第2の光源部120にとしては近赤外帯域のレーザ光(例えば中心波長が約808(nm)であるレーザ光)が用いられ得るため、当該レーザ光の波長帯域に対応する範囲の光を透過させる特性を有するダイクロイックミラー115が用いられる。 The characteristic of the dichroic mirror 115 shown in FIG. 3 is an example, and the first embodiment is not limited to such an example. The characteristics of the dichroic mirror 115 can be appropriately set according to the characteristics of the laser light source used as the second light source unit 120. For example, when the observation by the above-described ICG fluorescence contrast method is performed, the second light source unit 120 receives a laser beam in the near infrared band (for example, a laser beam having a central wavelength of about 808 (nm)). Since it can be used, the dichroic mirror 115 having a characteristic of transmitting light in a range corresponding to the wavelength band of the laser light is used.

図4は、ダイクロイックミラー115の透過特性の一例を示している。図3(b)を参照して説明したように、ダイクロイックミラー115によって、第2の光源部120から出射されるレーザ光に対応する波長帯域の光が透過され、第1の光源部101から出射される白色光の波長帯域の大部分が反射されることが分かる。図示する例では、ダイクロイックミラー115は、レーザ光の利用効率を向上させるために、対応する波長帯域の光の約90(%)を透過させるように設定されている。 FIG. 4 shows an example of the transmission characteristics of the dichroic mirror 115. As described with reference to FIG. 3B, the dichroic mirror 115 transmits the light in the wavelength band corresponding to the laser light emitted from the second light source unit 120, and emits the light from the first light source unit 101. It can be seen that most of the wavelength band of the white light that is reflected is reflected. In the illustrated example, the dichroic mirror 115 is set to transmit about 90% of the light in the corresponding wavelength band in order to improve the utilization efficiency of the laser light.

図5は、ダイクロイックミラー115によって、第1の光源部101から出射される白色光と第2の光源部120から出射されるレーザ光とが合波された後の光のスペクトルの一例を示している。図示する例では、白色光に対して、赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光が合波された場合のスペクトルが示されている。このように、第1の実施形態では、白色光とレーザ光とが合波されて、いわば新たな白色光(すなわち合波白色光)が生成され得る。第1の実施形態では、この合波白色光が、通常観察モード及び通常/特殊観察モードにおいて、術野に対して照射される。なお、特殊観察モードでは、第1の光源部101は駆動されず、第2の光源部120のみが駆動され、蛍光観察を行う際の励起光に対応する波長帯域のレーザ光が、術野に対して照射される。 FIG. 5 shows an example of a spectrum of light after the white light emitted from the first light source unit 101 and the laser light emitted from the second light source unit 120 are combined by the dichroic mirror 115. There is. In the illustrated example, a spectrum when white light is combined with red laser light, green laser light, and blue laser light is shown. As described above, in the first embodiment, the white light and the laser light can be combined, and so to speak, new white light (that is, combined white light) can be generated. In the first embodiment, the combined white light is applied to the operative field in the normal observation mode and the normal/special observation mode. In the special observation mode, the first light source unit 101 is not driven, but only the second light source unit 120 is driven, and the laser light in the wavelength band corresponding to the excitation light when performing fluorescence observation is incident on the surgical field. It is irradiated against.

ここで、例えば上記特許文献6、8、9に示される既存の一般的な照明装置では、白色光及びレーザ光が合波部材により同一の光軸上を導光されるが、その際、白色光源及びレーザ光源の駆動を適宜制御したり、フィルタの光路からの退避及び光路への配置を適宜制御したりすることにより、白色光及びレーザ光のいずれかが選択的に術野に対して照射される。つまり、特許文献6、8、9に記載の技術では、通常観察モードでは、白色光源からの白色光が、直接、術野に対して照射されることになる。また、特許文献7に記載の技術では、白色光及びレーザ光が合波部材により合波されて生成される白色光が術野に対して照射されるが、当該合波部材は、その一部が白色光の全波長帯域の成分を透過する透過部によって構成されているため、結果的には、当該透過部を透過した白色光源からの白色光が、直接、術野に対して照射されることになる。 Here, for example, in the existing general illumination devices shown in Patent Documents 6, 8 and 9 described above, white light and laser light are guided on the same optical axis by the multiplexing member, but at this time, white light and laser light are emitted. By selectively controlling the drive of the light source and laser light source, and by appropriately controlling the withdrawal of the filter from the optical path and the placement of the filter in the optical path, either white light or laser light is selectively applied to the operative field. To be done. That is, in the techniques described in Patent Documents 6, 8, and 9, in the normal observation mode, the white light from the white light source is directly applied to the operative field. Further, in the technique described in Patent Document 7, white light generated by combining the white light and the laser light by the combining member is applied to the operative field, but the combining member is a part thereof. Is composed of a transmissive part that transmits the components of the entire wavelength band of the white light, and as a result, the white light from the white light source that has passed through the transmissive part is directly irradiated to the surgical field. It will be.

このように、上記特許文献6〜9に例示される既存の一般的な照明装置では、通常観察モードでは、ハロゲンランプや白色LED等の白色光源からの白色光が、直接、術野に対して照射され得る。従って、術野に対して照射される白色光のスペクトルは、各種のフィルタ等を用いてある程度は調整可能であったとしても、基本的には白色光源の種類に応じて固定的であり、照射される白色光のスペクトルを詳細に制御することは困難であった。 As described above, in the existing general illumination devices exemplified in Patent Documents 6 to 9 described above, in the normal observation mode, white light from a white light source such as a halogen lamp or a white LED is directly applied to the operative field. Can be illuminated. Therefore, the spectrum of white light emitted to the operative field is basically fixed according to the type of white light source, even if it can be adjusted to some extent using various filters. It has been difficult to control the spectrum of the white light emitted in detail.

一方、第1の実施形態によれば、上述したように、第1の光源部101から出射される白色光と第2の光源部120から出射されるレーザ光とが合波されて生成された白色光が、通常観察モード及び通常/特殊観察モードにおいて、術野に対して照射され得る。また、第2の光源部120は、例えば、光の三原色に対応する各波長帯域の光を出射するレーザ光源121R、121G、121Bによって構成され得る。当該構成によれば、第2の光源部120から出射されるレーザ光の混合比を適宜調整することにより、合波白色光のスペクトルを制御し、その色温度を調整することが可能になる。このように、第1の実施形態によれば、フィルタ等によって照明装置よりも後段で色温度の調整を行うのではなく、光源側で色温度の調整を行うことが可能となる。 On the other hand, according to the first embodiment, as described above, the white light emitted from the first light source unit 101 and the laser light emitted from the second light source unit 120 are combined and generated. White light may be illuminated on the operative field in the normal observation mode and the normal/special observation mode. Further, the second light source unit 120 can be configured by, for example, laser light sources 121R, 121G, and 121B that emit light in each wavelength band corresponding to the three primary colors of light. According to this configuration, it is possible to control the spectrum of the combined white light and adjust the color temperature by appropriately adjusting the mixing ratio of the laser light emitted from the second light source unit 120. As described above, according to the first embodiment, it is possible to adjust the color temperature on the light source side instead of adjusting the color temperature on a stage subsequent to the lighting device by using the filter or the like.

なお、このとき、第2の光源部120から出射されるレーザ光の混合比は、例えば、各レーザ光源121R、121G、121Bの駆動電流を制御してそのレーザ光の出力を制御することにより調整されてもよいし、ダイクロイックミラー115における各レーザ光に対応する波長帯域の光の透過率を調整することにより制御されてもよい。 At this time, the mixing ratio of the laser light emitted from the second light source unit 120 is adjusted, for example, by controlling the drive current of each of the laser light sources 121R, 121G, and 121B to control the output of the laser light. Alternatively, it may be controlled by adjusting the transmittance of light in the wavelength band corresponding to each laser light in the dichroic mirror 115.

一例として、合波白色光において所定の色温度を実現するための各光源の出力の設定例を下記表1に示す。例えば、照明装置10によってD65標準光源(x=0.313,y=0.329)による白色光を実現したい場合には、白色光源とレーザ光源の出力を表1(a)列のように設定すればよい。また、例えば、照明装置10によってD50常用光源(x=0.346,y=0.359)による白色光を実現したい場合には、白色光源とレーザ光源の出力を表1(b)列のように設定すればよい。なお、下記表1に示す設定はあくまで一例であり、白色光源及びレーザ光源の出力を適宜調整することにより、他の各種の光源による白色光の色温度を実現可能であることは言うまでもない。 As an example, Table 1 below shows a setting example of the output of each light source for realizing a predetermined color temperature in the combined white light. For example, when it is desired to realize white light by the D65 standard light source (x=0.313, y=0.329) by the illumination device 10, the outputs of the white light source and the laser light source are set as shown in column (a) of Table 1. do it. Further, for example, when it is desired to realize white light by the D50 regular light source (x=0.346, y=0.359) by the lighting device 10, the outputs of the white light source and the laser light source are as shown in the column of Table 1(b). You can set it to. The settings shown in Table 1 below are merely examples, and it goes without saying that the color temperature of white light by various other light sources can be realized by appropriately adjusting the outputs of the white light source and the laser light source.

以上、図1〜図5を参照して、第1の実施形態に係る照明装置10の構成について説明した。以上説明したように、第1の実施形態によれば、レーザ光の光路上に拡散部材111が設けられることにより、第2の光源部120から出射される複数のレーザ光の発散角が統一されるため、照明装置10からの出力光の照射時の色むらが低減される。また、コンデンサ光学系117が、ライトガイド130の入射端の面積をなるべく満たすように2次光源からの光を当該ライトガイド130の入射端に結像させるように構成されることにより、照明装置10全体としてのスペックルノイズを低減させることができる。また、第2の光源部120におけるレーザ光の混合比を調整することにより、合波白色光の色温度を調整することができる。従って、第1の実施形態によれば、白色光を用いた観察(すなわち、通常観察モード又は通常/特殊観察モードにおける観察)において、より均一で品質の高い白色光を照射光として用いることができ、より高品質な観察像を得ることが可能となる。 The configuration of the lighting device 10 according to the first embodiment has been described above with reference to FIGS. 1 to 5. As described above, according to the first embodiment, the diffusion member 111 is provided on the optical path of the laser light, so that the divergence angles of the plurality of laser lights emitted from the second light source unit 120 are unified. Therefore, color unevenness at the time of irradiation of the output light from the illumination device 10 is reduced. In addition, the condenser optical system 117 is configured to image the light from the secondary light source on the incident end of the light guide 130 so as to fill the area of the incident end of the light guide 130 as much as possible. The speckle noise as a whole can be reduced. Moreover, the color temperature of the combined white light can be adjusted by adjusting the mixing ratio of the laser light in the second light source unit 120. Therefore, according to the first embodiment, in the observation using the white light (that is, the observation in the normal observation mode or the normal/special observation mode), the more uniform and high-quality white light can be used as the irradiation light. It becomes possible to obtain a higher quality observation image.

また、第1の実施形態に係る照明装置10では、上述したように、第1の光源部101及び第2の光源部120の駆動を適宜制御することにより、通常観察モードと、特殊観察モードと、通常/特殊観察モードと、を切り替えることが可能である。このように、第1の実施形態によれば、照射光の波長帯域を切り替えることと、より高品質な観察像を得ることと、を両立させることが可能になる。 Further, in the illumination device 10 according to the first embodiment, as described above, by appropriately controlling the driving of the first light source unit 101 and the second light source unit 120, the normal observation mode and the special observation mode are set. , It is possible to switch between the normal/special observation mode. As described above, according to the first embodiment, it is possible to switch the wavelength band of the irradiation light and obtain a higher quality observation image at the same time.

ここで、以上説明した構成例では、第2の光源部120から出射されるレーザ光の利用効率を高めるために、図4に示すように、レーザ光の波長帯域に対応する光の透過率が90(%)程度になるように、ダイクロイックミラー115の性能が調整されていた。ただし、第1の実施形態はかかる例に限定されない。例えば、レーザパワーに余裕がある場合には、ダイクロイックミラー115におけるレーザ光の波長帯域に対応する光の透過率が、50(%)等、他の値に設定されてもよい。また、ダイクロイックミラー115において、各波長帯域のレーザ光の波長帯域に対応する光の透過率が、互いに異なる値に設定されてもよい。 Here, in the configuration example described above, in order to increase the utilization efficiency of the laser light emitted from the second light source unit 120, as shown in FIG. 4, the transmittance of light corresponding to the wavelength band of the laser light is increased. The performance of the dichroic mirror 115 was adjusted so as to be about 90 (%). However, the first embodiment is not limited to such an example. For example, when the laser power has a margin, the light transmittance of the dichroic mirror 115 corresponding to the wavelength band of the laser light may be set to another value such as 50 (%). Further, in the dichroic mirror 115, the light transmittances corresponding to the wavelength bands of the laser light in the respective wavelength bands may be set to different values.

また、以上説明した構成例では、ダイクロイックミラー115によって反射された白色光と、ダイクロイックミラー115を透過したレーザ光とが合波されていたが、第1の実施形態はかかる例に限定されない。ダイクロイックミラー115の反射特性及び透過特性が、上述した特性とは逆になるように設定されることにより、ダイクロイックミラー115を透過した白色光と、ダイクロイックミラー115によって反射されたレーザ光とが合波され、合波された光が、コンデンサ光学系117を介してライトガイド130に入射するように、照明装置10が構成されてもよい。 Further, in the configuration example described above, the white light reflected by the dichroic mirror 115 and the laser light transmitted through the dichroic mirror 115 are multiplexed, but the first embodiment is not limited to this example. By setting the reflection characteristic and the transmission characteristic of the dichroic mirror 115 to be opposite to the above-mentioned characteristics, the white light transmitted through the dichroic mirror 115 and the laser light reflected by the dichroic mirror 115 are combined. The illumination device 10 may be configured such that the combined and combined light enters the light guide 130 via the condenser optical system 117.

また、図1に示す構成は、あくまで照明装置10の一構成例を示すものであり、照明装置10の構成はかかる例に限定されない。照明装置10には、一般的な既存の照明装置に搭載され得る各種の光学素子が更に備えられてもよい。例えば、第1の光源部101の白色光源としてキセノンランプを使用する場合には、第1の光源部101の後段に、照射時に生体の発熱に寄与し得る近赤外帯域の光を減衰又は除去するフィルタ等が設けられてもよい。または、被写体の観察に用いられる撮像素子の前段に近赤外帯域の光を減衰又は除去するフィルタ等が設けられてもよい。あるいは、当該フィルタを設ける代わりに、当該フィルタの機能がダイクロイックミラー115によって実現されてもよい。すなわち、ダイクロイックミラー115の反射特性又は透過特性が調整されることにより、合波の際に、第1の光源部101から出射された白色光から近赤外帯域の成分が減衰又は除去されてもよい。 The configuration illustrated in FIG. 1 is merely an example of the configuration of the lighting device 10, and the configuration of the lighting device 10 is not limited to this example. The lighting device 10 may further include various optical elements that can be mounted on a general existing lighting device. For example, when a xenon lamp is used as the white light source of the first light source unit 101, the near-infrared band light that can contribute to the heat generation of the living body at the time of irradiation is attenuated or removed in the subsequent stage of the first light source unit 101. A filter or the like may be provided. Alternatively, a filter or the like for attenuating or removing light in the near infrared band may be provided in front of the image sensor used for observing the subject. Alternatively, instead of providing the filter, the function of the filter may be realized by the dichroic mirror 115. That is, by adjusting the reflection characteristic or the transmission characteristic of the dichroic mirror 115, the near-infrared band component may be attenuated or removed from the white light emitted from the first light source unit 101 at the time of multiplexing. Good.

(1−2.スペックルノイズの低減効果)
第1の実施形態に係る照明装置10と同様の構成を有する実験装置を作成し、当該実験装置を用いて、第1の光源部101から出射される白色光と第2の光源部120から出射されるレーザ光とが合波されて生成される白色光を観察対象に対して照射した際のスペックルノイズについて調べた。結果を図6に示す。図6は、第1の実施形態に係る照明装置10によるスペックルノイズの低減効果を示す図である。
(1-2. Speckle noise reduction effect)
An experimental device having the same configuration as the illumination device 10 according to the first embodiment is created, and the white light emitted from the first light source unit 101 and the second light source unit 120 are emitted using the experimental device. The speckle noise when the observation target is irradiated with white light generated by being combined with the generated laser light is investigated. Results are shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing the effect of reducing speckle noise by the lighting device 10 according to the first embodiment.

図6(a)に示すグラフ図の横軸は、第1の光源部101の出力(L_LED)と、第2の光源部120の出力(L_Laser)との比(L_LED/L_Laser)を示している。L_LEDは、第1の光源部101を構成する白色光源(白色LED)の総出力であり、L_Laserは、第2の光源部120を構成するレーザ光源121R、121G、121Bの総出力である。また、図6(a)に示すグラフ図の縦軸は、合波白色光を用いて観察された観察像におけるスペックル量に対応する、スペックルコントラストレシオ(SCR)を示している。一方、図6(b)は、合波白色光を用いて観察された観察像の一例を示している。 The horizontal axis of the graph shown in FIG. 6A indicates the ratio (L_LED/L_Laser) between the output (L_LED) of the first light source unit 101 and the output (L_Laser) of the second light source unit 120. .. L_LED is the total output of the white light source (white LED) which comprises the 1st light source part 101, and L_Laser is the total output of the laser light sources 121R, 121G, and 121B which comprise the 2nd light source part 120. Further, the vertical axis of the graph shown in FIG. 6A indicates the speckle contrast ratio (SCR) corresponding to the speckle amount in the observation image observed using the combined white light. On the other hand, FIG. 6B shows an example of an observation image observed using the combined white light.

図6から、白色光源とレーザ光源との出力比(L_LED/L_Laser)に応じて、スペックルノイズ量が変化しており、当該出力比が1、すなわち、白色光源の出力とレーザ光源の出力とがほぼ等しい場合に、スペックルノイズ量がより低減されることが分かる。当該結果から、第1の実施形態によれば、合波される白色光源とレーザ光源との出力比を調整することにより、スペックルノイズをより低減できることが確認された。 From FIG. 6, the speckle noise amount changes according to the output ratio (L_LED/L_Laser) of the white light source and the laser light source, and the output ratio is 1, that is, the output of the white light source and the output of the laser light source. It can be seen that the speckle noise amount is further reduced when the values are almost equal. From the result, it was confirmed that according to the first embodiment, the speckle noise can be further reduced by adjusting the output ratio of the white light source and the laser light source to be combined.

(2.第2の実施形態)
図7を参照して、本開示の第2の実施形態に係る照明装置の構成について説明する。図7は、第2の実施形態に係る照明装置の一構成例を示す図である。ここで、図7に示す第2の実施形態に係る照明装置は、上述した図1に示す第1の実施形態に係る照明装置10において、結合光学系105、光ファイバ107及び第3のコリメート光学系109が省略されたものに対応する。従って、以下の第2の実施形態についての説明では、第1の実施形態と重複する事項についてはその詳細な説明を省略し、第1の実施形態と相違する事項について主に説明する。
(2. Second embodiment)
The configuration of the lighting device according to the second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of the illumination device according to the second embodiment. Here, the illumination device according to the second embodiment shown in FIG. 7 is the same as the illumination device 10 according to the first embodiment shown in FIG. 1 described above, except for the coupling optical system 105, the optical fiber 107, and the third collimating optics. The system 109 corresponds to the omitted one. Therefore, in the following description of the second embodiment, the detailed description of the items overlapping with the first embodiment will be omitted, and the items different from the first embodiment will be mainly described.

図7を参照すると、第2の実施形態に係る照明装置20は、白色光を照射する第1の光源部101と、第1のコリメート光学系103と、所定の波長帯域の光を出射する少なくとも1つのレーザ光源からなる第2の光源部120と、拡散部材111と、第2のコリメート光学系113と、ダイクロイックミラー115と、コンデンサ光学系117と、を有する。ここで、これらの各部材の構成及び機能は、図1に示す各部材の構成及び機能と同様であるため、各部材についての詳細な説明は省略する。 Referring to FIG. 7, the illumination device 20 according to the second embodiment emits white light, a first light source unit 101, a first collimating optical system 103, and at least emits light in a predetermined wavelength band. It has the 2nd light source part 120 which consists of one laser light source, the diffusing member 111, the 2nd collimating optical system 113, the dichroic mirror 115, and the condenser optical system 117. Here, since the configuration and function of each of these members are the same as the configuration and function of each member shown in FIG. 1, detailed description of each member will be omitted.

照明装置20では、第1の実施形態に係る照明装置10と同様に、第1の光源部101から出射された白色光は、第1のコリメート光学系103によって略平行光に変換され、ダイクロイックミラー115に入射する。一方、照明装置20では、第1の実施形態に係る照明装置10とは異なり、第2の光源部120から出射されたレーザ光は、直接拡散部材111に入射し、拡散されたレーザ光(すなわち2次光源からのレーザ光)が第2のコリメート光学系113によって略平行光に変換され、ダイクロイックミラー115に入射する。照明装置20のように、より簡略化された構成であっても、第1の実施形態と同様の、合波白色光の品質向上の効果を得ることができ、観察像をより高品質なものとすることができる。 In the illuminating device 20, like the illuminating device 10 according to the first exemplary embodiment, the white light emitted from the first light source unit 101 is converted into substantially parallel light by the first collimating optical system 103, and the dichroic mirror is used. It is incident on 115. On the other hand, in the illumination device 20, unlike the illumination device 10 according to the first embodiment, the laser light emitted from the second light source unit 120 directly enters the diffusion member 111 and is diffused (that is, the laser light is emitted). The laser light from the secondary light source) is converted into substantially parallel light by the second collimating optical system 113 and is incident on the dichroic mirror 115. Even with a simpler configuration such as the illumination device 20, the same effect of improving the quality of the combined white light as in the first embodiment can be obtained, and the observation image can be of higher quality. Can be

以上、図7を参照して、第2の実施形態に係る照明装置20の構成について説明した。以上説明したように、第2の実施形態によれば、より簡易な構成で第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。従って、第1の実施形態で得られる効果に加えて、照明装置20の小型化、製造コストの低減を実現することができる。 The configuration of the lighting device 20 according to the second embodiment has been described above with reference to FIG. 7. As described above, according to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained with a simpler configuration. Therefore, in addition to the effect obtained in the first embodiment, it is possible to realize the downsizing of the lighting device 20 and the reduction of the manufacturing cost.

ただし、上記(1−1.照明装置の構成)で説明したように、光ファイバ107によってレーザ光が導光されることにより、当該光ファイバ107から出射されるレーザ光の輝度分布がより一様化されるという効果がある。従って、出力光の品質をより一層高品質なものとするためには、第1の実施形態に係る照明装置10のように光ファイバ107が設けられることが好ましい。第1の実施形態に係る照明装置10の構成を採用するか、第2の実施形態に係る照明装置20の構成を採用するかは、用途に応じて求められる出力光の品質や、装置の製造コスト等を総合的に考慮して適宜決定されてよい。 However, as described in (1-1. Configuration of the illuminating device), the laser light is guided by the optical fiber 107, so that the luminance distribution of the laser light emitted from the optical fiber 107 is more uniform. It has the effect of being converted. Therefore, in order to further improve the quality of the output light, it is preferable to provide the optical fiber 107 like the illumination device 10 according to the first embodiment. Whether the configuration of the illumination device 10 according to the first embodiment or the configuration of the illumination device 20 according to the second embodiment is adopted depends on the quality of output light required for the application and the manufacturing of the device. It may be appropriately determined in consideration of costs and the like.

(3.変形例)
以上説明した第1及び第2の実施形態におけるいくつかの変形例について説明する。なお、以下の各変形例についての説明では、一例として、図1に示す第1の実施形態に係る照明装置10に対して各変形例に対応する構成が適用された場合について説明するが、第2の実施形態に係る照明装置20に対しても、同様に、各変形例に対応する構成が適用され得る。
(3. Modified example)
Some modifications of the first and second embodiments described above will be described. In the following description of each modified example, as an example, a case where the configuration corresponding to each modified example is applied to the lighting device 10 according to the first embodiment illustrated in FIG. 1 will be described. The configurations corresponding to the modified examples can be similarly applied to the illumination device 20 according to the second embodiment.

(3−1.白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される変形例)
図8を参照して、白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される変形例における、照明装置の構成について説明する。図8は、白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される場合における、照明装置の一構成例を示す図である。
(3-1. Modification example in which both white light and laser light are combined as divergent light)
With reference to FIG. 8, a configuration of an illumination device in a modified example in which both white light and laser light are combined as divergent light will be described. FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a lighting device in the case where both white light and laser light are combined as divergent light.

ここで、図8に示す本変形例に係る照明装置は、上述した図1に示す第1の実施形態に係る照明装置10において、第1のコリメート光学系103、第2のコリメート光学系113及びコンデンサ光学系117の光学特性が変更されたものに対応する。従って、以下の本変形例についての説明では、第1の実施形態と重複する事項についてはその詳細な説明を省略し、第1の実施形態と相違する事項について主に説明する。 Here, the illumination device according to the present modification shown in FIG. 8 is the same as the illumination device 10 according to the first embodiment shown in FIG. 1 described above, except that the first collimating optical system 103, the second collimating optical system 113, and This corresponds to the optical characteristics of the condenser optical system 117 changed. Therefore, in the following description of the present modified example, detailed description of matters overlapping with those of the first embodiment will be omitted, and matters different from those of the first embodiment will be mainly described.

図8を参照すると、本変形例に係る照明装置30は、白色光を照射する第1の光源部101と、第1のコリメート光学系103aと、所定の波長帯域の光を出射する少なくとも1つのレーザ光源からなる第2の光源部120と、結合光学系105と、光ファイバ107と、第3のコリメート光学系109と、拡散部材111と、第2のコリメート光学系113aと、ダイクロイックミラー115と、コンデンサ光学系117aと、を有する。ここで、第1の光源部101、第2の光源部120、結合光学系105、光ファイバ107、第3のコリメート光学系109、拡散部材111及びダイクロイックミラー115の構成及び機能は、図1に示すこれらの部材の構成及び機能と同様であるため、これらの部材の各々についての詳細な説明は省略する。 Referring to FIG. 8, the illumination device 30 according to the present modified example includes a first light source unit 101 that emits white light, a first collimating optical system 103a, and at least one light that emits light in a predetermined wavelength band. A second light source unit 120 including a laser light source, a coupling optical system 105, an optical fiber 107, a third collimating optical system 109, a diffusing member 111, a second collimating optical system 113a, and a dichroic mirror 115. , And a condenser optical system 117a. Here, the configurations and functions of the first light source unit 101, the second light source unit 120, the coupling optical system 105, the optical fiber 107, the third collimating optical system 109, the diffusing member 111, and the dichroic mirror 115 are shown in FIG. Since the configurations and functions of these members shown are the same, detailed description of each of these members will be omitted.

本変形例では、第1のコリメート光学系103aは、第1の光源部101から出射された白色光を、完全な平行光ではなく、発散光としてダイクロイックミラー115に入射させる。第2のコリメート光学系113aは、白色光に合わせて、第2の光源部120から出射され、拡散部材111によって拡散されたレーザ光(すなわち2次光源からのレーザ光)を、完全な平行光ではなく、発散光としてダイクロイックミラー115に入射させる。ダイクロイックミラー115において、ともに発散光である白色光とレーザ光とが合波され、合波された光が、コンデンサ光学系117aによってライトガイド130の端部に結合される。この際、第1の実施形態と同様に、コンデンサ光学系117aは、2次光源からの光がライトガイド130の入射端の面積をなるべく満たすように、当該2次光源からの光を当該ライトガイド130の入射端面に集光するように構成されている。 In the present modification, the first collimating optical system 103a causes the white light emitted from the first light source unit 101 to enter the dichroic mirror 115 as divergent light, not as perfect parallel light. The second collimating optical system 113a perfectly matches the laser light emitted from the second light source unit 120 and diffused by the diffusing member 111 (that is, the laser light from the secondary light source) with the white light. Instead, it is incident on the dichroic mirror 115 as divergent light. In the dichroic mirror 115, the white light and the laser light, both of which are divergent light, are combined, and the combined light is combined with the end of the light guide 130 by the condenser optical system 117a. At this time, similarly to the first embodiment, the condenser optical system 117a uses the light from the secondary light source so that the light from the secondary light source fills the area of the incident end of the light guide 130 as much as possible. It is configured to collect light on the incident end face of 130.

ここで、一般的に、LEDでは、高出力を得るためにその発光面積を大きくする必要があるため、LEDから出射された光は、等方的に放射される性質が強く、コリメートレンズを用いたとしても完全な平行光にすることは困難である。従って、第1の実施形態においても、第1の光源部101として白色LEDを用いた場合には、第1のコリメート光学系103によって第1の光源部101からの白色光を完全な平行光にすることは難しい。本変形例は、このように、白色光を完全な平行光に変換することが困難である場合に対応して、当該白色光に合わせてレーザ光も発散光とし、両者をともに発散光として合波するものである。その意味で、図8に示す照明装置30は、第1の実施形態において第1の光源部101として白色LEDを用いた場合における照明装置10の構成を、より厳密に図示したものであるとも言える。 Here, in general, since it is necessary to increase the light emitting area of an LED in order to obtain a high output, the light emitted from the LED is strongly isotropically emitted, and a collimating lens is used. Even if it is, it is difficult to make a perfect parallel light. Therefore, also in the first embodiment, when a white LED is used as the first light source unit 101, the white light from the first light source unit 101 is converted into perfect parallel light by the first collimating optical system 103. Difficult to do. In this modification, the laser light is also divergent in accordance with the white light in this way, in response to the case where it is difficult to convert the white light into perfect parallel light, and both are combined as divergent light. It is something that surfs. In that sense, it can be said that the lighting device 30 shown in FIG. 8 more strictly illustrates the configuration of the lighting device 10 when the white LED is used as the first light source unit 101 in the first embodiment. ..

本変形例では、上述したように、ともに発散光である白色光とレーザ光とが合波され、合波された光が、コンデンサ光学系117aによってライトガイド130の端部に結合される。つまり、第1のコリメート光学系103aとコンデンサ光学系117aと、及び、第2のコリメート光学系113aとコンデンサ光学系117aと、は、ともに有限共役である。コンデンサ光学系117aの光学特性は、第1のコリメート光学系103a及び第2のコリメート光学系113aの光学特性に応じて、合波された光がライトガイド130の入射端面に適切に結合されるように、適宜設計される。これにより、本変形例に係る照明装置30では、第1の実施形態と同様の、合波白色光の品質向上の効果を得ることができ、観察像をより高品質なものとすることができる。 In the present modification, as described above, the white light and the laser light, both of which are divergent lights, are combined, and the combined light is coupled to the end of the light guide 130 by the condenser optical system 117a. That is, the first collimating optical system 103a and the condenser optical system 117a, and the second collimating optical system 113a and the condenser optical system 117a are both finite conjugates. The condenser optical system 117a has an optical characteristic that the combined light is appropriately coupled to the incident end face of the light guide 130 according to the optical characteristic of the first collimating optical system 103a and the second collimating optical system 113a. It is designed appropriately. As a result, in the illumination device 30 according to the present modification, the same effect of improving the quality of the combined white light as in the first embodiment can be obtained, and the observation image can have a higher quality. ..

なお、図8に示す例では、第1のコリメート光学系103a、第2のコリメート光学系113a及びコンデンサ光学系117aをそれぞれ便宜的に一の凸レンズによって図示しているが、これらの光学系の具体的な構成はかかる例に限定されない。第1のコリメート光学系103a、第2のコリメート光学系113a及びコンデンサ光学系117aは、それぞれ、上述した各機能を有すればよく、公知の光学素子が適宜組み合わされて構成されてよい。 Note that, in the example shown in FIG. 8, the first collimating optical system 103a, the second collimating optical system 113a, and the condenser optical system 117a are each illustrated by a single convex lens for convenience. The specific configuration is not limited to this example. The first collimating optical system 103a, the second collimating optical system 113a, and the condenser optical system 117a may each have the above-described functions, and may be configured by appropriately combining known optical elements.

以上、白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される変形例における、照明装置30の構成について説明した。以上説明したように、例えば第1の光源部101として白色LEDが用いられ、白色光を完全な平行光に変換することが困難である場合であっても、本変形例のように、第1のコリメート光学系103a、第2のコリメート光学系113a及びコンデンサ光学系117aの光学特性を適宜調整することにより、第1の実施形態と同様の効果を奏する照明装置30を構成することが可能になる。 The configuration of the illumination device 30 in the modified example in which both white light and laser light are combined as divergent light has been described above. As described above, for example, even when the white LED is used as the first light source unit 101 and it is difficult to convert the white light into the perfect parallel light, as in the present modification, the first By appropriately adjusting the optical characteristics of the collimating optical system 103a, the second collimating optical system 113a, and the condenser optical system 117a, it is possible to configure the illuminating device 30 having the same effect as that of the first embodiment. ..

(3−2.更なる波長帯域の光源が追加される変形例)
以上説明した第1及び第2の実施形態では、白色光と、赤色レーザ光と、緑色レーザ光と、青色レーザ光と、が合波される場合について説明した。当該構成では、特殊観察モードでは、赤色レーザ光、緑色レーザ光、青色レーザ光、又はこれらのレーザ光のうちのいずれかが混合されたものが、照射光として用いられることとなる。しかしながら、特殊観察モードにおける観察目的によっては、これらのレーザ光とは異なる他の波長帯域の光を照射光として用いたいという要望があり得る。ここでは、第1及び第2の実施形態の一変形例として、第1の実施形態に係る照明装置10に対して、更なる波長帯域の光源が追加される場合における、照明装置の構成について説明する。
(3-2. Modification in which light source of further wavelength band is added)
In the first and second embodiments described above, the case where the white light, the red laser light, the green laser light, and the blue laser light are combined is described. With this configuration, in the special observation mode, red laser light, green laser light, blue laser light, or a mixture of any of these laser lights is used as irradiation light. However, depending on the purpose of observation in the special observation mode, there may be a desire to use light in another wavelength band different from these laser lights as irradiation light. Here, as a modified example of the first and second embodiments, a configuration of the lighting device in the case where a light source of a further wavelength band is added to the lighting device 10 according to the first embodiment will be described. To do.

図9を参照して、更なる波長帯域の光源が追加される変形例における、照明装置の構成について説明する。図9は、更なる波長帯域の光源が追加される場合における、照明装置の一構成例を示す図である。 With reference to FIG. 9, a configuration of a lighting device in a modified example in which a light source in a further wavelength band is added will be described. FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a lighting device when a light source of a further wavelength band is added.

ここで、図9に示す本変形例に係る照明装置は、上述した図1に示す第1の実施形態に係る照明装置10に対して、後述する第3の光源部119が追加されたものに対応する。従って、以下の本変形例についての説明では、第1の実施形態と重複する事項についてはその詳細な説明を省略し、第1の実施形態と相違する事項について主に説明する。 Here, the lighting device according to the present modification shown in FIG. 9 is obtained by adding a third light source unit 119 described later to the lighting device 10 according to the first embodiment shown in FIG. 1 described above. Correspond. Therefore, in the following description of the present modified example, detailed description of matters overlapping with those of the first embodiment will be omitted, and matters different from those of the first embodiment will be mainly described.

図9を参照すると、本変形例に係る照明装置40は、白色光を照射する第1の光源部101と、第1のコリメート光学系103と、所定の波長帯域の光を出射する少なくとも1つのレーザ光源からなる第2の光源部120と、結合光学系105と、光ファイバ107と、第3のコリメート光学系109と、拡散部材111と、第2のコリメート光学系113と、ダイクロイックミラー115と、コンデンサ光学系117と、第3の光源部119と、ダイクロイックミラー125と、を有する。ここで、第3の光源部119及びダイクロイックミラー125以外の各部材の構成及び機能は、図1に示すこれらの部材の構成及び機能と同様であるため、これらの部材の各々についての詳細な説明は省略する。また、ダイクロイックミラー125のことを、白色光とレーザ光とを合波するためのダイクロイックミラー115と区別するために、第2のダイクロイックミラー125とも呼称する。 Referring to FIG. 9, the illumination device 40 according to the present modification example includes a first light source unit 101 that emits white light, a first collimating optical system 103, and at least one light source that emits light in a predetermined wavelength band. A second light source unit 120 including a laser light source, a coupling optical system 105, an optical fiber 107, a third collimating optical system 109, a diffusing member 111, a second collimating optical system 113, and a dichroic mirror 115. It has a condenser optical system 117, a third light source unit 119, and a dichroic mirror 125. Here, the configuration and function of each member other than the third light source unit 119 and the dichroic mirror 125 are the same as the configuration and function of these members shown in FIG. 1, and thus a detailed description of each of these members will be given. Is omitted. Further, the dichroic mirror 125 is also referred to as a second dichroic mirror 125 in order to distinguish it from the dichroic mirror 115 for multiplexing white light and laser light.

図示するように、本変形例に係る照明装置40では、第1の光源部101からダイクロイックミラー115に向かう光路の途中に、第2のダイクロイックミラー125が設けられる。そして、第1の光源部101からダイクロイックミラー115に向かう光路に対して略垂直な方向から第2のダイクロイックミラー125に対して出射光が入射するように、第3の光源部119が設けられる。 As shown in the figure, in the illumination device 40 according to the present modification, the second dichroic mirror 125 is provided in the optical path from the first light source unit 101 to the dichroic mirror 115. Then, the third light source unit 119 is provided so that the emitted light enters the second dichroic mirror 125 in a direction substantially perpendicular to the optical path from the first light source unit 101 toward the dichroic mirror 115.

第3の光源部119は、第2の光源部120から出射されるレーザ光とは異なる波長帯域の光を出射する。ここでは、一例として、第3の光源部119が、中心波長410(nm)の紫外光を出射するLEDによって構成される場合について説明する。なお、簡単のため、図示は省略しているが、第3の光源部119からの出射光を略平行光にして第2のダイクロイックミラー125に入射させるコリメータレンズ等が、第3の光源部119の後段に設けられる。 The third light source unit 119 emits light in a wavelength band different from that of the laser light emitted from the second light source unit 120. Here, as an example, a case will be described in which the third light source unit 119 is configured by an LED that emits ultraviolet light having a center wavelength of 410 (nm). Although not shown in the figure for simplification, a collimator lens or the like that makes the light emitted from the third light source unit 119 into substantially parallel light and enters the second dichroic mirror 125 is a third light source unit 119. It is provided in the latter stage.

第2のダイクロイックミラー125は、第1の光源部101から出射される白色光を透過させるとともに、第3の光源部119から出射される波長410(nm)近傍の紫外光を反射する特性を有する。これにより、第2のダイクロイックミラー125によって、白色光と紫外光とが合波され、合波された光が、ダイクロイックミラー115に入射する。 The second dichroic mirror 125 has a characteristic of transmitting white light emitted from the first light source unit 101 and reflecting ultraviolet light having a wavelength near 410 (nm) emitted from the third light source unit 119. .. As a result, the second dichroic mirror 125 multiplexes the white light and the ultraviolet light, and the combined light is incident on the dichroic mirror 115.

ダイクロイックミラー115は、第1の実施形態と同様に、第2の光源部120からのレーザ光に対応する波長帯域の光を透過させる特性を有する。従って、本変形例では、白色光と紫外光とが合波された光からレーザ光に対応する波長帯域の成分が減衰又は除去された光が、ダイクロイックミラー115によって反射され、当該光にレーザ光が合波されることとなる。このように、本変形例に係る照明装置40では、第1の実施形態に係る照明装置10の出力光に対して紫外光が重畳された光を、合波白色光として出力することが可能となる。 The dichroic mirror 115 has a characteristic of transmitting light in the wavelength band corresponding to the laser light from the second light source unit 120, as in the first embodiment. Therefore, in the present modification, the light obtained by attenuating or removing the component of the wavelength band corresponding to the laser light from the light obtained by combining the white light and the ultraviolet light is reflected by the dichroic mirror 115, and the light is converted into the laser light. Will be combined. As described above, in the lighting device 40 according to the present modification, it is possible to output the light in which the ultraviolet light is superimposed on the output light of the lighting device 10 according to the first embodiment as the combined white light. Become.

以上、図9を参照して、更なる波長帯域の光源が追加される変形例における、照明装置40の構成について説明した。以上説明したように、本変形例によれば、第1の実施形態に係る照明装置10の出力光に対して第3の光源部119からの出射光が重畳された光が、合波白色光として出力され得る。第3の光源部119からの出射光が追加されること以外は、第1の実施形態と同様に合波白色光が生成されるため、本変形例に係る照明装置40において、第1の実施形態と同様に、通常観察モード又は通常/特殊観察モードにおいて照射光として用いられる合波白色光の品質向上の効果を得ることができ、観察像をより高品質なものとすることができる。一方、特殊観察モードでは、観察目的に応じて、第3の光源部119のみを駆動することにより、紫外光を術部に対して照射することができる。このように、本変形例では、第1の実施形態で得られる効果を実現しつつ、観察目的に応じた波長帯域の光をより適切に出力することができるため、より多様な用途に対応し得る照明装置40が実現される。 The configuration of the illumination device 40 in the modification example in which the light source in the further wavelength band is added has been described above with reference to FIG. 9. As described above, according to the present modification, the light obtained by superimposing the light emitted from the third light source unit 119 on the output light of the illumination device 10 according to the first embodiment is the combined white light. Can be output as The combined white light is generated as in the first embodiment except that the light emitted from the third light source unit 119 is added. Therefore, in the lighting device 40 according to the present modification, the first embodiment is performed. Similar to the form, the effect of improving the quality of the combined white light used as the irradiation light in the normal observation mode or the normal/special observation mode can be obtained, and the observation image can be made higher in quality. On the other hand, in the special observation mode, by operating only the third light source unit 119 according to the purpose of observation, it is possible to irradiate the surgical site with ultraviolet light. As described above, in the present modification, it is possible to more appropriately output light in the wavelength band according to the observation purpose while realizing the effects obtained in the first embodiment, and thus, it is possible to support more diverse applications. The resulting lighting device 40 is realized.

ここで、更なる波長帯域の光源を追加する場合には、第2の光源部120にレーザ光源を追加する構成も考えられる。例えば、上記の例であれば、第2の光源部120に紫外光に対応する波長帯域のレーザ光を出射するレーザ光源を追加することでも、照明装置40と同様の出力光は得ることができる。しかしながら、一般的に、レーザ光源は、LEDに比べて高価であり、構成も大型化する傾向にある。図示した構成のように、第3の光源部119をLEDによって構成することにより、より低コスト、かつ小型に、照明装置40を実現することが可能になる。 Here, in the case of adding a light source of a further wavelength band, a configuration in which a laser light source is added to the second light source unit 120 can be considered. For example, in the above example, by adding a laser light source that emits laser light in a wavelength band corresponding to ultraviolet light to the second light source unit 120, output light similar to that of the lighting device 40 can be obtained. .. However, in general, the laser light source is more expensive than the LED, and the configuration tends to be large. By configuring the third light source unit 119 with LEDs as in the illustrated configuration, it is possible to realize the lighting device 40 at a lower cost and with a smaller size.

なお、第2のダイクロイックミラー125の反射特性及び透過特性は、上述した特性とは逆になるように設定されてもよい。この場合、第2のダイクロイックミラー125を透過した紫外光と、ダイクロイックミラー125によって反射された白色光とが合波され、合波された光が、ダイクロイックミラー115に入射することになる。また、第1の実施形態と同様に、ダイクロイックミラー115の反射特性及び透過特性が、上述した特性とは逆になるように設定されてもよい。 The reflection characteristic and the transmission characteristic of the second dichroic mirror 125 may be set to be opposite to the above-mentioned characteristics. In this case, the ultraviolet light transmitted through the second dichroic mirror 125 is combined with the white light reflected by the dichroic mirror 125, and the combined light is incident on the dichroic mirror 115. Further, similarly to the first embodiment, the reflection characteristic and the transmission characteristic of the dichroic mirror 115 may be set to be opposite to the above-mentioned characteristics.

また、第2のイクロイックミラー125は、白色光と紫外光とを合波するための合波部材の一例であり、白色光と紫外光との合波は、例えば偏光ビームスプリッター等、他の種類の合波部材によって行われてもよい。 In addition, the second icroic mirror 125 is an example of a combining member for combining white light and ultraviolet light, and the combination of the white light and the ultraviolet light is, for example, a polarization beam splitter or the like. It may be performed by a combination member of a kind.

また、以上説明した第1の実施形態、第2の実施形態、及び各変形例に係る構成は、可能な範囲で互いに組み合わされてもよい。ここで、上記(3−1.白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される変形例)で説明したように、一般的に、LEDからの出射光については、コリメータレンズを用いても完全な平行光とすることが難しい。従って、図9に示す構成例において、第1の光源部101及び/又は第3の光源部119としてLEDを用いた場合には、その出射光は、ともに完全な平行光ではなく発散光となり得る。よって、図9に示す構成例において第1の光源部101及び/又は第3の光源部119としてLEDを用いる場合には、図8に示す構成例と組み合わせて、発散光に対応するように、第1のコリメート光学系103、第2のコリメート光学系113及びコンデンサ光学系117の光学特性が適宜調整されることが好ましい。 Further, the configurations according to the first embodiment, the second embodiment, and the modified examples described above may be combined with each other within a possible range. Here, as described in the above (3-1. Modification in which both white light and laser light are combined as divergent light), in general, for the light emitted from the LED, a collimator lens may be used. It is difficult to make perfect parallel light. Therefore, in the configuration example shown in FIG. 9, when LEDs are used as the first light source unit 101 and/or the third light source unit 119, the emitted light may be divergent light instead of perfect parallel light. .. Therefore, when LEDs are used as the first light source unit 101 and/or the third light source unit 119 in the configuration example shown in FIG. 9, in combination with the configuration example shown in FIG. It is preferable that the optical characteristics of the first collimating optical system 103, the second collimating optical system 113, and the condenser optical system 117 are appropriately adjusted.

(4.適用例)
以上説明した第1の実施形態、第2の実施形態、及び各変形例に係る照明装置10、20、30、40の適用例について説明する。ここでは、一適用例として、照明装置10、20、30、40が、光線力学的診断(PDD:Photodynamic Diagnosis)及び光線力学的治療(PDT:Photodynamic Therapy)を実行可能な観察装置に適用される場合について説明する。
(4. Application example)
An application example of the lighting devices 10, 20, 30, and 40 according to the first embodiment, the second embodiment, and each modification described above will be described. Here, as one application example, the illumination devices 10, 20, 30, and 40 are applied to an observation device capable of performing photodynamic diagnosis (PDD) and photodynamic therapy (PDT). The case will be described.

以下では、まず、PDD及びPDTについて説明する。そして、PDD及びPDTを実行可能な一般的な既存の観察装置について説明するとともに、これら一般的な観察装置における課題について説明する。次いで、照明装置10、20、30、40が適用された観察装置の構成例及び動作例について説明する。 Below, PDD and PDT are demonstrated first. Then, a general existing observation apparatus capable of executing PDD and PDT will be described, and problems in these general observation apparatuses will be described. Next, a configuration example and an operation example of the observation device to which the illumination devices 10, 20, 30, and 40 are applied will be described.

(4−1.PDD及びPDTについて)
PDD及びPDTは、光感受性薬剤を用いた侵襲性の少ない腫瘍診断、治療法であり、早期肺がん、早期食道癌、胃がん、早期子宮頸がん、悪性脳腫瘍等の診断及び治療に適用されている。
(4-1. About PDD and PDT)
PDD and PDT are less invasive tumor diagnosis and treatment methods using photosensitizers, and are applied to the diagnosis and treatment of early lung cancer, early esophageal cancer, gastric cancer, early cervical cancer, malignant brain tumor, etc. ..

PDDでは、所定の波長帯域の励起光により励起されて蛍光を発する光感受性薬剤の性質が利用される。患者に投与された光感受性薬剤は腫瘍に選択的に集積する性質を有しているため、術野に励起光を照射し、光感受性薬剤から発せられる蛍光を検出することにより、腫瘍部位を診断することができる。 PDD utilizes the property of a photosensitive drug that emits fluorescence when excited by excitation light in a predetermined wavelength band. Since the photosensitizer administered to the patient has the property of selectively accumulating in the tumor, the tumor site is diagnosed by irradiating the operating field with excitation light and detecting the fluorescence emitted from the photosensitizer. can do.

PDTでは、所定の波長帯域の励起光の照射により活性酸素を発生する光感受性薬剤の性質が利用される。上述したように、患者に投与された光感受性薬剤は腫瘍に選択的に集積する性質を有しているため、術野に励起光を照射することにより、主に腫瘍部位で活性酸素が発生し、腫瘍部位を変性、細胞死させることにより、当該腫瘍部位の治療を行うことができる。PDD及びPDTを行うための励起光の照射は、上述した実施形態における特殊観察モードでの照明装置10、20、30、40の動作に対応している。 PDT utilizes the property of a photosensitizing agent that generates active oxygen upon irradiation with excitation light in a predetermined wavelength band. As described above, since the photosensitizing drug administered to the patient has the property of selectively accumulating in the tumor, irradiation of the surgical field with excitation light mainly generates active oxygen at the tumor site. The tumor site can be treated by denaturing and dying the tumor site. The excitation light irradiation for performing PDD and PDT corresponds to the operation of the illumination devices 10, 20, 30, 40 in the special observation mode in the above-described embodiment.

励起光のみを術野に照射した場合には、腫瘍部位は観察できるものの、術野全体の通常の状態を観察することはできない。従って、一般的に、PDD及びPDTを実行可能な観察装置には、通常観察を行うための白色光の照射と、PDD及びPDTを行うための励起光の照射とを、切り替える又は同時に行う機能が搭載されているものが存在する。 When the surgical field is irradiated with only the excitation light, the tumor site can be observed, but the normal state of the entire surgical field cannot be observed. Therefore, generally, an observation apparatus capable of performing PDD and PDT has a function of switching or simultaneously performing irradiation of white light for performing normal observation and irradiation of excitation light for performing PDD and PDT. There is something installed.

例えば、特開2006−000157号公報(以下、参考文献1と呼称する)には、通常観察用の白色光の照射と、蛍光観察用のレーザ光(励起光)の照射とを切り替え可能な観察装置(内視鏡装置)用の光源装置が開示されている。参考文献1に記載の技術では、白色光源から発せられる白色光を透過させるとともにレーザ光源からの励起光のほとんどを反射させる特性を有するダイクロイックミラーによって、白色光と励起光とが同一の光軸上を導光される。そして、白色光源の後段に設けられる遮蔽板の移動及びレーザ光源の駆動が適宜制御されることにより、白色光又は励起光がライトガイドの端部に入射する。このように、参考文献1に記載の光源装置は、通常観察モードと特殊観察モードとを切り替え可能に構成されている。なお、参考文献1は、上記特許文献9と同一の文献である。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-000157 (hereinafter referred to as Reference Document 1) describes an observation in which irradiation with white light for normal observation and irradiation with laser light (excitation light) for fluorescence observation can be switched. A light source device for a device (endoscopic device) is disclosed. In the technique described in Reference Document 1, the white light and the excitation light are on the same optical axis by a dichroic mirror having a characteristic of transmitting the white light emitted from the white light source and reflecting most of the excitation light from the laser light source. Be guided. Then, by appropriately controlling the movement of the shielding plate provided in the subsequent stage of the white light source and the driving of the laser light source, white light or excitation light is incident on the end portion of the light guide. As described above, the light source device described in Reference Document 1 is configured to be capable of switching between the normal observation mode and the special observation mode. Note that Reference Document 1 is the same document as Patent Document 9 described above.

例えば、特開2006−296516号公報(以下、参考文献2と呼称する)には、蛍光観察時の観察光(すなわち蛍光)の取入口近傍に、通常観察のための白色光源を設けることにより、蛍光を発している病変部の周辺領域を明視野観察可能な観察装置(顕微鏡装置)が開示されている。参考文献2に記載の技術では、観察光の取入口に設けられる光源として、病変部から発せられる蛍光に対応する波長領域が他の波長帯域よりも相対的に低い強度を有するか、又はフィルタによりカットされた可視光を発する白色光源を用いることにより、蛍光を発している病変部及びその周辺領域の同時観察を可能としている。このように、参考文献2に記載の観察装置は、通常/特殊観察モードでの術野の観察が可能に構成されている。 For example, in JP-A-2006-296516 (hereinafter referred to as Reference Document 2), a white light source for normal observation is provided near an inlet of observation light (that is, fluorescence) during fluorescence observation. An observation device (microscope device) capable of bright-field observing a peripheral region of a lesion that emits fluorescence is disclosed. In the technique described in Reference Document 2, as a light source provided at the inlet of observation light, a wavelength region corresponding to fluorescence emitted from a lesion has a relatively lower intensity than other wavelength bands, or a filter is used. By using a white light source that emits cut visible light, it is possible to simultaneously observe the lesion area that emits fluorescence and the surrounding area. As described above, the observation device described in Reference Document 2 is configured to allow observation of the operative field in the normal/special observation mode.

例えば、特開2009−226067号公報(以下、参考文献3と呼称する)には、白色光源と、当該白色光源からの白色光から所定の波長帯域の光をそれぞれ抽出する複数のフィルタが面内の互いに異なる領域に設けられた回転フィルタと、を有する観察装置が開示されている。参考文献3に記載の技術では、回転フィルタに、白色光から第1の光感受性薬剤に対応する励起光の波長帯域に応じた光を抽出する第1のフィルタと、白色光から第2の光感受性薬剤に対応する励起光の波長帯域に応じた光を抽出する第2のフィルタと、白色光から可視光の波長帯域に応じた光を抽出する第3のフィルタと、が設けられる。そして、当該回転フィルタの回転角度が制御され、白色光が通過するフィルタが切り替えられることにより、励起光の照射と可視光の照射とが切り替えられる。このように、参考文献3に記載の観察装置は、通常観察モードと特殊観察モードとを切り替え可能に構成されている。 For example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-226067 (hereinafter referred to as Reference Document 3), a white light source and a plurality of filters for extracting light of a predetermined wavelength band from white light from the white light source are in-plane. And a rotation filter provided in different areas of the observation device. In the technique described in Reference Document 3, a rotating filter extracts, from white light, light corresponding to a wavelength band of excitation light corresponding to the first photosensitizing agent, and white light to second light. A second filter that extracts light corresponding to the wavelength band of the excitation light corresponding to the sensitive drug and a third filter that extracts light corresponding to the wavelength band of visible light from white light are provided. Then, the rotation angle of the rotary filter is controlled and the filter through which the white light passes is switched, whereby the irradiation of the excitation light and the irradiation of the visible light are switched. As described above, the observation device described in Reference Document 3 is configured to be capable of switching between the normal observation mode and the special observation mode.

しかしながら、参考文献1に記載の技術では、白色光と励起光とを同時に照射する使用方法(すなわち通常/特殊観察モードに対応する使用方法)は想定されておらず、白色光と励起光とが時分割で照射される。従って、上述したような白色光を遮断する遮蔽板及び当該遮蔽板の駆動機構を設ける必要があり、装置が複雑化、大型化する可能性がある。また、装置の構成上、ダイクロイックミラーを経由してライトガイドに入射する白色光は、励起光に対応する波長成分がカット又は減衰された白色光であり、本来の白色光とは色合いが異なるため、通常観察時に高品質な観察像が得られない恐れがある。また、参考文献1に記載の光源装置には、レーザ光源の出力を調整するために、励起光の強度を検出する光検出器が設けられているが、当該光検出器に白色光も到達し得る構成になっているため、当該光検出器の検出値が、励起光の強度と白色光の強度とが重畳されたものとなり、レーザ光源の出力が適切に制御されず、蛍光観察時に高品質な観察像が得られない恐れもある。 However, the technique described in Reference Document 1 does not assume a method of use in which white light and excitation light are emitted simultaneously (that is, a method of use corresponding to a normal/special observation mode), and white light and excitation light Irradiation is time-shared. Therefore, it is necessary to provide the shield plate that shields the white light and the drive mechanism for the shield plate as described above, and the device may be complicated and large. Also, due to the configuration of the device, the white light that enters the light guide via the dichroic mirror is white light in which the wavelength component corresponding to the excitation light has been cut or attenuated, and has a different hue from the original white light. , There is a possibility that a high quality observation image may not be obtained during normal observation. Further, the light source device described in Reference Document 1 is provided with a photodetector that detects the intensity of the excitation light in order to adjust the output of the laser light source, but white light also reaches the photodetector. Since it is configured to obtain, the detection value of the photodetector is one in which the intensity of excitation light and the intensity of white light are superimposed, the output of the laser light source is not properly controlled, and high quality is observed during fluorescence observation. There is a possibility that a good observation image may not be obtained.

また、参考文献2に記載の技術では、通常観察のための白色光の光路と蛍光観察のための励起光の光路とが互いに異なり、術野に対するこれらの光の照射角度も互いに異なる。従って、術野の形状に起因して観察像に現れる影が、通常観察時と蛍光観察時とで変化し得る。よって、通常観察時では影が見られなかった部位に、蛍光観察時には影が発生する事態が生じる可能性がある。蛍光観察時に影になっている部分は、励起光は到達し得ない部分であるため、通常観察時に蛍光観察をしようと狙いを定めた部分が、実際に蛍光観察をしようとした際には観察できないこととなり、ユーザの要望に応じた適切な観察が困難になる恐れがある。 Further, in the technique described in Reference Document 2, the optical path of white light for normal observation and the optical path of excitation light for fluorescence observation are different from each other, and the irradiation angles of these lights with respect to the operative field are also different from each other. Therefore, the shadow appearing in the observed image due to the shape of the operative field may change between normal observation and fluorescence observation. Therefore, there is a possibility that a shadow may be generated at the site where no shadow is seen during normal observation during fluorescence observation. The part that is shaded during fluorescence observation is the part where the excitation light cannot reach, so the part that was aimed at fluorescence observation during normal observation should be observed when actually attempting fluorescence observation. This is not possible, and it may be difficult to perform appropriate observation according to the user's request.

また、参考文献3に記載の技術では、参考文献1に記載の技術と同様に、白色光と励起光とを同時に照射する使用方法(すなわち通常/特殊観察モードに対応する使用方法)は想定されておらず、白色光と励起光とが時分割で照射される。参考文献3に記載の技術では、上述したように、回転フィルタを用いて時分割での白色光又は励起光の照射を実現しているが、当該回転フィルタ及び当該回転フィルタの駆動機構が必要となるために、装置が複雑化、大型化する可能性がある。 Further, in the technique described in Reference Document 3, as in the technique described in Reference Document 1, a method of use in which white light and excitation light are simultaneously emitted (that is, a method of use corresponding to the normal/special observation mode) is assumed. However, the white light and the excitation light are emitted in a time division manner. In the technique described in Reference Document 3, as described above, the irradiation of the white light or the excitation light in time division is realized by using the rotary filter, but the rotary filter and the drive mechanism of the rotary filter are required. Therefore, the device may be complicated and large.

このように、一般的な既存の技術では、通常観察及び/又は蛍光観察をより簡易な構成で実行するとともに、通常観察及び/又は蛍光観察においてより高品質な観察像を取得可能な構成については、十分に検討されていなかった。一方、本開示によれば、以上説明した第1の実施形態、第2の実施形態、及び各変形例に係る照明装置10、20、30、40を観察装置に適用することにより、通常観察及び/又は蛍光観察をより簡易な構成で実行することと、通常観察及び/又は蛍光観察においてより高品質な観察像を得ることと、を両立させることが可能となる。以下、照明装置10、20、30、40が適用される観察装置の構成例について詳しく説明する。 As described above, in the general existing technology, while performing normal observation and/or fluorescence observation with a simpler configuration, as for the configuration capable of obtaining a higher quality observation image in normal observation and/or fluorescence observation, , Was not considered enough. On the other hand, according to the present disclosure, by applying the illumination devices 10, 20, 30, and 40 according to the first embodiment, the second embodiment, and the modified examples described above to the observation device, normal observation and It is possible to achieve both the execution of fluorescence observation with a simpler configuration and the acquisition of higher quality observation images in normal observation and/or fluorescence observation. Hereinafter, a configuration example of the observation device to which the illumination devices 10, 20, 30, 40 are applied will be described in detail.

(4−2.内視鏡装置)
(4−2−1.内視鏡装置の構成)
図10〜図12を参照して、照明装置10、20、30、40が、内視鏡装置に適用された場合における、当該内視鏡装置の構成について説明する。図10は、第1の実施形態、第2の実施形態、及び各変形例に係る照明装置10、20、30、40が適用された内視鏡装置の一構成例を示す図である。図11及び図12は、図10に示す内視鏡装置のダイクロイックミラーの特性について説明するための説明図である。
(4-2. Endoscopic device)
(4-2-1. Configuration of Endoscopic Device)
With reference to FIGS. 10 to 12, the configuration of the illumination device 10, 20, 30, 40 when applied to the endoscope device will be described. FIG. 10: is a figure which shows one structural example of the endoscope apparatus to which the illuminating device 10, 20, 30, 40 which concerns on 1st Embodiment, 2nd Embodiment, and each modification is applied. 11 and 12 are explanatory diagrams for explaining the characteristics of the dichroic mirror of the endoscope device shown in FIG. 10.

なお、以下の説明では、一例として、第2の実施形態に係る照明装置20に対応する構成が内視鏡装置に搭載される場合について説明する。ただし、本適用例はかかる例に限定されず、他の照明装置10、30、40に対応する構成が内視鏡装置に搭載されてもよい。 Note that, in the following description, as an example, a case will be described in which a configuration corresponding to the illumination device 20 according to the second embodiment is mounted on the endoscope device. However, this application example is not limited to such an example, and configurations corresponding to the other illumination devices 10, 30, and 40 may be mounted on the endoscope device.

図10を参照すると、内視鏡装置1は、照明装置1100と、内視鏡部1200と、画像処理装置1300と、表示装置1400と、を有する。なお、図10では、照明装置1100からの出力光が照射される観察部位1500を併せて模擬的に図示している。 Referring to FIG. 10, the endoscope device 1 includes a lighting device 1100, an endoscope section 1200, an image processing device 1300, and a display device 1400. In addition, in FIG. 10, the observation site 1500 to which the output light from the illumination device 1100 is irradiated is also schematically illustrated.

(照明装置1100)
照明装置1100は、通常観察用の白色光(合波白色光)及び蛍光観察用の励起光を生成する。照明装置1100によって生成された合波白色光及び/又は励起光が、ライトガイド130に入射し、当該ライトガイド130によって後述する鏡筒1210内に導光され、鏡筒1210の先端から観察部位1500に対して照射される。
(Lighting device 1100)
The illumination device 1100 generates white light for normal observation (combined white light) and excitation light for fluorescence observation. The combined white light and/or excitation light generated by the illumination device 1100 enters the light guide 130, is guided by the light guide 130 into a lens barrel 1210 described below, and is observed from the tip of the lens barrel 1210 to an observation site 1500. Is irradiated against.

ここで、照明装置1100は、上述した第2の実施形態に係る照明装置20に対応するものである。ただし、内視鏡装置1に搭載するに当たり、いくつかの部材が追加されている。 Here, the lighting device 1100 corresponds to the lighting device 20 according to the second embodiment described above. However, when the endoscope device 1 is mounted, some members are added.

具体的には、照明装置1100は、白色光を照射する第1の光源部101と、第1のコリメート光学系103と、所定の波長帯域の光を出射する少なくとも1つのレーザ光源からなる第2の光源部120bと、拡散部材111と、第2のコリメート光学系113と、ダイクロイックミラー115bと、コンデンサ光学系117と、レーザラインフィルタ1101と、ハーフミラー1103と、光検出器1105と、ハーフミラー1107と、光検出器1109と、制御部1120と、を有する。 Specifically, the illuminating device 1100 includes a first light source unit 101 that emits white light, a first collimating optical system 103, and a second light source that emits light in a predetermined wavelength band. Light source section 120b, diffusing member 111, second collimating optical system 113, dichroic mirror 115b, condenser optical system 117, laser line filter 1101, half mirror 1103, photodetector 1105, and half mirror. 1107, a photodetector 1109, and a control unit 1120.

このように、照明装置1100は、第2の実施形態に係る照明装置20に対して、レーザラインフィルタ1101、ハーフミラー1103、光検出器1105、ハーフミラー1107及び光検出器1109が追加されるとともに、第2の光源部120及びダイクロイックミラー115の光学特性が変更されたものに対応する。他の部材の構成及び機能は、図7に示すこれらの各部材の構成及び機能と同様であるため、これらの部材の各々についての詳細な説明は省略する。また、制御部1120は、図7では図示を省略していた、第1の光源部101及び第2の光源部120bの駆動を制御する制御部に対応するものである。 As described above, in the lighting device 1100, the laser line filter 1101, the half mirror 1103, the photodetector 1105, the half mirror 1107, and the photodetector 1109 are added to the lighting device 20 according to the second embodiment. , The second light source unit 120 and the dichroic mirror 115 have changed optical characteristics. The configurations and functions of the other members are the same as the configurations and functions of these members shown in FIG. 7, and thus detailed description of each of these members is omitted. The control unit 1120 corresponds to a control unit, which is omitted in FIG. 7, for controlling the driving of the first light source unit 101 and the second light source unit 120b.

ここで、第2の光源部120bは、照明装置20の第2の光源部120に対して、出射可能なレーザ光の波長帯域が変更されたものに対応し、ダイクロイックミラー115bは、照明装置20のダイクロイックミラー115に対して、反射特性及び透過特性が変更されたものに対応する。第2の光源部120b及びダイクロイックミラー115bのその他の構成及び機能は、照明装置20におけるこれらの部材の構成及び機能と同様であるため、第2の光源部120b及びダイクロイックミラー115bについても、既に説明した事項と重複する事項についてはその詳細な説明を省略する。 Here, the second light source unit 120b corresponds to the second light source unit 120 of the illuminating device 20 in which the wavelength band of the laser light that can be emitted is changed, and the dichroic mirror 115b corresponds to the illuminating device 20. This corresponds to the dichroic mirror 115 of which the reflection characteristic and the transmission characteristic are changed. The other configurations and functions of the second light source unit 120b and the dichroic mirror 115b are similar to the configurations and functions of these members in the lighting device 20, and therefore the second light source unit 120b and the dichroic mirror 115b have already been described. Detailed description of the items that overlap with the items that have been performed will be omitted.

なお、図10では、第2の光源部120bを簡略化して図示しているが、第2の光源部120bは、図7に示す第2の光源部120と同様に、少なくとも1つのレーザ光源によって構成されている。ただし、第2の光源部120bを構成するレーザ光源の少なくとも1つとしては、PDD及びPDTにおいて励起光として用いられる波長帯域のレーザ光を出射可能なものが搭載されている。 10 shows the second light source unit 120b in a simplified manner, the second light source unit 120b is similar to the second light source unit 120 shown in FIG. 7 and includes at least one laser light source. It is configured. However, as at least one of the laser light sources constituting the second light source unit 120b, one capable of emitting laser light in the wavelength band used as excitation light in the PDD and PDT is mounted.

レーザラインフィルタ1101は、図示するように、例えば第3のコリメート光学系109と拡散部材111との間に設けられる。レーザラインフィルタ1101は、所定の波長帯域以外の光のみを透過する、いわゆるバンドパスフィルタ(BPF)である。レーザラインフィルタ1101は、レーザ発振波長以外のスペクトル(例えば、第2の光源部120を構成するレーザ光源の自然放出光成分等)を除去するように設定される。第2の光源部120bから出射されるレーザ光がレーザラインフィルタ1101を通過することによって、観察像においてノイズとなり得る余分な波長帯域の成分が当該レーザ光から除去され、励起光に対応する波長帯域の成分のみがレーザ光から抽出されることとなる。 As illustrated, the laser line filter 1101 is provided, for example, between the third collimating optical system 109 and the diffusing member 111. The laser line filter 1101 is a so-called bandpass filter (BPF) that transmits only light outside the predetermined wavelength band. The laser line filter 1101 is set so as to remove a spectrum other than the laser oscillation wavelength (for example, a spontaneous emission light component of the laser light source forming the second light source unit 120). By passing the laser light emitted from the second light source unit 120b through the laser line filter 1101, an extra wavelength band component that may be noise in the observation image is removed from the laser light, and the wavelength band corresponding to the excitation light is removed. Only the component of will be extracted from the laser light.

レーザラインフィルタ1101の後段には、ハーフミラー1103が設けられる。ハーフミラー1103によって分波されたレーザ光の一部は、光検出器1105に入射する。光検出器1105は、光の強度を検出する機能を有しており、その検出値は、後述する制御部1120の第2光源部駆動制御部1123に提供される。第2光源部駆動制御部1123は、当該検出値に基づいて、例えば第2の光源部120bからのレーザ光の総出力が一定になるように、第2の光源部120bの各レーザ光源の駆動を制御する。このように、第2の光源部120bから出射されるレーザ光の出力をモニタする構成が設けられることにより、その出力をより安定的なものとすることができる。 A half mirror 1103 is provided after the laser line filter 1101. Part of the laser light demultiplexed by the half mirror 1103 enters the photodetector 1105. The photodetector 1105 has a function of detecting the intensity of light, and the detected value is provided to the second light source unit drive control unit 1123 of the control unit 1120 described below. The second light source unit drive control unit 1123 drives each laser light source of the second light source unit 120b based on the detected value so that, for example, the total output of the laser light from the second light source unit 120b becomes constant. To control. In this way, by providing the configuration for monitoring the output of the laser light emitted from the second light source unit 120b, the output can be made more stable.

第1の光源部101からダイクロイックミラー115bに向かう光路上には、ハーフミラー1107が設けられる。ハーフミラー1107によって分波された白色光の一部は、光検出器1109に入射する。光検出器1109は、光の強度を検出する機能を有しており、その検出値は、後述する制御部1120の第1光源部駆動制御部1121に提供される。第1光源部駆動制御部1121は、当該検出値に基づいて、例えば第1の光源部101からの白色光の出力が一定になるように、第1の光源部101の白色光源の駆動を制御する。このように、第1の光源部101から出射される白色光の出力をモニタする構成が設けられることにより、その出力をより安定的なものとすることができる。 A half mirror 1107 is provided on the optical path from the first light source unit 101 to the dichroic mirror 115b. Part of the white light split by the half mirror 1107 enters the photodetector 1109. The photodetector 1109 has a function of detecting the intensity of light, and the detected value is provided to the first light source unit drive control unit 1121 of the control unit 1120 described below. The first light source drive control unit 1121 controls the drive of the white light source of the first light source unit 101 based on the detected value so that the output of white light from the first light source unit 101 becomes constant, for example. To do. In this way, by providing the configuration for monitoring the output of the white light emitted from the first light source unit 101, the output can be made more stable.

なお、ハーフミラー1103、1107は、分波部材の一例であり、ハーフミラー1103、1107に代えて他の分波部材が用いられてもよい。また、光検出器1105、1109としては、各種の公知の光検出器が用いられてよい。 The half mirrors 1103 and 1107 are examples of the demultiplexing member, and other demultiplexing members may be used instead of the half mirrors 1103 and 1107. Further, various known photodetectors may be used as the photodetectors 1105 and 1109.

制御部1120は、照明装置1100の動作を統合的に制御する。制御部1120は、その機能として、第1光源部駆動制御部1121と、第2光源部駆動制御部1123と、を有する。制御部1120は、例えばCPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Pocessor)等のプロセッサ、又はこれらのプロセッサが搭載されたマイコン等によって構成され、これらのプロセッサが所定のプログラムに従った演算処理を実行することにより、制御部1120の各機能が実現される。 The control unit 1120 controls the operation of the lighting device 1100 in an integrated manner. The control unit 1120 has a first light source unit drive control unit 1121 and a second light source unit drive control unit 1123 as its functions. The control unit 1120 is configured by, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor), or a microcomputer including these processors, and these processors perform arithmetic processing according to a predetermined program. By executing, each function of the control unit 1120 is realized.

第1光源部駆動制御部1121は、第1の光源部101の発光出力を制御する。具体的には、第1光源部駆動制御部1121は、第1の光源部101の白色光源(例えば白色LED)の駆動電流を変化させることにより、その発光出力を制御することができる。上述したように、第1光源部駆動制御部1121は、光検出器1109の検出値によって、白色光の強度をモニタすることができ、白色光の強度が一定になるように、第1の光源部101の駆動を制御することができる。 The first light source unit drive controller 1121 controls the light emission output of the first light source unit 101. Specifically, the first light source unit drive control unit 1121 can control the light emission output by changing the drive current of the white light source (for example, white LED) of the first light source unit 101. As described above, the first light source drive control unit 1121 can monitor the intensity of white light based on the detection value of the photodetector 1109, and the first light source can keep the intensity of white light constant. The drive of the unit 101 can be controlled.

第2光源部駆動制御部1123は、第2の光源部120bの発光出力を制御する。具体的には、第2光源部駆動制御部1123は、第2の光源部120bのレーザ光源の駆動電流を変化させることにより、その発光出力を制御することができる。上述したように、第2光源部駆動制御部1123は、光検出器1105の検出値によって、レーザ光の強度をモニタすることができ、レーザ光の強度が一定になるように、第2の光源部120bの駆動を制御することができる。 The second light source unit drive control unit 1123 controls the light emission output of the second light source unit 120b. Specifically, the second light source unit drive control unit 1123 can control the light emission output by changing the drive current of the laser light source of the second light source unit 120b. As described above, the second light source unit drive control unit 1123 can monitor the intensity of the laser light based on the detection value of the photodetector 1105, and the second light source can keep the intensity of the laser light constant. The drive of the part 120b can be controlled.

また、第2光源部駆動制御部1123は、第2の光源部120bのレーザ光源のデバイス温度を一定に保つことにより、当該レーザ光源の発振波長を一定に保つ制御を行う機能を更に有してもよい。例えば、当該レーザ光源に、サーモエレクトリッククーラ及び測温素子が内蔵されており、第2光源部駆動制御部1123は、当該測温素子による測温情報に基づいて、サーモエレクトリッククーラの駆動を制御して、レーザ光源のデバイス温度を一定に保つことができる。 In addition, the second light source unit drive control unit 1123 further has a function of performing control to keep the oscillation wavelength of the laser light source constant by keeping the device temperature of the laser light source of the second light source unit 120b constant. Good. For example, the laser light source has a built-in thermoelectric cooler and a temperature measuring element, and the second light source drive control section 1123 controls driving of the thermoelectric cooler based on the temperature measurement information by the temperature measuring element. Thus, the device temperature of the laser light source can be kept constant.

ここで、PDD及びPDTにおいて使用される光感受性薬剤の励起光波長及び蛍光波長の一例を、下記表2に示す。 Here, Table 2 below shows an example of the excitation light wavelength and the fluorescence wavelength of the photosensitive drug used in PDD and PDT.

本構成例では、第2の光源部120bは、用いられる光感受性薬剤の励起光波長に対応するレーザ光を出射するように構成される。また、ダイクロイックミラー115bは、第1の光源部101から出射される白色光から、用いられる光感受性薬剤の励起光波長に対応する光を減衰又はカットするとともに、第2の光源部120から出射されるレーザ光(すなわち用いられる光感受性薬剤の励起光波長に対応する光)を透過する特性を有するように構成される。 In this configuration example, the second light source unit 120b is configured to emit laser light corresponding to the excitation light wavelength of the photosensitive drug used. Further, the dichroic mirror 115b attenuates or cuts light corresponding to the excitation light wavelength of the photosensitizer used from the white light emitted from the first light source unit 101, and emits it from the second light source unit 120. Laser light (that is, light corresponding to the excitation light wavelength of the photosensitizing agent used) is transmitted.

以下では、一例として、光感受性薬剤としてレザフィリンが用いられる場合における内視鏡装置1の構成及び動作について説明する。また、上記(2.第2の実施形態)で説明した構成例では、第2の光源部120bは、互いに異なる3つの波長帯域のレーザ光を合波して出射していたが、ここでは、説明を簡単にするために、第2の光源部120bは、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域のレーザ光のみを出射するものとして説明を行う。これは、第2の光源部120bを構成する複数のレーザ光源のうち、レザフィリンの励起光波長に対応するレーザ光を出射可能なレーザ光源のみが駆動されている状態に対応する。 In the following, as an example, the configuration and operation of the endoscope device 1 in the case of using laserphyrin as a photosensitizer will be described. In addition, in the configuration example described in the above (2. Second embodiment), the second light source unit 120b multiplexes and emits laser lights in three different wavelength bands, but here, To simplify the description, the second light source unit 120b will be described as emitting only laser light in a wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin. This corresponds to the state in which only the laser light source capable of emitting the laser light corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin is driven among the plurality of laser light sources forming the second light source unit 120b.

光感受性薬剤としてレザフィリンが用いられる場合におけるダイクロイックミラー115bの特性について、図11及び図12を参照して説明する。図11では、第1の光源部101から出射される白色光のスペクトルと、第2の光源部120bから出射されるレーザ光のスペクトルと、ダイクロイックミラー115bの透過特性とが、同一のグラフに図示されている。 The characteristics of the dichroic mirror 115b when laserphyrin is used as the photosensitizer will be described with reference to FIGS. 11 and 12. In FIG. 11, the spectrum of the white light emitted from the first light source unit 101, the spectrum of the laser light emitted from the second light source unit 120b, and the transmission characteristic of the dichroic mirror 115b are shown in the same graph. Has been done.

図示するように、第1の光源部101から出射される白色光は、概ね400(nm)〜750(nm)の波長帯域を含む、広帯域な発光スペクトルを有する。一方、第2の光源部120bから出射されるレーザ光は、発振ピーク波長がレザフィリンの励起光波長(664(nm))に対応する、狭帯域の発光スペクトルを有する。 As shown in the figure, the white light emitted from the first light source unit 101 has a wide band emission spectrum including a wavelength band of approximately 400 (nm) to 750 (nm). On the other hand, the laser light emitted from the second light source unit 120b has a narrow-band emission spectrum whose oscillation peak wavelength corresponds to the excitation light wavelength (664 (nm)) of laserphyrin.

また、ダイクロイックミラー115bは、励起光の波長(すなわち第2の光源部120bからのレーザ光のピーク波長)を中心として数十(nm)程度の波長帯域の光を透過させるバンドパス特性を有する。図示する例では、ダイクロイックミラー115bは、レザフィリンの励起光波長(664(nm))を中心とする約20(nm)の波長帯域の光を透過させる特性を有する。 Further, the dichroic mirror 115b has a bandpass characteristic of transmitting light in a wavelength band of about several tens (nm) around the wavelength of the excitation light (that is, the peak wavelength of the laser light from the second light source unit 120b). In the illustrated example, the dichroic mirror 115b has a characteristic of transmitting light in a wavelength band of about 20 (nm) centered on the excitation light wavelength (664 (nm)) of laserphyrin.

図12は、ダイクロイックミラー115bによって合波された光のスペクトルを示している。図示するように、第1の光源部101から出射された白色光は、レザフィリンの励起光波長である664(nm)を中心とした約20(nm)のバンド幅の成分が減衰され、約400(nm)〜654(nm)及び約674(nm)〜750(nm)までの、2分割された広帯域スペクトル形状を有する。一方、第2の光源部120bから出射されたレーザ光については、レーザラインフィルタ1101を通過した後のスペクトル形状がそのまま維持される。第1の光源部101から出射された白色光及び第2の光源部120bから出射されたレーザ光がダイクロイックミラー115bによって合波された光は、これらのスペクトルが重ね合わされたスペクトルを有する。すなわち、当該合波された光は、第1の光源部101から出射された白色光からレザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域の成分が減衰されるとともに、当該減衰された成分が第2の光源部120bから出射されたレーザ光によって補われて生成された白色光(すなわち合波白色光)であると言える。 FIG. 12 shows the spectrum of the light multiplexed by the dichroic mirror 115b. As shown in the figure, in the white light emitted from the first light source unit 101, a component having a bandwidth of about 20 (nm) centered on the excitation light wavelength of lasafylline of 664 (nm) is attenuated to give about 400 (Nm) to 654 (nm) and about 674 (nm) to 750 (nm), and has a wideband spectrum shape divided into two. On the other hand, regarding the laser light emitted from the second light source unit 120b, the spectrum shape after passing through the laser line filter 1101 is maintained as it is. The light obtained by combining the white light emitted from the first light source unit 101 and the laser light emitted from the second light source unit 120b by the dichroic mirror 115b has a spectrum in which these spectra are superposed. That is, in the combined light, the component of the wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin is attenuated from the white light emitted from the first light source unit 101, and the attenuated component is the second component. It can be said that it is white light (that is, combined white light) generated by being supplemented by the laser light emitted from the light source unit 120b.

(内視鏡部1200)
内視鏡部1200は、鏡筒1210と、撮像ユニット1220と、を有する。本構成例では、内視鏡部1200は、硬性内視鏡として構成されている。鏡筒1210は、略円筒形状を有し、内部にはライトガイド130(すなわち導光部材)が、その先端部まで延設される。鏡筒1210が患者の体腔内に挿入され、ライトガイド130を導光された光(すなわち照明装置1100からの出力光)が当該先端部から照射されることにより、観察部位1500に対して白色光及び/又は励起光が照射される。
(Endoscope part 1200)
The endoscope section 1200 includes a lens barrel 1210 and an image pickup unit 1220. In this configuration example, the endoscope section 1200 is configured as a rigid endoscope. The lens barrel 1210 has a substantially cylindrical shape, and a light guide 130 (that is, a light guide member) is provided inside the lens barrel 1210 so as to extend to the tip thereof. The lens barrel 1210 is inserted into the body cavity of the patient, and the light guided through the light guide 130 (that is, the output light from the illuminating device 1100) is emitted from the distal end portion, whereby white light is emitted to the observation site 1500. And/or excitation light is applied.

観察部位1500に白色光及び/又は励起光が照射されると、その反射光が、鏡筒1210内を逆方向に導光され、撮像ユニット1220に至る。図10では、撮像ユニット1220における光の伝播を、破線矢印で模擬的に図示している。 When the observation site 1500 is irradiated with white light and/or excitation light, the reflected light is guided in the opposite direction in the lens barrel 1210 and reaches the imaging unit 1220. In FIG. 10, the propagation of light in the image pickup unit 1220 is schematically shown by a dashed arrow.

撮像ユニット1220は、光学フィルタ1221と、第1の撮像素子1223と、第2の撮像素子1225と、を有する。観察部位1500からの反射光は、撮像ユニット1220に至ると、光学フィルタ1221に入射する。 The image pickup unit 1220 has an optical filter 1221, a first image pickup element 1223, and a second image pickup element 1225. When the reflected light from the observation region 1500 reaches the imaging unit 1220, it is incident on the optical filter 1221.

光学フィルタ1221は、ダイクロイックミラー等の分光素子であり、例えば、波長が670(nm)以上の光を透過して第1の撮像素子1223に入射させるとともに、波長が670(nm)未満の光を反射して第2の撮像素子1225に入射させるように構成される。従って、第1の撮像素子1223は、レザフィリンの励起光(波長664(nm))は受光しないが、レザフィリンの蛍光(波長672(nm))は受光することとなる。このように、光学フィルタ1221は、薬剤励起光及び薬剤蛍光のうち、薬剤蛍光のみが一方の撮像素子(図示する例では第1の撮像素子1223)に入射するように構成される。 The optical filter 1221 is a spectroscopic element such as a dichroic mirror. For example, the optical filter 1221 transmits light having a wavelength of 670 (nm) or more and allows the light to enter the first imaging element 1223, and also transmits light having a wavelength of less than 670 (nm). It is configured to reflect and enter the second image sensor 1225. Therefore, the first imaging element 1223 does not receive the excitation light of the laserphyrin (wavelength 664 (nm)), but receives the fluorescence of the laserphyrin (wavelength 672 (nm)). As described above, the optical filter 1221 is configured such that only the drug fluorescence of the drug excitation light and the drug fluorescence is incident on one of the image pickup devices (the first image pickup device 1223 in the illustrated example).

第1の撮像素子1223及び第2の撮像素子1225は、カラー撮像が可能な撮像素子である。第1の撮像素子1223及び第2の撮像素子1225の種類は限定されず、第1の撮像素子1223及び第2の撮像素子1225としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal−Oxide−Semiconductor)イメージセンサ等、各種の公知の撮像素子を用いることができる。 The first image sensor 1223 and the second image sensor 1225 are image sensors capable of color imaging. The types of the first image sensor 1223 and the second image sensor 1225 are not limited, and examples of the first image sensor 1223 and the second image sensor 1225 include, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor and a CMOS (Complementary). Various known image pickup devices such as a metal-oxide-semiconductor image sensor can be used.

第1の撮像素子1223の出力は、後述する画像処理装置1300の長波長帯域画像生成部1301に入力される。また、第2の撮像素子1225の出力は、後述する画像処理装置1300の短波長帯域画像生成部1303に入力される。 The output of the first image sensor 1223 is input to the long wavelength band image generation unit 1301 of the image processing apparatus 1300 described later. The output of the second image sensor 1225 is input to the short wavelength band image generation unit 1303 of the image processing apparatus 1300 described later.

(画像処理装置1300)
画像処理装置1300は、撮像ユニット1220によって検出された観察部位1500からの反射光に基づいて、観察部位1500の撮像画像(観察像)を生成する。画像処理装置1300は、その機能として、長波長帯域画像生成部1301と、短波長帯域画像生成部1303と、観察像生成部1305と、入力部1307と、を有する。画像処理装置1300は、例えばCPUやDSP等のプロセッサ、又はこれらのプロセッサが搭載されたマイコン等によって構成され、これらのプロセッサが所定のプログラムに従った演算処理を実行することにより、画像処理装置1300の各機能が実現する。例えば、画像処理装置1300は、プロセッサやマイコンが搭載されたPC(Personal Computer)等の情報処理装置であってよい。
(Image processing apparatus 1300)
The image processing device 1300 generates a captured image (observation image) of the observation site 1500 based on the reflected light from the observation site 1500 detected by the imaging unit 1220. The image processing apparatus 1300 has, as its functions, a long wavelength band image generation unit 1301, a short wavelength band image generation unit 1303, an observation image generation unit 1305, and an input unit 1307. The image processing apparatus 1300 is composed of, for example, a processor such as a CPU or a DSP, or a microcomputer equipped with these processors, and these processors execute arithmetic processing according to a predetermined program, thereby the image processing apparatus 1300. Each function of is realized. For example, the image processing apparatus 1300 may be an information processing apparatus such as a PC (Personal Computer) equipped with a processor and a microcomputer.

長波長帯域画像生成部1301は、第1の撮像素子1223からの出力信号に基づいて観察部位1500の画像を生成する。長波長帯域画像生成部1301によって生成される画像のことを、以下では第1の画像とも呼称する。光学フィルタ1221によって、第1の撮像素子1223は、波長が670(nm)以上の光を受光しているため、長波長帯域画像生成部1301は、波長が670(nm)以上である比較的長波長帯域の光に基づいて第1の画像を生成する。このように、長波長帯域画像生成部1301は、励起光波長よりも長波長帯域であって蛍光波長を含む波長帯域の光に基づいて第1の画像を生成する。 The long wavelength band image generation unit 1301 generates an image of the observation site 1500 based on the output signal from the first image sensor 1223. The image generated by the long wavelength band image generation unit 1301 is also referred to as a first image below. Since the first image sensor 1223 receives light having a wavelength of 670 (nm) or more by the optical filter 1221, the long wavelength band image generation unit 1301 causes the long-wavelength band image generation unit 1301 to have a relatively long wavelength of 670 (nm) or more. A first image is generated based on the light in the wavelength band. In this way, the long wavelength band image generation unit 1301 generates the first image based on the light in the wavelength band that is longer than the excitation light wavelength and includes the fluorescence wavelength.

短波長帯域画像生成部1303は、第2の撮像素子1225からの出力信号に基づいて観察部位1500の画像を生成する。短波長帯域画像生成部1303によって生成される画像のことを、以下では第2の画像とも呼称する。光学フィルタ1221によって、第2の撮像素子1225は、波長が670(nm)未満の光を受光しているため、短波長帯域画像生成部1303は、波長が670(nm)未満である比較的短波長帯域の光に基づいて第2の画像を生成する。このように、短波長帯域画像生成部1303は、蛍光波長よりも短波長帯域であって励起光波長を含む波長帯域の光に基づいて第2の画像を生成する。 The short wavelength band image generation unit 1303 generates an image of the observation site 1500 based on the output signal from the second image sensor 1225. The image generated by the short wavelength band image generation unit 1303 is also referred to as a second image below. Due to the optical filter 1221, the second image sensor 1225 receives light with a wavelength of less than 670 (nm), so the short wavelength band image generation unit 1303 has a wavelength of less than 670 (nm) and is relatively short. A second image is generated based on the light in the wavelength band. In this way, the short wavelength band image generation unit 1303 generates the second image based on the light in the wavelength band that is shorter than the fluorescence wavelength and includes the excitation light wavelength.

観察像生成部1305は、長波長帯域画像生成部1301によって生成された第1の画像と、短波長帯域画像生成部1303によって生成された第2の画像と、の少なくともいずれかに基づいて、観察像を生成する。観察像生成部1305によって生成された画像が、最終的にユーザによって視認される観察部位1500の観察像となる。ここで、観察像生成部1305の具体的な処理は観察モードに応じて異なる。観察像生成部1305の処理の詳細については、下記(4−2−2.内視鏡装置の動作)で改めて説明する。観察像生成部1305は、生成した画像についての情報を、表示装置1400に送信する。 The observation image generation unit 1305 performs observation based on at least one of the first image generated by the long wavelength band image generation unit 1301 and the second image generated by the short wavelength band image generation unit 1303. Generate an image. The image generated by the observation image generation unit 1305 finally becomes the observation image of the observation region 1500 visually recognized by the user. Here, the specific processing of the observation image generation unit 1305 differs depending on the observation mode. Details of the processing of the observation image generation unit 1305 will be described later in (4-2-2. Operation of endoscope apparatus) again. The observation image generation unit 1305 transmits information about the generated image to the display device 1400.

入力部1307は、ユーザの操作入力を受け付ける入力インターフェースである。入力部1307は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ及びレバー等、ユーザによって操作される入力装置によって構成される。ユーザは、入力部1307を介して、各種の情報や各種の指示を内視鏡装置1に対して入力することができる。 The input unit 1307 is an input interface that receives a user's operation input. The input unit 1307 is configured by an input device operated by a user, such as a mouse, a keyboard, a touch panel, buttons, switches and levers. The user can input various information and various instructions to the endoscope apparatus 1 via the input unit 1307.

例えば、ユーザは、入力部1307を介して、観察モードとして通常観察モード、特殊観察モード及び通常/特殊観察モードのうちのいずれかを選択する旨の指示を、内視鏡装置1に対して入力することができる。選択された観察モードについての情報は、観察像生成部1305並びに照明装置1100の第1光源部駆動制御部1121及び第2光源部駆動制御部1123に入力され、観察像生成部1305、第1光源部駆動制御部1121及び第2光源部駆動制御部1123は、選択された観察モードに応じて、画像を生成したり、第1の光源部101及び第2の光源部120を駆動させたりする。 For example, the user inputs, via the input unit 1307, to the endoscope device 1 an instruction to select one of the normal observation mode, the special observation mode, and the normal/special observation mode as the observation mode. can do. The information about the selected observation mode is input to the observation image generation unit 1305 and the first light source unit drive control unit 1121 and the second light source unit drive control unit 1123 of the illumination device 1100, and the observation image generation unit 1305 and the first light source. The unit drive control unit 1121 and the second light source unit drive control unit 1123 generate an image or drive the first light source unit 101 and the second light source unit 120 according to the selected observation mode.

また、例えば、ユーザは、入力部1307を介して、照明装置1100の第1の光源部101及び第2の光源部120からの出射光の強度についての指示を、内視鏡装置1に対して入力することができる。入力された強度についての情報は、照明装置1100の第1光源部駆動制御部1121及び第2光源部駆動制御部1123に入力され、第1光源部駆動制御部1121及び第2光源部駆動制御部1123は、指示された強度が実現されるように第1の光源部101及び第2の光源部120を駆動させる。 Further, for example, the user gives an instruction to the endoscope apparatus 1 via the input unit 1307 about the intensity of the light emitted from the first light source unit 101 and the second light source unit 120 of the illumination device 1100. You can enter. The input information about the intensity is input to the first light source unit drive control unit 1121 and the second light source unit drive control unit 1123 of the lighting device 1100, and the first light source unit drive control unit 1121 and the second light source unit drive control unit. 1123 drives the first light source unit 101 and the second light source unit 120 so that the instructed intensity is realized.

(表示装置1400)
表示装置1400は、画像処理装置1300の観察像生成部1305によって生成された画像を表示する。表示装置1400の種類は限定されず、表示装置1400は、例えば、CRTディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ELディスプレイ装置等であってよい。ユーザは、表示装置1400に表示された画像を視認することにより、観察部位1500の診断や治療を行う。
(Display device 1400)
The display device 1400 displays the image generated by the observation image generation unit 1305 of the image processing device 1300. The type of the display device 1400 is not limited, and the display device 1400 may be, for example, a CRT display device, a liquid crystal display device, a plasma display device, an EL display device, or the like. The user visually recognizes the image displayed on the display device 1400 to diagnose or treat the observation site 1500.

以上、図10〜12を参照して、照明装置20が適用された内視鏡装置1の一構成例について説明した。なお、図10に示す内視鏡装置1の構成は、あくまで一例であり、内視鏡装置1の具体的な構成は、以上説明した機能が実現される範囲において、適宜変更されてよい。例えば、内視鏡装置1には、図示した構成以外にも、一般的な既存の内視鏡装置に備えられる各種の光学素子が更に設けられてもよい。 The example of the configuration of the endoscope device 1 to which the lighting device 20 is applied has been described above with reference to FIGS. The configuration of the endoscope device 1 shown in FIG. 10 is merely an example, and the specific configuration of the endoscope device 1 may be appropriately changed within the range where the functions described above are realized. For example, the endoscope device 1 may be further provided with various optical elements provided in a general existing endoscope device, in addition to the illustrated configuration.

また、照明装置1100の制御部1120の各機能、及び画像処理装置1300の各機能は、必ずしも図示するように各装置に搭載されなくてもよく、これらの機能はいずれの装置によって実行されてもよい。例えば、制御部1120の各機能のうちの一部又は全てが、画像処理装置1300に搭載されてもよい。あるいは、逆に、画像処理装置1300の各機能のうちの一部又は全てが、照明装置1100に搭載されてもよい。また、上述した例では、画像処理装置1300に設けられる入力部1307を介して、照明装置2100の駆動に関する指示入力が行われていたが、照明装置2100にも入力部1307と同様の機能が設けられてもよく、ユーザは、当該入力部を介して照明装置2100に対して各種の指示を入力してもよい。 Further, the respective functions of the control unit 1120 of the lighting device 1100 and the respective functions of the image processing device 1300 do not necessarily have to be mounted in the respective devices as illustrated, and these functions may be executed by any of the devices. Good. For example, some or all of the functions of the control unit 1120 may be installed in the image processing apparatus 1300. Alternatively, conversely, some or all of the functions of the image processing apparatus 1300 may be installed in the lighting apparatus 1100. Further, in the above-described example, an instruction input regarding driving of the lighting device 2100 is performed via the input unit 1307 provided in the image processing device 1300, but the lighting device 2100 also has the same function as the input unit 1307. Alternatively, the user may input various instructions to the lighting device 2100 via the input unit.

(4−2−2.内視鏡装置の動作)
以上説明した内視鏡装置1の、観察モードに応じた動作について説明する。内視鏡装置1では、その観察モードとして、通常観察モード、特殊観察モード及び通常/特殊観察モードのうちのいずれかを選択することができる。
(4-2-2. Operation of endoscope apparatus)
The operation of the endoscope apparatus 1 described above according to the observation mode will be described. In the endoscope apparatus 1, as the observation mode, any one of the normal observation mode, the special observation mode, and the normal/special observation mode can be selected.

(通常観察モード)
通常観察モードでは、概ね400nm〜750nmの範囲の可視光に対応する広帯域の光が観察部位1500に照射され、当該観察部位1500の画像が取得される。ユーザによって、入力部1307を介して、観察モードとして通常観察モードを選択する旨の指示が入力されると、当該指示に応じて、照明装置1100の第1光源部駆動制御部1121及び第2光源部駆動制御部1123によって、第1の光源部101及び第2の光源部120bがともに駆動される。
(Normal observation mode)
In the normal observation mode, broadband light corresponding to visible light in the range of approximately 400 nm to 750 nm is applied to the observation region 1500, and an image of the observation region 1500 is acquired. When the user inputs an instruction to select the normal observation mode as the observation mode via the input unit 1307, the first light source unit drive control unit 1121 and the second light source of the illumination device 1100 are input according to the instruction. The section drive control section 1123 drives both the first light source section 101 and the second light source section 120b.

このとき、照明装置1100からの出力光は、図12に示すように、第1の光源部101からの白色光と、第2の光源部120bからのレーザ光とが合波された光(合波白色光)となる。ここで、通常観察モードでは、合波白色光が、第1の光源部101から出射された元々の白色光に似た色合いになるように、第2の光源部120bからのレーザ光の出力が適宜調整され得る。すなわち、ダイクロイックミラー115bによって減衰又は除去された波長帯域の成分が、第2の光源部120bからのレーザ光によって、元々の白色光を再現し得るように補完されるように、当該レーザ光の出力が調整され得る。 At this time, as shown in FIG. 12, the output light from the illuminating device 1100 is light (combined light) obtained by combining white light from the first light source unit 101 and laser light from the second light source unit 120b. White light). Here, in the normal observation mode, the output of the laser light from the second light source unit 120b is such that the combined white light has a hue similar to the original white light emitted from the first light source unit 101. It can be adjusted appropriately. That is, the output of the laser light is such that the wavelength band component attenuated or removed by the dichroic mirror 115b is complemented by the laser light from the second light source unit 120b so that the original white light can be reproduced. Can be adjusted.

撮像ユニット1220では、上述したように、波長が670(nm)以上の光が第1の撮像素子1223に入射され、波長が670(nm)未満の光が第2の撮像素子1225に入射される。従って、画像処理装置1300の長波長帯域画像生成部1301では、第1の画像として、波長が670(nm)以上の赤色帯域の光に基づく画像が生成される。また、短波長帯域画像生成部1303では、第2の画像として、波長が670(nm)未満の赤色帯域、緑色帯域及び青色帯域の光に基づく画像が生成される。 In the imaging unit 1220, as described above, light having a wavelength of 670 (nm) or more is incident on the first imaging element 1223, and light having a wavelength of less than 670 (nm) is incident on the second imaging element 1225. .. Therefore, the long wavelength band image generation unit 1301 of the image processing device 1300 generates an image based on light in the red band having a wavelength of 670 (nm) or more as the first image. Further, in the short wavelength band image generation unit 1303, an image based on light in the red band, the green band and the blue band having a wavelength of less than 670 (nm) is generated as the second image.

通常観察モードでは、観察像生成部1305は、長波長帯域画像生成部1301によって生成された第1の画像のRGB値と、短波長帯域画像生成部1303によって生成された第2の画像のRGB値と、を足し合わせることにより、合成画像を生成する。このようにして生成された合成画像は、可視光帯域(約400(nm)〜750(nm))の照射光に対応する通常観察像となる。 In the normal observation mode, the observation image generation unit 1305 uses the RGB values of the first image generated by the long wavelength band image generation unit 1301 and the RGB values of the second image generated by the short wavelength band image generation unit 1303. A synthetic image is generated by adding and. The composite image generated in this way becomes a normal observation image corresponding to irradiation light in the visible light band (about 400 (nm) to 750 (nm)).

なお、上記の例では、通常観察モードにおいて第1の光源部101及び第2の光源部120がともに駆動される場合について説明したが、通常観察モードにおける内視鏡装置1の動作はかかる例に限定されない。例えば、ダイクロイックミラー115bによってレザフィリンの励起光に対応する波長である664(nm)近傍の波長帯域の光が除去又は低減された白色光であっても、観察部位1500の観察に支障がない場合には、第1の光源部101のみが駆動されてもよい。 In the above example, the case where both the first light source unit 101 and the second light source unit 120 are driven in the normal observation mode has been described. However, the operation of the endoscope apparatus 1 in the normal observation mode is not limited to this example. Not limited. For example, even if white light in which the light in the wavelength band near 664 (nm), which is the wavelength corresponding to the excitation light of laserphyrin, is removed or reduced by the dichroic mirror 115b does not interfere with the observation of the observation site 1500. May drive only the first light source unit 101.

また、上記の例では、合波白色光が、第1の光源部101から出射された元々の白色光に似た色合いになるように、第2の光源部120bからのレーザ光の出力が調整される場合について説明したが、通常観察モードにおける内視鏡装置1の動作はかかる例に限定されない。例えば、第1の光源部101からの白色光の出力及び第2の光源部120bからのレーザ光の出力が適宜調整されることにより、合波白色光が、ユーザによって予め設定される所定の色合い(例えば各種の標準光源からの白色光に似た色合い)になるように、可能な範囲で調整されてもよい。また、例えば、第2の光源部120bは、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域のレーザ光に加えて、照明装置10、20、30、40における第2の光源部120と同様に、光の三原色に対応する、赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光を出射可能に構成されてもよい。この場合には、各色のレーザ光の出力が適宜制御されることにより、各種の任意の光源からの白色光の色合いを再現するように、合波白色光の色温度が調整され得る。なお、このような、赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光を用いた、合波白色光における色温度の調整は、後述する通常/観察モードにおいても行われてもよい。 Further, in the above example, the output of the laser light from the second light source unit 120b is adjusted so that the combined white light has a hue similar to the original white light emitted from the first light source unit 101. However, the operation of the endoscope apparatus 1 in the normal observation mode is not limited to such an example. For example, the output of the white light from the first light source unit 101 and the output of the laser light from the second light source unit 120b are appropriately adjusted so that the combined white light has a predetermined tint preset by the user. (For example, a color shade similar to white light from various standard light sources) may be adjusted within a possible range. In addition, for example, the second light source unit 120b may emit light in the same manner as the second light source unit 120 in the illumination devices 10, 20, 30, 40 in addition to the laser light in the wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin. The red laser light, the green laser light, and the blue laser light corresponding to the three primary colors may be emitted. In this case, by appropriately controlling the output of the laser light of each color, the color temperature of the combined white light can be adjusted so as to reproduce the hue of the white light from various arbitrary light sources. Note that such adjustment of the color temperature of the combined white light using the red laser light, the green laser light, and the blue laser light may be performed in the normal/observation mode described later.

(特殊観察モード)
特殊観察モードでは、光感受性薬剤であるレザフィリンの励起光波長に対応する狭帯域光が観察部位1500に照射され、当該観察部位1500からの蛍光に基づく画像が取得される。特殊観察モードは、PDD及びPDTを行う際に用いられる観察モードである。
(Special observation mode)
In the special observation mode, the narrow band light corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin, which is a photosensitizer, is irradiated on the observation site 1500, and an image based on the fluorescence from the observation site 1500 is acquired. The special observation mode is an observation mode used when performing PDD and PDT.

ユーザによって、入力部1307を介して、観察モードとして特殊観察モードを選択する旨の指示が入力されると、当該指示に応じて、照明装置1100の第2光源部駆動制御部1123によって、第2の光源部120bのみが駆動される。 When the user inputs an instruction to select the special observation mode as the observation mode via the input unit 1307, the second light source unit drive control unit 1123 of the illumination device 1100 causes the second observation by the second light source unit drive control unit 1123 according to the instruction. Only the light source section 120b of is driven.

このとき、照明装置1100からの出力光は、図12に示すスペクトルにおいて、白色光のスペクトルが存在しないもの、すなわち、レザフィリンの励起光波長を中心波長として有するレーザ光となる。なお、一般的に、PDTでは、PDDに比べて、より強い強度で励起光が観察部位1500に対して照射される。従って、特殊観察モードにおいて、PDTが行われる場合には、PDDが行われる場合に比べて、第2の光源部120bからのレーザ光の出力は、より強くなるように設定される。 At this time, the output light from the illuminating device 1100 becomes a light having no white light spectrum in the spectrum shown in FIG. 12, that is, a laser light having the excitation light wavelength of laserphyrin as the central wavelength. In general, in PDT, the observation light 1500 is irradiated with excitation light at a higher intensity than in PDD. Therefore, in the special observation mode, when PDT is performed, the output of the laser light from the second light source unit 120b is set to be stronger than when PDD is performed.

撮像ユニット1220では、上述したように、波長が670(nm)以上の光が第1の撮像素子1223に入射され、波長が670(nm)未満の光が第2の撮像素子1225に入射される。従って、画像処理装置1300の長波長帯域画像生成部1301では、第1の画像として、波長が670(nm)以上の赤色帯域の光に基づく画像が生成される。 In the imaging unit 1220, as described above, light having a wavelength of 670 (nm) or more is incident on the first imaging element 1223, and light having a wavelength of less than 670 (nm) is incident on the second imaging element 1225. .. Therefore, the long wavelength band image generation unit 1301 of the image processing device 1300 generates an image based on light in the red band having a wavelength of 670 (nm) or more as the first image.

ここで、レザフィリンの蛍光波長は672(nm)であるため、長波長帯域画像生成部1301によって生成される第1の画像は、当該レザフィリンの蛍光に基づく画像であり、すなわち、特殊観察モードで観察対象としている、腫瘍が選択的に現れた画像である。従って、特殊観察モードでは、観察像生成部1305は、長波長帯域画像生成部1301によって生成された第1の画像、すなわち蛍光観察像を、表示装置1400に出力する。 Here, since the fluorescence wavelength of laserphyrin is 672 (nm), the first image generated by the long wavelength band image generation unit 1301 is an image based on the fluorescence of the laserphyrin, that is, observation in the special observation mode. It is an image in which a tumor selectively appears, which is a target. Therefore, in the special observation mode, the observation image generation unit 1305 outputs the first image generated by the long wavelength band image generation unit 1301, that is, the fluorescence observation image to the display device 1400.

(通常/特殊観察モード)
通常/特殊観察モードでは、通常観察用の白色光の照射と、特殊観察用の励起光の照射とが同時に行われることにより、通常観察像による術野の形状把握と、特殊観察像による腫瘍の蛍光観察と、を同時に行うことができる。このように、通常/特殊観察モードによる観察を行うことにより、術野のどの位置に腫瘍が存在するかを容易に判断することが可能となる。
(Normal/Special observation mode)
In the normal/special observation mode, irradiation of white light for normal observation and irradiation of excitation light for special observation are performed simultaneously, so that the shape of the operative field can be grasped by the normal observation image and the tumor can be detected by the special observation image. Fluorescence observation can be performed simultaneously. As described above, by performing the observation in the normal/special observation mode, it becomes possible to easily determine at which position in the surgical field the tumor exists.

ユーザによって、入力部1307を介して、観察モードとして通常/特殊観察モードを選択する旨の指示が入力されると、通常観察モードと同様に、当該指示に応じて、照明装置1100の第1光源部駆動制御部1121及び第2光源部駆動制御部1123によって、第1の光源部101及び第2の光源部120bがともに駆動される。このとき、照明装置1100からの出力光は、図12に示すように、第1の光源部101からの白色光と、第2の光源部120bからのレーザ光とが合波された光(合波白色光)となる。ただし、通常観察モードとは異なり、通常/特殊観察モードでは、第2の光源部120bからのレーザ光の出力は、PDD及びPDTに応じた値に調整される。なお、このとき、特殊観察モードと同様に、PDTが行われる場合には、PDDが行われる場合に比べて、第2の光源部120bからのレーザ光の出力は、より強くなるように設定される。 When the user inputs an instruction to select the normal/special observation mode as the observation mode via the input unit 1307, the first light source of the illumination device 1100 is received according to the instruction as in the normal observation mode. The first light source unit 101 and the second light source unit 120b are both driven by the unit drive control unit 1121 and the second light source unit drive control unit 1123. At this time, as shown in FIG. 12, the output light from the illuminating device 1100 is light (combined light) obtained by combining white light from the first light source unit 101 and laser light from the second light source unit 120b. White light). However, unlike the normal observation mode, in the normal/special observation mode, the output of the laser light from the second light source unit 120b is adjusted to a value according to PDD and PDT. At this time, similarly to the special observation mode, when the PDT is performed, the output of the laser light from the second light source unit 120b is set to be stronger than when the PDD is performed. It

撮像ユニット1220では、上述したように、波長が670(nm)以上の光が第1の撮像素子1223に入射され、波長が670(nm)未満の光が第2の撮像素子1225に入射される。従って、画像処理装置1300の長波長帯域画像生成部1301では、第1の画像として、波長が670(nm)以上の赤色帯域の光に基づく画像が生成される。また、短波長帯域画像生成部1303では、第2の画像として、波長が670(nm)未満の赤色帯域、緑色帯域及び青色帯域の光に基づく画像が生成される。 In the imaging unit 1220, as described above, light having a wavelength of 670 (nm) or more is incident on the first imaging element 1223, and light having a wavelength of less than 670 (nm) is incident on the second imaging element 1225. .. Therefore, the long wavelength band image generation unit 1301 of the image processing device 1300 generates an image based on light in the red band having a wavelength of 670 (nm) or more as the first image. Further, in the short wavelength band image generation unit 1303, an image based on light in the red band, the green band and the blue band having a wavelength of less than 670 (nm) is generated as the second image.

ここで、レザフィリンの蛍光波長は672(nm)であるため、長波長帯域画像生成部1301によって生成される第1の画像は、当該レザフィリンの蛍光に基づく画像であり、すなわち、腫瘍が選択的に現れた画像である。一方、短波長帯域画像生成部1303によって生成された第2の画像のうち、赤色の成分は、照射光のうち、レザフィリンの励起光波長に対応する成分に基づくものであると考えられる。このような第2の画像における赤色成分は、腫瘍の蛍光観察の妨げになる成分であると言える。 Here, since the fluorescence wavelength of laserphyrin is 672 (nm), the first image generated by the long wavelength band image generation unit 1301 is an image based on the fluorescence of the laserphyrin, that is, the tumor selectively. This is the image that appeared. On the other hand, in the second image generated by the short wavelength band image generation unit 1303, the red component is considered to be based on the component of the irradiation light that corresponds to the excitation light wavelength of laserphyrin. It can be said that the red component in such a second image is a component that hinders the fluorescence observation of the tumor.

従って、通常/特殊観察モードでは、観察像生成部1305は、長波長帯域画像生成部1301によって生成された第1の画像のR値と、短波長帯域画像生成部1303によって生成された第2の画像のGB値と、を足し合わせることにより、合成画像を生成する。このようにして生成された合成画像は、第2の画像のGB値に基づく通常観察像と、第1の画像のR値に基づく蛍光観察像と、が重ね合わされた画像となる。当該画像では、BG値に基づく通常観察像内に、腫瘍が赤色で表示されることとなる。 Therefore, in the normal/special observation mode, the observation image generation unit 1305 has the R value of the first image generated by the long wavelength band image generation unit 1301 and the second R value generated by the short wavelength band image generation unit 1303. A composite image is generated by adding the GB value of the image. The composite image thus generated is an image in which the normal observation image based on the GB value of the second image and the fluorescence observation image based on the R value of the first image are superimposed. In the image, the tumor is displayed in red in the normal observation image based on the BG value.

なお、上記の例では、通常/特殊観察モードにおいて第1の光源部101及び第2の光源部120がともに駆動される場合について説明したが、通常/特殊観察モードにおける内視鏡装置1の動作はかかる例に限定されない。例えば、上述した通常観察モードにおける動作と、特殊観察モードにおける動作と、を時分割で連続的に交互に実行することにより、通常観察像及び蛍光観察像をそれぞれ得て、観察像生成部1305によってこれらが合成されることにより、通常観察像と蛍光観察像とが重ね合わされた画像が取得されてもよい。 In the above example, the case where both the first light source unit 101 and the second light source unit 120 are driven in the normal/special observation mode has been described, but the operation of the endoscope apparatus 1 in the normal/special observation mode. Is not limited to such an example. For example, the operation in the normal observation mode and the operation in the special observation mode described above are continuously performed alternately in a time division manner to obtain a normal observation image and a fluorescence observation image, and the observation image generation unit 1305 By combining these, an image in which the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed may be acquired.

また、上記の例では、最終的に得られる画像は、BG値に基づく通常観察像内に、腫瘍が赤色で表示されたものとなり得る。しかしながら、赤色で表示された腫瘍が、必ずしもユーザにとって視認しやすいものであるとは限らない。従って、ユーザの要望に基づいて、観察像生成部1305によって、腫瘍の表示色を適宜変更する画像処理が更に行われてもよい。これにより、ユーザによる腫瘍の視認性をより向上させることができる。 Further, in the above example, the finally obtained image may be one in which the tumor is displayed in red in the normal observation image based on the BG value. However, the tumor displayed in red is not always easy for the user to visually recognize. Therefore, based on the user's request, the observation image generation unit 1305 may further perform image processing for appropriately changing the display color of the tumor. Thereby, the visibility of the tumor by the user can be further improved.

以上、第2の実施形態に係る照明装置20と略同様の構成を有する照明装置1100が組み込まれた内視鏡装置1の構成及び動作について説明した。照明装置1100を内視鏡装置1の光源として用いることにより、照明装置20と同様に、以下の効果を得ることができる。 The configuration and operation of the endoscope device 1 incorporating the illumination device 1100 having substantially the same configuration as the illumination device 20 according to the second embodiment have been described above. By using the lighting device 1100 as the light source of the endoscope device 1, the following effects can be obtained as with the lighting device 20.

すなわち、照明装置1100には、第2の光源部120bからのレーザ光の光路上に拡散部材111が設けられており、当該拡散部材111によってレーザ光の放射角が拡大される。一般的に第1の光源部101に使用される白色LEDは、第2の光源部120bで使用されるレーザ光源(例えば半導体レーザ)に比べて、そのビーム径及び放射角が大きい。従って、拡散部材111を用いて第2の光源部120bからのレーザ光の放射角を拡大させることにより、ライトガイド130の入射端面における、第1の光源部101からの白色光及び第2の光源部120bからのレーザ光の、ビーム径及び入射角の略同一性を担保する、すなわちライトガイド130の出力端におけるビーム径及び放射角度を略同一にすることが可能となる。よって、観察部位1500における照射光の輝度分布を略同一にすることができ、照射光の色むら等を低減することができる。 That is, the illumination device 1100 is provided with the diffusion member 111 on the optical path of the laser light from the second light source unit 120b, and the emission angle of the laser light is expanded by the diffusion member 111. Generally, the white LED used in the first light source unit 101 has a larger beam diameter and emission angle than the laser light source (for example, a semiconductor laser) used in the second light source unit 120b. Therefore, by expanding the emission angle of the laser light from the second light source unit 120b using the diffusion member 111, the white light from the first light source unit 101 and the second light source at the incident end face of the light guide 130 are obtained. It is possible to ensure substantially the same beam diameter and incident angle of the laser light from the portion 120b, that is, to make the beam diameter and emission angle at the output end of the light guide 130 substantially the same. Therefore, the brightness distribution of the irradiation light in the observation region 1500 can be made substantially the same, and the color unevenness of the irradiation light can be reduced.

また、照明装置1100では、コンデンサ光学系117が、ライトガイド130の入射端の面積をなるべく満たすように2次光源からの光を結像させるように構成される。これにより、照明装置10全体としてのスペックルノイズを低減させることができる。従って、スペックルノイズが低減された、より高品質な観察像を得ることができる。 Further, in the illuminating device 1100, the condenser optical system 117 is configured to image the light from the secondary light source so as to fill the area of the incident end of the light guide 130 as much as possible. As a result, speckle noise of the entire lighting device 10 can be reduced. Therefore, it is possible to obtain a higher quality observation image with reduced speckle noise.

更に、内視鏡装置1では、以下の効果を得ることができる。 Furthermore, the endoscope device 1 can obtain the following effects.

照明装置1100では、第1の光源部101からの白色光及び第2の光源部120bからのレーザ光が、同一光軸上で合波される。従って、第1の光源部101からの白色光を照射光として用いた場合と、第2の光源部120bからのレーザ光を照射光として用いた場合とで、観察部位1500の起伏に起因して生じる影が同一の形状で観察される。従って、通常観察時に影が存在しない部分に、蛍光観察時には影が存在してしまい、励起光を当該部分に照射できないという事態が発生することはない。よって、ユーザは、通常観察モードで狙いを定めた箇所に特殊観察モードで励起光を照射するという、一連の操作を、よりスムーズに行うことができ、ユーザの利便性を向上させることができる。 In the illuminating device 1100, white light from the first light source unit 101 and laser light from the second light source unit 120b are combined on the same optical axis. Therefore, the white light from the first light source unit 101 is used as the irradiation light and the laser light from the second light source unit 120b is used as the irradiation light due to the undulations of the observation region 1500. The resulting shadow is observed with the same shape. Therefore, there is no possibility that a portion where no shadow is present during normal observation will be present during fluorescence observation, and that excitation light cannot be applied to that portion. Therefore, the user can more smoothly perform a series of operations of irradiating the target portion in the normal observation mode with the excitation light in the special observation mode, thereby improving the convenience for the user.

また、照明装置1100では、第1の光源部101は例えば白色LEDによって構成され、第2の光源部120bは例えば半導体レーザによって構成される。このように、第1の光源部101及び第2の光源部120bが半導体発光素子によって構成される場合には、その駆動電流を適宜制御することにより、各光源部からの出射光の出力を、任意のタイミングで独立に制御することが可能となる。従って、照明装置1100からの出力光を、より高い自由度で調整することが可能となる。 Further, in the illumination device 1100, the first light source unit 101 is composed of, for example, a white LED, and the second light source unit 120b is composed of, for example, a semiconductor laser. As described above, when the first light source unit 101 and the second light source unit 120b are configured by the semiconductor light emitting element, the output of the emitted light from each light source unit is controlled by appropriately controlling the drive current. It becomes possible to control independently at any timing. Therefore, the output light from the lighting device 1100 can be adjusted with a higher degree of freedom.

なお、以上説明した適用例では、簡単のため、第2の光源部120bから、光感受性薬剤の励起光波長に対応する波長帯域のレーザ光のみが出射される場合について説明したが、照明装置1100においても、照明装置10、20、30、40と同様に、第2の光源部120bから、互いに異なる複数の波長帯域のレーザ光が出射されてもよい。第2の光源部120bがこのように構成される場合には、上記のように各レーザ光の出力を独立に制御することにより、通常観察モード及び通常/特殊観察モードにおいて照射光として用いられる合波白色光の色温度の調整をより容易に行うことが可能となる。 Note that, in the application example described above, for simplicity, the case where only the laser light in the wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of the photosensitizing agent is emitted from the second light source unit 120b has been described. In the same manner as in the illumination devices 10, 20, 30, and 40, the second light source unit 120b may emit laser light in a plurality of wavelength bands different from each other. In the case where the second light source section 120b is configured in this way, by controlling the output of each laser light independently as described above, it can be used as irradiation light in the normal observation mode and the normal/special observation mode. It is possible to more easily adjust the color temperature of the white wave light.

また、照明装置1100では、第1の光源部101からの白色光及び第2の光源部120bからのレーザ光のそれぞれに対して、合波前の強度を検出するための光検出器1105、1109が設けられる。そして、光検出器1105、1109によってモニタされた白色光及びレーザ光の強度に応じて、第1の光源部101及び第2の光源部120bの駆動が制御される。従って、第1の光源部101及び第2の光源部120bからの出射光の強度を、より高精度に制御することができ、照明装置1100からの出力光の品質をより向上させることができる。 Further, in the illumination device 1100, the photodetectors 1105 and 1109 for detecting the intensities of the white light from the first light source unit 101 and the laser light from the second light source unit 120b before being combined. Is provided. Then, the driving of the first light source unit 101 and the second light source unit 120b is controlled according to the intensities of the white light and the laser light monitored by the photodetectors 1105 and 1109. Therefore, the intensity of the light emitted from the first light source unit 101 and the second light source unit 120b can be controlled with higher accuracy, and the quality of the output light from the lighting device 1100 can be further improved.

また、照明装置1100では、ダイクロイックミラー115bによって、第1の光源部101からの白色光から所定の波長帯域の光が減衰又は除去されるとともに、当該白色光に対して、当該減衰又は除去された波長帯域の成分を補うように、第2の光源部120bからのレーザ光が合波される。また、その際、合波された光が、本来の白色光に似た色合いになるように、第2の光源部120bからのレーザ光の出力が適宜調整され得る。従って、通常観察モード及び通常/特殊観察モードにおいて合波白色光を用いた観察を行う場合に、ユーザによって感じられる観察部位1500の色合いの変化を最小限に抑えることができる。 Further, in the illumination device 1100, the dichroic mirror 115b attenuates or removes the light in the predetermined wavelength band from the white light from the first light source unit 101, and the white light is attenuated or removed. The laser light from the second light source unit 120b is combined so as to supplement the component of the wavelength band. Further, at that time, the output of the laser light from the second light source unit 120b can be appropriately adjusted so that the combined light has a hue similar to the original white light. Therefore, when performing the observation using the combined white light in the normal observation mode and the normal/special observation mode, it is possible to minimize the change in the hue of the observation region 1500 that is felt by the user.

また、内視鏡装置1では、特殊観察モード及び通常/特殊観察モードにおいて、光学フィルタ1221により、第1の撮像素子1223に、励起光に対応する波長帯域の光は入射せず、蛍光に対応する波長帯域の光は入射するように、撮像ユニット1220が構成される。このように、本適用例によれば、光学フィルタ1221という比較的簡易な構成により、観察部位1500から発せられる微弱な蛍光成分を高精度に検出することが可能となり、より高精細な蛍光観察像を得ることができる。 Further, in the endoscopic device 1, in the special observation mode and the normal/special observation mode, the optical filter 1221 prevents the light in the wavelength band corresponding to the excitation light from entering the first image sensor 1223 and corresponds to the fluorescence. The image pickup unit 1220 is configured such that the light in the wavelength band to be incident is incident. As described above, according to this application example, with the relatively simple configuration of the optical filter 1221, the weak fluorescent component emitted from the observation region 1500 can be detected with high accuracy, and a higher-definition fluorescent observation image can be obtained. Can be obtained.

また、内視鏡装置1では、観察モードに応じて、観察像生成部1305による処理が適宜切り替えられることにより、通常観察モードでの通常観察像による術野の確認、特殊観察モードでの蛍光観察像による腫瘍診断、及び、通常/特殊観察モードでの通常観察像と蛍光観察像とが重ね合わされた画像による術野中の腫瘍の位置確認を、ユーザの要望に応じて、適宜行うことができる。特に、通常/特殊観察モードでは、白色光と励起光とを時分割で照射するのではなく、同時に照射しながら、通常観察像と蛍光観察像とが重ね合わされた画像を得ることができる。従って、術野における腫瘍の観察をリアルタイムで行うことが可能になる。更に、本適用例では、このような通常/特殊観察モードでの画像取得が、光学フィルタ1221、複数の撮像素子(第1の撮像素子1223及び第2の撮像素子1225)及び画像処理装置1300の各機能(長波長帯域画像生成部1301、短波長帯域画像生成部1303及び観察像生成部1305)という、比較的簡易な構成によって実行可能である。従って、装置を大型化することなく、また、コストを増加させることなく、より高品質な通常/特殊観察モードでの観察像を得ることができる。 Further, in the endoscope apparatus 1, the processing by the observation image generation unit 1305 is appropriately switched according to the observation mode, so that the operation field is confirmed by the normal observation image in the normal observation mode, and the fluorescence observation in the special observation mode is performed. It is possible to appropriately perform tumor diagnosis based on an image and position confirmation of a tumor in a surgical field with an image obtained by superimposing a normal observation image and a fluorescence observation image in the normal/special observation mode, according to a user's request. Particularly, in the normal/special observation mode, it is possible to obtain an image in which the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed while simultaneously irradiating the white light and the excitation light in a time-division manner. Therefore, it becomes possible to observe the tumor in the surgical field in real time. Further, in this application example, image acquisition in the normal/special observation mode is performed by the optical filter 1221, the plurality of image pickup devices (the first image pickup device 1223 and the second image pickup device 1225), and the image processing apparatus 1300. Each function (long wavelength band image generation unit 1301, short wavelength band image generation unit 1303, and observation image generation unit 1305) can be executed with a relatively simple configuration. Therefore, it is possible to obtain a higher quality observation image in the normal/special observation mode without increasing the size of the apparatus and increasing the cost.

(4−2−3.内視鏡装置の他の構成例)
図13を参照して、以上説明した内視鏡装置1の一変形例として、当該内視鏡装置1の他の構成例について説明する。図13は、図10に示す内視鏡装置1の他の構成例を示す図である。なお、本変形例に係る内視鏡装置は、図10に示す内視鏡装置1に対して、内視鏡部1200の構成が変更されたものに対応する。従って、図13では、本変形例に係る内視鏡装置の構成のうち、内視鏡部1200cのみを図示している。
(4-2-3. Another configuration example of the endoscope apparatus)
As another modification of the endoscope apparatus 1 described above, another configuration example of the endoscope apparatus 1 will be described with reference to FIG. 13. 13: is a figure which shows the other structural example of the endoscope apparatus 1 shown in FIG. The endoscope apparatus according to the present modification corresponds to the endoscope apparatus 1 shown in FIG. 10 in which the configuration of the endoscope section 1200 is changed. Therefore, FIG. 13 illustrates only the endoscope section 1200c in the configuration of the endoscope apparatus according to the present modification.

図13を参照すると、本変形例に係る内視鏡装置の内視鏡部1200cは、鏡筒1210と、撮像ユニット1220cと、を有する。ここで、鏡筒1210の構成及び機能は、図10に示す鏡筒1210の構成及び機能と同様である。一方、撮像ユニット1220cは、光学フィルタ1221と、第1の撮像素子1223と、第2の撮像素子1225と、第2の光学フィルタ1227と、を有する。このように、本変形例に係る撮像ユニット1220cは、図10に示す内視鏡装置1の撮像ユニット1220に対して、第2の光学フィルタ1227が更に設けられたものに対応する。 Referring to FIG. 13, the endoscope section 1200c of the endoscope apparatus according to the present modification includes a lens barrel 1210 and an imaging unit 1220c. Here, the configuration and function of the lens barrel 1210 are the same as the configuration and function of the lens barrel 1210 shown in FIG. On the other hand, the image pickup unit 1220c has an optical filter 1221, a first image pickup element 1223, a second image pickup element 1225, and a second optical filter 1227. As described above, the image pickup unit 1220c according to the present modification corresponds to the image pickup unit 1220 of the endoscope apparatus 1 shown in FIG. 10 in which the second optical filter 1227 is further provided.

図示するように、第2の光学フィルタ1227は、第2の撮像素子1225の前段に設けられる。第2の光学フィルタ1227は、第2の光源部120bからのレーザ光の波長帯域に対応する光(例えばレザフィリンの励起光波長(664(nm))に対応する波長帯域の光)のみを遮断するノッチフィルタである。第2の光学フィルタ1227が設けられることにより、第2の撮像素子1225への、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域の光の受光量が抑制されることとなる。 As shown in the figure, the second optical filter 1227 is provided in front of the second image sensor 1225. The second optical filter 1227 blocks only light corresponding to the wavelength band of the laser light from the second light source unit 120b (for example, light in the wavelength band corresponding to the excitation light wavelength (664 (nm)) of laserphyrin). It is a notch filter. By providing the second optical filter 1227, the amount of light received by the second image sensor 1225 in the wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin is suppressed.

本変形例において、通常観察モード及び特殊観察モードでの観察像生成部1305における処理は、上述した内視鏡装置1における処理と同様である。ただし、通常/特殊観察モードでの観察像生成部1305における処理は、上述した内視鏡装置1における処理と若干異なるものとなる。 In this modified example, the processing in the observation image generation unit 1305 in the normal observation mode and the special observation mode is the same as the processing in the endoscope device 1 described above. However, the processing in the observation image generation unit 1305 in the normal/special observation mode is slightly different from the processing in the endoscope device 1 described above.

具体的には、通常/特殊観察モードでは、第1の光源部101及び第2の光源部120bがともに駆動され、第1の光源部101からの白色光と、第2の光源部120bからのレーザ光とが合波された光が、観察部位1500に対して照射される。このとき、第2の光源部120bからのレーザ光の出力は、PDD及びPDTに応じた値に調整される。 Specifically, in the normal/special observation mode, both the first light source unit 101 and the second light source unit 120b are driven, and the white light from the first light source unit 101 and the second light source unit 120b are driven. The light combined with the laser light is applied to the observation region 1500. At this time, the output of the laser light from the second light source unit 120b is adjusted to a value according to PDD and PDT.

撮像ユニット1220cでは、波長が670(nm)以上の光が第1の撮像素子1223に入射され、波長が670(nm)未満の光が第2の撮像素子1225に入射される。ただし、第2の撮像素子1225に入射する光からは、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域の成分はカットされている。 In the imaging unit 1220c, light having a wavelength of 670 (nm) or more is incident on the first imaging element 1223, and light having a wavelength of less than 670 (nm) is incident on the second imaging element 1225. However, from the light incident on the second image sensor 1225, the component of the wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin is cut off.

画像処理装置1300の長波長帯域画像生成部1301では、第1の画像として、波長が670(nm)以上の赤色帯域の光に基づく腫瘍を示す画像が生成される。また、短波長帯域画像生成部1303では、第2の画像として、波長が670(nm)未満の赤色帯域、緑色帯域及び青色帯域の光に基づく画像が生成される。ただし、短波長帯域画像生成部1303によって生成される第2の画像からは、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域の成分はカットされている。 In the long wavelength band image generation unit 1301 of the image processing device 1300, an image showing a tumor based on red band light having a wavelength of 670 (nm) or more is generated as the first image. Further, in the short wavelength band image generation unit 1303, an image based on light in the red band, the green band and the blue band having a wavelength of less than 670 (nm) is generated as the second image. However, from the second image generated by the short wavelength band image generation unit 1303, the component of the wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin is cut off.

本変形例では、観察像生成部1305は、長波長帯域画像生成部1301によって生成された画像のRGB値と、短波長帯域画像生成部1303によって生成された画像のRGB値と、を足し合わせることにより、合成画像を生成する。短波長帯域画像生成部1303によって生成される第2の画像から、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域の成分がカットされているため、両方の画像のRGB値を単純に足し合わせることにより、通常観察像と蛍光観察像とが重ね合わされた画像を得ることができるのである。 In this modification, the observation image generation unit 1305 adds the RGB values of the image generated by the long wavelength band image generation unit 1301 and the RGB values of the image generated by the short wavelength band image generation unit 1303. To generate a composite image. Since the component of the wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin is cut from the second image generated by the short wavelength band image generation unit 1303, by simply adding the RGB values of both images, An image in which the normal observation image and the fluorescence observation image are superposed can be obtained.

ここで、特にPDTを行う場合には、第2の光源部120bからのレーザ光の強度は、第1の光源部101からの白色光の強度に比べて非常に大きいものとなる。従って、第2の光源部120bからのレーザ光の波長帯域に対応する光に基づいて画像が生成されると、当該波長帯域の光の受光量が飽和してしまい、正常な画像が生成できない可能性がある。そこで、上述した内視鏡装置1では、通常/特殊観察モードにおいて、第1の画像のR値と第2の画像のGB値とを足し合わせることにより、いわば画像処理の段階で第2の光源部120bからのレーザ光の波長帯域に対応する成分をカットして、合成画像を生成していた。一方、本変形例では、第2の撮像素子1225の前段に第2の光学フィルタ1227を設け、第2の撮像素子1225への第2の光源部120bからのレーザ光の波長帯域に対応する光の入射を遮断することにより、単純に第1の画像のRGB値と第2の画像のRGB値とを足し合わせることにより、当該レーザ光の波長帯域の成分がカットされた画像を得ることができるのである。 Here, particularly when PDT is performed, the intensity of the laser light from the second light source unit 120b is much higher than the intensity of the white light from the first light source unit 101. Therefore, when an image is generated based on the light corresponding to the wavelength band of the laser light from the second light source unit 120b, the amount of light received in the wavelength band is saturated and a normal image cannot be generated. There is a nature. Therefore, in the above-described endoscope apparatus 1, in the normal/special observation mode, by adding the R value of the first image and the GB value of the second image, the second light source is, so to speak, at the stage of image processing. The component corresponding to the wavelength band of the laser light from the section 120b is cut to generate the composite image. On the other hand, in the present modification, the second optical filter 1227 is provided in front of the second image sensor 1225, and the light corresponding to the wavelength band of the laser light from the second light source unit 120b to the second image sensor 1225 is provided. It is possible to obtain an image in which the component of the wavelength band of the laser light is cut by simply adding the RGB value of the first image and the RGB value of the second image by blocking the incidence of Of.

(4−3.顕微鏡装置)
(4−3−1.顕微鏡装置の構成)
図14及び図15を参照して、照明装置10、20、30、40が、顕微鏡装置に適用された場合における、当該顕微鏡装置の構成について説明する。図14は、第1の実施形態、第2の実施形態、及び各変形例に係る照明装置10、20、30、40が適用された顕微鏡装置の一構成例を示す図である。図15は、観察部位1500における照射光の照射範囲について説明するための説明図である。
(4-3. Microscope device)
(4-3-1. Configuration of microscope device)
With reference to FIG. 14 and FIG. 15, a configuration of the microscope device when the illumination devices 10, 20, 30, 40 are applied to the microscope device will be described. FIG. 14: is a figure which shows one structural example of the microscope apparatus to which the illuminating device 10, 20, 30, 40 which concerns on 1st Embodiment, 2nd Embodiment, and each modification is applied. FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining the irradiation range of irradiation light in the observation region 1500.

なお、以下の説明では、一例として、第1の実施形態に係る照明装置10に対応する構成が顕微鏡装置に搭載される場合について説明する。後述するように、顕微鏡装置に対して照明装置10、20、30、40が適用される場合には、PDTを行う際に観察部位1500に対する励起光の照射強度を精度良く制御するために、照明装置10のように光ファイバ107が搭載された照明装置が用いられることが好ましい。ただし、本適用例はかかる例に限定されず、他の照明装置20、30、40に対応する構成が顕微鏡装置に搭載されてもよい。 Note that, in the following description, as an example, a case will be described in which a configuration corresponding to the illumination device 10 according to the first embodiment is installed in a microscope device. As will be described later, when the illuminating devices 10, 20, 30, and 40 are applied to the microscope device, in order to accurately control the irradiation intensity of the excitation light with respect to the observation site 1500 when PDT is performed, It is preferable to use an illuminating device such as the device 10 in which the optical fiber 107 is mounted. However, this application example is not limited to such an example, and configurations corresponding to the other illumination devices 20, 30, and 40 may be installed in the microscope device.

図14を参照すると、顕微鏡装置2は、照明装置2100と、撮像ユニット2200と、画像処理装置1300と、表示装置1400と、を有する。なお、図14では、照明装置2100からの出力光が照射される観察部位1500を併せて模擬的に図示している。 Referring to FIG. 14, the microscope device 2 includes an illumination device 2100, an imaging unit 2200, an image processing device 1300, and a display device 1400. In addition, in FIG. 14, the observation site 1500 to which the output light from the illumination device 2100 is irradiated is also schematically illustrated.

(照明装置2100)
照明装置2100は、通常観察用の白色光(合波白色光)及び蛍光観察用の励起光を生成する。照明装置2100によって生成された白色光及び/又は励起光が、後述する投影レンズ1111を介して外部に向かって投射され、観察部位1500に対して照射される。
(Lighting device 2100)
The illumination device 2100 generates white light for normal observation (combined white light) and excitation light for fluorescence observation. White light and/or excitation light generated by the illuminating device 2100 is projected to the outside via a projection lens 1111 described below, and is irradiated to the observation site 1500.

ここで、照明装置2100は、上述した第1の実施形態に係る照明装置10に対応するものである。ただし、顕微鏡装置2に搭載するに当たり、いくつかの部材が省略、追加されている。 Here, the lighting device 2100 corresponds to the lighting device 10 according to the first embodiment described above. However, when mounted on the microscope apparatus 2, some members are omitted and added.

具体的には、照明装置2100は、白色光を照射する第1の光源部101と、第1のコリメート光学系103と、所定の波長帯域の光を出射する少なくとも1つのレーザ光源からなる第2の光源部120bと、結合光学系105と、光ファイバ107と、第3のコリメート光学系109と、ダイクロイックミラー115bと、コンデンサ光学系117と、レーザラインフィルタ1101と、ハーフミラー1103と、光検出器1105と、ハーフミラー1107と、光検出器1109と、制御部1120と、を有する。 Specifically, the illumination device 2100 includes a first light source unit 101 that emits white light, a first collimating optical system 103, and a second light source that emits light in a predetermined wavelength band. Light source unit 120b, coupling optical system 105, optical fiber 107, third collimating optical system 109, dichroic mirror 115b, condenser optical system 117, laser line filter 1101, half mirror 1103, and light detection. It has a device 1105, a half mirror 1107, a photodetector 1109, and a controller 1120.

このように、照明装置2100は、第1の実施形態に係る照明装置10に対して、レーザラインフィルタ1101、ハーフミラー1103、光検出器1105、ハーフミラー1107及び光検出器1109が追加されるとともに、第2のコリメート光学系113及び拡散部材111が省略されたものに対応する。また、照明装置2100では、第1の実施形態に係る照明装置10に対して、第2の光源部120及びダイクロイックミラー115の光学特性も変更されている。他の部材の構成及び機能は、図1に示すこれらの各部材の構成及び機能と同様であるため、これらの部材の各々についての詳細な説明は省略する。また、制御部1120は、図1では図示を省略していた、第1の光源部101及び第2の光源部120bの駆動を制御する制御部に対応するものである。 As described above, in the lighting device 2100, the laser line filter 1101, the half mirror 1103, the photodetector 1105, the half mirror 1107, and the photodetector 1109 are added to the lighting device 10 according to the first embodiment. , The second collimating optical system 113 and the diffusing member 111 are omitted. Further, in the lighting device 2100, the optical characteristics of the second light source unit 120 and the dichroic mirror 115 are also changed from those of the lighting device 10 according to the first embodiment. The configurations and functions of the other members are the same as the configurations and functions of these respective members shown in FIG. 1, and thus detailed description of each of these members will be omitted. The control unit 1120 corresponds to a control unit (not shown in FIG. 1) that controls driving of the first light source unit 101 and the second light source unit 120b.

ここで、第2の光源部120b、ダイクロイックミラー115b、レーザラインフィルタ1101、ハーフミラー1103、光検出器1105、ハーフミラー1107、光検出器1109及び制御部1120の構成及び機能は、図10に示す内視鏡装置1におけるこれらの部材の構成及び機能と同様であるため、その詳細な説明は省略する。 Here, the configurations and functions of the second light source unit 120b, the dichroic mirror 115b, the laser line filter 1101, the half mirror 1103, the photodetector 1105, the half mirror 1107, the photodetector 1109, and the control unit 1120 are shown in FIG. Since the configurations and functions of these members in the endoscope apparatus 1 are the same, detailed description thereof will be omitted.

図示するように、照明装置2100では、第2の光源部120bから出射されたレーザ光は、結合光学系105、光ファイバ107、第3のコリメート光学系109、レーザラインフィルタ1101及びハーフミラー1103をこの順に通過して、略平行光としてダイクロイックミラー115bに入射する。一方、第1の光源部101から出射された白色光は、第1のコリメート光学系103を通過して、略平行光としてダイクロイックミラー115bに入射する。 As illustrated, in the illumination device 2100, the laser light emitted from the second light source unit 120b passes through the coupling optical system 105, the optical fiber 107, the third collimating optical system 109, the laser line filter 1101 and the half mirror 1103. The light passes through this order and enters the dichroic mirror 115b as substantially parallel light. On the other hand, the white light emitted from the first light source unit 101 passes through the first collimating optical system 103 and enters the dichroic mirror 115b as substantially parallel light.

照明装置2100の筐体の隔壁の一部領域には、投影レンズ1111が設けられており、ダイクロイックミラー115bを通過した光は、当該投影レンズ1111を介して観察部位1500に照射される。 A projection lens 1111 is provided in a partial region of the partition wall of the housing of the lighting device 2100, and the light passing through the dichroic mirror 115b is applied to the observation site 1500 via the projection lens 1111.

ここで、以下では、一例として、内視鏡装置1と同様に、光感受性薬剤としてレザフィリンが用いられる場合における顕微鏡装置2の構成及び動作について説明する。また、上記(1.第1の実施形態)で説明した構成例では、第2の光源部120は、互いに異なる3つの波長帯域のレーザ光を合波して出射していたが、ここでは、説明を簡単にするために、第2の光源部120bは、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域のレーザ光のみを出射するものとして説明を行う。これは、第2の光源部120bを構成する複数のレーザ光源のうち、レザフィリンの励起光波長に対応するレーザ光を出射可能なレーザ光源のみが駆動されている状態に対応する。 Here, in the following, as an example, the configuration and operation of the microscope device 2 in the case where laserphylline is used as the photosensitizer, as in the endoscope device 1, will be described. In addition, in the configuration example described in the above (1. First embodiment), the second light source unit 120 multiplexes and emits laser lights in three different wavelength bands, but here, To simplify the description, the second light source unit 120b will be described as emitting only laser light in a wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin. This corresponds to the state in which only the laser light source capable of emitting the laser light corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin is driven among the plurality of laser light sources forming the second light source unit 120b.

なお、レザフィリンが用いられる場合におけるダイクロイックミラー115bの特性は、図11及び図12を参照して上述した特性と同様である。すなわち、第1の光源部101から出射された白色光及び第2の光源部120bから出射されたレーザ光がダイクロイックミラー115bによって合波された光は、第1の光源部101から出射された白色光からレザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域の成分が減衰又は除去されるとともに、当該減衰又は除去された成分が、第2の光源部120bから出射されるレーザ光によって補完されて生成された白色光(すなわち合波白色光)となる。 Note that the characteristics of the dichroic mirror 115b in the case of using laserphyrin are similar to the characteristics described above with reference to FIGS. 11 and 12. That is, the white light emitted from the first light source unit 101 and the laser light emitted from the second light source unit 120b are combined by the dichroic mirror 115b, and the white light emitted from the first light source unit 101 is obtained. A component in a wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin is attenuated or removed from the light, and the attenuated or removed component is generated by being complemented by the laser light emitted from the second light source unit 120b. It becomes white light (that is, combined white light).

合波白色光が観察部位1500に照射される場合における、当該観察部位1500における照射範囲の一例を、図15に示す。図15に示すように、第1の光源部101から出射された白色光及び第2の光源部120bから出射されたレーザ光が、ともに観察部位1500に照射される場合、特に通常/特殊観察モードである場合には、第2の光源部120bからのレーザ光による第2の照射範囲1503が、第1の光源部101からの白色光による第1の照射範囲1501に包含されるように、照射範囲1501、1503が調整されることが好ましい。照射範囲1501、1503が図示するような関係にある場合には、例えばPDD又はPDTを行う場合に、第1の光源部101からの白色光により観察部位1500の通常観察を行い、当該通常観察によって狙いを定めた部位に対して、第2の光源部120bからのレーザ光(すなわち励起光)を集中的に照射することが可能になる。 FIG. 15 shows an example of the irradiation range of the observation site 1500 when the combined white light is applied to the observation site 1500. As shown in FIG. 15, when both the white light emitted from the first light source unit 101 and the laser light emitted from the second light source unit 120b irradiate the observation region 1500, particularly in the normal/special observation mode. In such a case, the second irradiation range 1503 by the laser light from the second light source unit 120b is irradiated so that it is included in the first irradiation range 1501 by the white light from the first light source unit 101. It is preferable that the ranges 1501 and 1503 are adjusted. When the irradiation ranges 1501 and 1503 have the relationship shown in the drawing, for example, when PDD or PDT is performed, normal observation of the observation region 1500 is performed by the white light from the first light source unit 101, and the normal observation is performed. It is possible to intensively irradiate the targeted portion with the laser light (that is, the excitation light) from the second light source unit 120b.

第1の照射範囲1501及び第2の照射範囲1503の調整は、光ファイバ107のコア径、第3のコリメート光学系109の焦点距離及び投影レンズ1111の焦点距離を調整することにより制御可能である。このとき、光ファイバ107の出射端面における像が、観察部位1500に結像するように、各部材の光学特性が調整されることが望ましい。この場合には、光ファイバ107の出射端と観察部位1500とが共役になり得るため、光ファイバ107の出射端面におけるレーザ光の強度及びサイズを調整することにより、観察部位1500における照射レーザ光の強度及びサイズを調整することができるからである。 The adjustment of the first irradiation range 1501 and the second irradiation range 1503 can be controlled by adjusting the core diameter of the optical fiber 107, the focal length of the third collimating optical system 109, and the focal length of the projection lens 1111. .. At this time, it is desirable that the optical characteristics of each member be adjusted so that the image on the emission end face of the optical fiber 107 forms an image on the observation site 1500. In this case, since the emission end of the optical fiber 107 and the observation region 1500 can be conjugated, adjusting the intensity and size of the laser light on the emission end face of the optical fiber 107 causes the irradiation laser light of the observation region 1500 to be changed. This is because the strength and size can be adjusted.

ここで、例えばPDTを行う場合には、患部(腫瘍)に照射する励起光の単位時間当たり、単位面積当たりの強度が、その腫瘍の種類や光感受性薬剤の種類等に応じて定められていることが一般的である。従って、顕微鏡装置2においては、上記のように、光ファイバ107を用いて観察部位1500に照射されるレーザ光の強度及びサイズを適宜調整することにより、PDTをより効果的に行うことが可能となる。 Here, when performing PDT, for example, the intensity per unit time and unit area of the excitation light with which the affected area (tumor) is irradiated is determined according to the type of the tumor or the type of the photosensitizing agent. Is common. Therefore, in the microscope apparatus 2, it is possible to perform PDT more effectively by appropriately adjusting the intensity and size of the laser light with which the observation region 1500 is irradiated using the optical fiber 107 as described above. Become.

顕微鏡装置2では、光ファイバ107が設けられ、観察部位1500と共役になり得る当該光ファイバ107の出射端におけるレーザ光の強度及びサイズが適宜調整されることにより、観察部位1500における照射レーザ光の強度及びサイズを調整することが可能になる。従って、PDTを行う際に観察部位1500に対する励起光の照射を精度良く制御するためには、顕微鏡装置2には、図示するように光ファイバ107が設けられることが好ましい。 In the microscope apparatus 2, the optical fiber 107 is provided, and the intensity and size of the laser light at the emission end of the optical fiber 107, which can be conjugated with the observation site 1500, are appropriately adjusted, so that the irradiation laser beam on the observation site 1500 can be changed. It is possible to adjust the strength and size. Therefore, in order to precisely control the irradiation of the excitation light to the observation region 1500 when performing PDT, it is preferable that the microscope apparatus 2 be provided with the optical fiber 107 as shown in the figure.

(撮像ユニット2200)
撮像ユニット2200は、光学フィルタ1221と、第1の撮像素子1223と、第2の撮像素子1225と、イメージレンズ2227と、を有する。イメージレンズ2227は、撮像ユニット2200の筐体の隔壁の一部領域に設けられ、観察部位1500からの反射光を当該筐体内に導光する。イメージレンズ2227を介して撮像ユニット2200の筐体内に導光された光は、当該筐体内に設けられる光学フィルタ1221に入射する。なお、図14では、撮像ユニット2200における光の伝播を、破線矢印で模擬的に図示している。
(Imaging unit 2200)
The image pickup unit 2200 includes an optical filter 1221, a first image pickup element 1223, a second image pickup element 1225, and an image lens 2227. The image lens 2227 is provided in a partial region of the partition wall of the housing of the imaging unit 2200, and guides the reflected light from the observation site 1500 into the housing. The light guided into the housing of the imaging unit 2200 via the image lens 2227 enters the optical filter 1221 provided in the housing. Note that, in FIG. 14, propagation of light in the imaging unit 2200 is schematically illustrated by a dashed arrow.

光学フィルタ1221、第1の撮像素子1223及び第2の撮像素子1225の構成及び機能は、図10に示す内視鏡装置1におけるこれらの部材の構成及び機能と同様であるため、その詳細な説明は省略する。すなわち、観察部位1500からの反射光は、光学フィルタ1221によって、例えば波長が670(nm)以上の光と波長が670(nm)未満の光とに分離され、波長が670(nm)以上の光が第1の撮像素子1223に入射し、波長が670(nm)未満の光が第2の撮像素子1225に入射する。 The configurations and functions of the optical filter 1221, the first image sensor 1223, and the second image sensor 1225 are the same as the configurations and functions of these members in the endoscope apparatus 1 shown in FIG. 10, and therefore detailed description thereof. Is omitted. That is, the reflected light from the observation region 1500 is separated by the optical filter 1221 into, for example, light having a wavelength of 670 (nm) or more and light having a wavelength of less than 670 (nm), and light having a wavelength of 670 (nm) or more. Is incident on the first image sensor 1223, and light having a wavelength of less than 670 (nm) is incident on the second image sensor 1225.

(画像処理装置1300)
画像処理装置1300は、撮像ユニット2200によって検出された観察部位1500からの反射光に基づいて、観察部位1500の撮像画像(観察像)を生成する。なお、画像処理装置1300の構成及び機能は、図10に示す内視鏡装置1における画像処理装置1300の構成及び機能と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
(Image processing apparatus 1300)
The image processing apparatus 1300 generates a captured image (observation image) of the observation site 1500 based on the reflected light from the observation site 1500 detected by the imaging unit 2200. The configuration and function of the image processing apparatus 1300 are the same as the configuration and function of the image processing apparatus 1300 in the endoscope apparatus 1 shown in FIG. 10, and therefore detailed description thereof will be omitted.

(表示装置1400)
表示装置1400は、画像処理装置1300の観察像生成部1305によって生成された画像を表示する。なお、表示装置1400の構成及び機能は、図10に示す内視鏡装置1における表示装置1400の構成及び機能と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
(Display device 1400)
The display device 1400 displays the image generated by the observation image generation unit 1305 of the image processing device 1300. Since the configuration and function of the display device 1400 are the same as the configuration and function of the display device 1400 in the endoscope device 1 shown in FIG. 10, detailed description thereof will be omitted.

(4−3−2.顕微鏡装置の動作)
以上説明した顕微鏡装置2の、観察モードに応じた動作について説明する。顕微鏡装置2では、その観察モードとして、通常観察モード、特殊観察モード及び通常/特殊観察モードのうちのいずれかを選択することができる。なお、顕微鏡装置2の各観察モードに応じた動作は、図10に示す内視鏡装置1における各観察モードに応じた動作と同様であるため、重複する事項についての詳細な説明は省略する。
(4-3-2. Operation of microscope device)
The operation of the microscope apparatus 2 described above according to the observation mode will be described. In the microscope apparatus 2, as the observation mode, any one of the normal observation mode, the special observation mode, and the normal/special observation mode can be selected. The operation of the microscope apparatus 2 according to each observation mode is the same as the operation of the endoscope apparatus 1 shown in FIG. 10 according to each observation mode, and thus detailed description of overlapping matters will be omitted.

(通常観察モード)
通常観察モードでは、概ね400nm〜750nmの範囲の可視光に対応する広帯域の光が観察部位1500に照射され、当該観察部位1500の画像が取得される。
(Normal observation mode)
In the normal observation mode, broadband light corresponding to visible light in the range of approximately 400 nm to 750 nm is applied to the observation region 1500, and an image of the observation region 1500 is acquired.

ユーザによって観察モードとして通常観察モードが選択されると、照明装置2100の第1の光源部101及び第2の光源部120bがともに駆動される。このとき、照明装置1100からの出力光は、図12に示すように、第1の光源部101からの白色光と、第2の光源部120からのレーザ光とが合波された光(合波白色光)となる。ここで、通常観察モードでは、合波白色光が、第1の光源部101から出射された元々の白色光に似た色合いになるように、第2の光源部120bからのレーザ光の出力が適宜調整され得る。 When the user selects the normal observation mode as the observation mode, both the first light source unit 101 and the second light source unit 120b of the illumination device 2100 are driven. At this time, as shown in FIG. 12, the output light from the illuminating device 1100 is a light obtained by combining white light from the first light source unit 101 and laser light from the second light source unit 120 (combined light). White light). Here, in the normal observation mode, the output of the laser light from the second light source unit 120b is such that the combined white light has a hue similar to the original white light emitted from the first light source unit 101. It can be adjusted appropriately.

撮像ユニット2200では、上述したように、波長が670(nm)以上の光が第1の撮像素子1223に入射し、波長が670(nm)未満の光が第2の撮像素子1225に入射する。従って、画像処理装置1300の長波長帯域画像生成部1301では、第1の画像として、波長が670(nm)以上の赤色帯域の光に基づく画像が生成される。また、短波長帯域画像生成部1303では、第2の画像として、波長が670(nm)未満の赤色帯域、緑色帯域及び青色帯域の光に基づく画像が生成される。 In the imaging unit 2200, light having a wavelength of 670 (nm) or more enters the first imaging element 1223, and light having a wavelength of less than 670 (nm) enters the second imaging element 1225, as described above. Therefore, the long wavelength band image generation unit 1301 of the image processing device 1300 generates an image based on light in the red band having a wavelength of 670 (nm) or more as the first image. Further, in the short wavelength band image generation unit 1303, an image based on light in the red band, the green band and the blue band having a wavelength of less than 670 (nm) is generated as the second image.

通常観察モードでは、観察像生成部1305は、長波長帯域画像生成部1301によって生成された画像のRGB値と、短波長帯域画像生成部1303によって生成された画像のRGB値と、を足し合わせることにより、合成画像を生成する。このようにして生成された合成画像は、可視光帯域(約400(nm)〜750(nm))の照射光に対応する通常観察像となる。 In the normal observation mode, the observation image generation unit 1305 adds the RGB values of the image generated by the long wavelength band image generation unit 1301 and the RGB values of the image generated by the short wavelength band image generation unit 1303. To generate a composite image. The composite image generated in this way becomes a normal observation image corresponding to irradiation light in the visible light band (about 400 (nm) to 750 (nm)).

(特殊観察モード)
特殊観察モードでは、光感受性薬剤であるレザフィリンの励起光波長に対応する狭帯域の光が観察部位1500に照射され、当該観察部位1500からの蛍光に基づく画像が取得される。特殊観察モードは、PDD及びPDTを行う際に用いられる観察モードである。
(Special observation mode)
In the special observation mode, the observation site 1500 is irradiated with light in a narrow band corresponding to the excitation light wavelength of laserphyrin, which is a photosensitizer, and an image based on fluorescence from the observation site 1500 is acquired. The special observation mode is an observation mode used when performing PDD and PDT.

ユーザによって観察モードとして特殊観察モードが選択されると、照明装置1100の第2の光源部120のみが駆動される。このとき、照明装置1100からの出力光は、図12に示すスペクトルにおいて白色光のスペクトルが存在しないもの、すなわち、レザフィリンの励起光波長を中心波長として有するレーザ光となる。なお、特殊観察モードにおいて、PDTが行われる場合には、PDDが行われる場合に比べて、第2の光源部120からのレーザ光の出力は、より強くなるように設定される。 When the user selects the special observation mode as the observation mode, only the second light source unit 120 of the illumination device 1100 is driven. At this time, the output light from the illuminating device 1100 is a light having no white light spectrum in the spectrum shown in FIG. 12, that is, a laser light having the excitation light wavelength of laserphyrin as the central wavelength. In the special observation mode, when PDT is performed, the output of the laser light from the second light source unit 120 is set to be stronger than when PDD is performed.

撮像ユニット2200では、上述したように、波長が670(nm)以上の光が第1の撮像素子1223に入射し、波長が670(nm)未満の光が第2の撮像素子1225に入射する。従って、画像処理装置1300の長波長帯域画像生成部1301では、第1の画像として、波長が670(nm)以上の赤色帯域の光に基づく画像が生成される。 In the imaging unit 2200, light having a wavelength of 670 (nm) or more enters the first imaging element 1223, and light having a wavelength of less than 670 (nm) enters the second imaging element 1225, as described above. Therefore, the long wavelength band image generation unit 1301 of the image processing device 1300 generates an image based on light in the red band having a wavelength of 670 (nm) or more as the first image.

ここで、レザフィリンの蛍光波長は672(nm)であるため、長波長帯域画像生成部1301によって生成される第1の画像は、当該レザフィリンの蛍光に基づく画像であり、すなわち、特殊観察モードで観察対象としている、腫瘍が選択的に現れた画像である。従って、特殊観察モードでは、観察像生成部1305は、長波長帯域画像生成部1301によって生成された画像、すなわち蛍光観察像を、表示装置1400に出力する。 Here, since the fluorescence wavelength of laserphyrin is 672 (nm), the first image generated by the long wavelength band image generation unit 1301 is an image based on the fluorescence of the laserphyrin, that is, observation in the special observation mode. It is an image in which a tumor selectively appears, which is a target. Therefore, in the special observation mode, the observation image generation unit 1305 outputs the image generated by the long wavelength band image generation unit 1301, that is, the fluorescence observation image to the display device 1400.

(通常/特殊観察モード)
通常/特殊観察モードでは、通常観察用の白色光の照射と、特殊観察用の励起光の照射とが同時に行われることにより、通常観察像による術野の形状把握と、特殊観察像による腫瘍の蛍光観察と、を同時に行うことができる。
(Normal/Special observation mode)
In the normal/special observation mode, irradiation of white light for normal observation and irradiation of excitation light for special observation are performed simultaneously, so that the shape of the operative field can be grasped by the normal observation image and the tumor can be detected by the special observation image. Fluorescence observation can be performed simultaneously.

ユーザによって、観察モードとして通常/特殊観察モードが選択されると、通常観察モードと同様に、照明装置1100の第1の光源部101及び第2の光源部120bがともに駆動される。このとき、照明装置1100からの出力光は、図12に示すように、第1の光源部101からの白色光と、第2の光源部120bからのレーザ光とが合波された光(合波白色光)となる。ただし、通常観察モードとは異なり、通常/特殊観察モードでは、第2の光源部120bからのレーザ光の出力は、PDD及びPDTに応じた値に調整される。また、特殊観察モードと同様に、PDTが行われる場合には、PDDが行われる場合に比べて、第2の光源部120bからのレーザ光の出力は、より強くなるように設定される。 When the user selects the normal/special observation mode as the observation mode, both the first light source unit 101 and the second light source unit 120b of the illumination device 1100 are driven as in the normal observation mode. At this time, as shown in FIG. 12, the output light from the illuminating device 1100 is light (combined light) obtained by combining white light from the first light source unit 101 and laser light from the second light source unit 120b. White light). However, unlike the normal observation mode, in the normal/special observation mode, the output of the laser light from the second light source unit 120b is adjusted to a value according to PDD and PDT. Further, similarly to the special observation mode, when the PDT is performed, the output of the laser light from the second light source unit 120b is set to be stronger than when the PDD is performed.

撮像ユニット2200では、上述したように、波長が670(nm)以上の光が第1の撮像素子1223に入射し、波長が670(nm)未満の光が第2の撮像素子1225に入射する。従って、画像処理装置1300の長波長帯域画像生成部1301では、第1の画像として、波長が670(nm)以上の赤色帯域の光に基づく画像が生成される。また、短波長帯域画像生成部1303では、第2の画像として、波長が670(nm)未満の赤色帯域、緑色帯域及び青色帯域の光に基づく画像が生成される。 In the imaging unit 2200, light having a wavelength of 670 (nm) or more enters the first imaging element 1223, and light having a wavelength of less than 670 (nm) enters the second imaging element 1225, as described above. Therefore, the long wavelength band image generation unit 1301 of the image processing device 1300 generates an image based on light in the red band having a wavelength of 670 (nm) or more as the first image. Further, in the short wavelength band image generation unit 1303, an image based on light in the red band, the green band and the blue band having a wavelength of less than 670 (nm) is generated as the second image.

ここで、レザフィリンの蛍光波長は672(nm)であるため、長波長帯域画像生成部1301によって生成される第1の画像は、当該レザフィリンの蛍光に基づく画像であり、すなわち、腫瘍が選択的に現れた画像である。一方、短波長帯域画像生成部1303によって生成された第2の画像のうち、赤色の成分は、照射光のうち、レザフィリンの励起光波長に対応する成分に基づくものであると考えられる。このような第2の画像における赤色成分は、腫瘍の蛍光観察の妨げになる成分であると言える。 Here, since the fluorescence wavelength of laserphyrin is 672 (nm), the first image generated by the long wavelength band image generation unit 1301 is an image based on the fluorescence of the laserphyrin, that is, the tumor selectively. This is the image that appeared. On the other hand, in the second image generated by the short wavelength band image generation unit 1303, the red component is considered to be based on the component of the irradiation light that corresponds to the excitation light wavelength of laserphyrin. It can be said that the red component in such a second image is a component that hinders the fluorescence observation of the tumor.

従って、通常/特殊観察モードでは、観察像生成部1305は、長波長帯域画像生成部1301によって生成された第1の画像のR値と、短波長帯域画像生成部1303によって生成された第2の画像のGB値と、を足し合わせることにより、合成画像を生成する。このようにして生成された合成画像は、第2の画像のGB値に基づく通常観察像と、第1の画像のR値に基づく蛍光観察像と、が重ね合わされた画像となる。当該画像では、BG値に基づく通常観察像内に、腫瘍が赤色で表示されることとなる。 Therefore, in the normal/special observation mode, the observation image generation unit 1305 has the R value of the first image generated by the long wavelength band image generation unit 1301 and the second R value generated by the short wavelength band image generation unit 1303. A composite image is generated by adding the GB value of the image. The composite image generated in this way is an image in which the normal observation image based on the GB value of the second image and the fluorescence observation image based on the R value of the first image are superimposed. In the image, the tumor is displayed in red in the normal observation image based on the BG value.

以上、第1の実施形態に係る照明装置10と略同様の構成を有する照明装置2100が組み込まれた顕微鏡装置2の構成及び動作について説明した。顕微鏡装置2によれば、上述した内視鏡装置1と同様に、以下の効果を奏することができる。 The configuration and operation of the microscope device 2 incorporating the illumination device 2100 having substantially the same configuration as the illumination device 10 according to the first embodiment have been described above. According to the microscope device 2, the following effects can be obtained as in the endoscope device 1 described above.

照明装置2100では、第1の光源部101からの白色光及び第2の光源部120bからのレーザ光が、同一光軸上で合波される。従って、第1の光源部101からの白色光を照射光として用いた場合と、第2の光源部120bからのレーザ光を照射光として用いた場合とで、観察部位1500の起伏に起因して生じる影が同一の形状で観察される。従って、通常観察時に影が存在しない部分に、蛍光観察時には影が存在してしまい、励起光を当該部分に照射できないという事態が発生することはない。よって、ユーザは、通常観察モードで狙いを定めた箇所に特殊観察モードで励起光を照射するという、一連の操作を、よりスムーズに行うことができ、ユーザの利便性を向上させることができる。 In the illuminating device 2100, white light from the first light source unit 101 and laser light from the second light source unit 120b are combined on the same optical axis. Therefore, the white light from the first light source unit 101 is used as the irradiation light and the laser light from the second light source unit 120b is used as the irradiation light due to the undulations of the observation region 1500. The resulting shadow is observed with the same shape. Therefore, there is no possibility that a portion where no shadow is present during normal observation will be present during fluorescence observation, and that excitation light cannot be applied to that portion. Therefore, the user can more smoothly perform a series of operations of irradiating the target portion in the normal observation mode with the excitation light in the special observation mode, thereby improving the convenience for the user.

また、照明装置2100では、第1の光源部101は例えば白色LEDによって構成され、第2の光源部120bは例えば半導体レーザによって構成される。このように、第1の光源部101及び第2の光源部120bが半導体発光素子によって構成される場合には、その駆動電流を適宜制御することにより、各光源部からの出射光の出力を、任意のタイミングで独立に制御することが可能となる。従って、照明装置1100からの出力光を、より高い自由度で調整することが可能となる。 Further, in the illumination device 2100, the first light source unit 101 is composed of, for example, a white LED, and the second light source unit 120b is composed of, for example, a semiconductor laser. As described above, when the first light source unit 101 and the second light source unit 120b are configured by the semiconductor light emitting element, the output of the emitted light from each light source unit is controlled by appropriately controlling the drive current. It becomes possible to control independently at any timing. Therefore, the output light from the lighting device 1100 can be adjusted with a higher degree of freedom.

なお、以上説明した適用例では、簡単のため、第2の光源部120bから、光感受性薬剤の励起光波長に対応する波長帯域のレーザ光のみが出射される場合について説明したが、照明装置2100においても、照明装置10、20、30、40と同様に、第2の光源部120bから、互いに異なる波長帯域の複数のレーザ光(例えば、光の三原色に対応する、赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光)が出射されてもよい。第2の光源部120bがこのように構成される場合には、各色のレーザ光の出力を独立に制御することにより、通常観察モード及び通常/特殊観察モードにおいて照射光として用いられる合波白色光の色温度の調整をより容易に行うことが可能となる。 Note that, in the application example described above, for simplicity, the case where only the laser light in the wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of the photosensitizing agent is emitted from the second light source unit 120b has been described. In the same manner as in the lighting devices 10, 20, 30, and 40, a plurality of laser lights having different wavelength bands from each other (for example, red laser light and green laser light corresponding to the three primary colors of light) are emitted from the second light source unit 120b. And blue laser light) may be emitted. When the second light source unit 120b is configured in this way, the combined white light used as irradiation light in the normal observation mode and the normal/special observation mode is controlled by controlling the output of the laser light of each color independently. It becomes possible to more easily adjust the color temperature of the.

また、照明装置2100では、第1の光源部101からの白色光及び第2の光源部120bからのレーザ光のそれぞれに対して、合波前の強度を検出するための光検出器1105、1109が設けられる。そして、光検出器1105、1109によってモニタされた白色光及びレーザ光の強度に応じて、第1の光源部101及び第2の光源部120bの駆動が制御される。従って、第1の光源部101及び第2の光源部120bからの出射光の強度を、より高精度に制御することができ、照明装置2100からの出力光の品質をより向上させることができる。 Further, in the illumination device 2100, photodetectors 1105 and 1109 for detecting the intensities of the white light from the first light source unit 101 and the laser light from the second light source unit 120b before being combined. Is provided. Then, the driving of the first light source unit 101 and the second light source unit 120b is controlled according to the intensities of the white light and the laser light monitored by the photodetectors 1105 and 1109. Therefore, the intensity of the light emitted from the first light source unit 101 and the second light source unit 120b can be controlled with higher accuracy, and the quality of the output light from the lighting device 2100 can be further improved.

また、照明装置2100では、ダイクロイックミラー115bによって、第1の光源部101からの白色光から所定の波長帯域の光が減衰又は除去されるとともに、当該白色光に対して、当該減衰又は除去された波長帯域の成分を補うように、第2の光源部120bからのレーザ光が合波される。また、その際、合波された光が、本来の白色光に似た色合いになるように、第2の光源部120bからのレーザ光の出力が適宜調整され得る。従って、通常観察モード及び通常/特殊観察モードにおいて合波白色光を用いた観察を行う場合に、ユーザによって感じられる観察部位1500の色合いの変化を最小限に抑えることができる。 Further, in the illumination device 2100, the dichroic mirror 115b attenuates or removes the light in the predetermined wavelength band from the white light from the first light source unit 101, and the white light is attenuated or removed. The laser light from the second light source unit 120b is combined so as to supplement the component of the wavelength band. Further, at that time, the output of the laser light from the second light source unit 120b can be appropriately adjusted so that the combined light has a hue similar to the original white light. Therefore, when performing the observation using the combined white light in the normal observation mode and the normal/special observation mode, it is possible to minimize the change in the hue of the observation region 1500 that is felt by the user.

また、顕微鏡装置2では、特殊観察モード及び通常/特殊観察モードにおいて、光学フィルタ1221により、第1の撮像素子1223に、励起光に対応する波長帯域の光は入射せず、蛍光に対応する波長帯域の光は入射するように、撮像ユニット2200が構成される。このように、本適用例によれば、光学フィルタ1221という比較的簡易な構成により、観察部位1500から発せられる微弱な蛍光成分を高精度に検出することが可能となり、より高精細な蛍光観察像を得ることができる。 Further, in the microscope apparatus 2, in the special observation mode and the normal/special observation mode, the optical filter 1221 prevents the light in the wavelength band corresponding to the excitation light from entering the first image sensor 1223, and the wavelength corresponding to the fluorescence. The imaging unit 2200 is configured so that the light in the band is incident. As described above, according to this application example, with the relatively simple configuration of the optical filter 1221, the weak fluorescent component emitted from the observation region 1500 can be detected with high accuracy, and a higher-definition fluorescent observation image can be obtained. Can be obtained.

また、顕微鏡装置2では、観察モードに応じて、観察像生成部1305による処理が適宜切り替えられることにより、通常観察モードでの通常観察像による術野の確認、特殊観察モードでの蛍光観察像による腫瘍診断、及び、通常/特殊観察モードでの通常観察像と蛍光観察像とが重ね合わされた画像による術野中の腫瘍の位置確認を、ユーザの要望に応じて、適宜行うことができる。特に、通常/特殊観察モードでは、白色光と励起光とを時分割で照射するのではなく、同時に照射しながら、通常観察像と蛍光観察像とが重ね合わされた画像を得ることができる。従って、術野における腫瘍の観察をリアルタイムで行うことが可能になる。更に、本適用例では、このような通常/特殊観察モードでの画像取得が、光学フィルタ1221、複数の撮像素子(第1の撮像素子1223及び第2の撮像素子1225)及び画像処理装置1300の各機能(長波長帯域画像生成部1301、短波長帯域画像生成部1303及び観察像生成部1305)という、比較的簡易な構成によって実行可能である。従って、装置を大型化することなく、また、コストを増加させることなく、より高品質な通常/特殊観察モードでの観察像を得ることができる。 Further, in the microscope apparatus 2, the processing by the observation image generation unit 1305 is appropriately switched according to the observation mode, so that the operation field can be confirmed by the normal observation image in the normal observation mode and the fluorescence observation image by the special observation mode. Tumor diagnosis and confirmation of the position of the tumor in the surgical field by the image in which the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed in the normal/special observation mode can be appropriately performed according to the user's request. Particularly, in the normal/special observation mode, it is possible to obtain an image in which the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed while simultaneously irradiating the white light and the excitation light in a time-division manner. Therefore, it becomes possible to observe the tumor in the surgical field in real time. Further, in this application example, image acquisition in such a normal/special observation mode is performed by the optical filter 1221, the plurality of image pickup devices (first image pickup device 1223 and second image pickup device 1225), and the image processing apparatus 1300. Each function (long wavelength band image generation unit 1301, short wavelength band image generation unit 1303, and observation image generation unit 1305) can be executed with a relatively simple configuration. Therefore, it is possible to obtain a higher quality observation image in the normal/special observation mode without increasing the size of the apparatus and increasing the cost.

(5.補足)
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
(5. Supplement)
Although the preferred embodiments of the present disclosure have been described above in detail with reference to the accompanying drawings, the technical scope of the present disclosure is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field of the present disclosure can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that the above also naturally belongs to the technical scope of the present disclosure.

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的又は例示的なものであって限定的なものではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏し得る。 Further, the effects described in the present specification are merely illustrative or exemplary, and are not limiting. That is, the technique according to the present disclosure may have other effects that are apparent to those skilled in the art from the description of the present specification, in addition to or instead of the above effects.

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)広帯域光を出射する第1の光源部と、前記広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射する第2の光源部と、前記第2の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより2次光源を生成する放射角度変更部材と、前記第1の光源部から出射された前記広帯域光と前記2次光源から出射された前記狭帯域光とを合波する合波部材と、を備え、前記放射角度変更部材は、前記合波部材により合波された光が入射するライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、照明装置。
(2)前記放射角度変更部材は、更に、前記ライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光とのビーム径が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、前記(1)に記載の照明装置。
(3)前記合波部材は、ダイクロイックミラー、偏光ビームスプリッター、又は、ビームスプリッターの何れかである、前記(1)又は(2)に記載の照明装置。
(4)前記第2の光源部は、前記狭帯域光を出射する複数の光源から構成されており、前記放射角度変更部材は、複数の前記狭帯域光の発散角を揃えるように、前記複数の狭帯域光の放射角度を変更する、前記(1)〜(3)の何れか1項に記載の照明装置。
(5)前記第1の光源部は、白色LED、レーザ励起蛍光体、キセノンランプ、又は、ハロゲンランプの少なくとも何れかである、前記(1)〜(4)の何れか1項に記載の照明装置。
(6)前記第1の光源部から出射された前記広帯域光を略平行光とする第1のコリメート光学系と、前記放射角度変更部材から出射された前記狭帯域光を略平行光とする第2のコリメート光学系と、を更に備え、前記合波部材は、前記第1のコリメート光学系によって略平行光に変換された前記広帯域光と、前記第2のコリメート光学系によって略平行光に変換された前記狭帯域光と、を合波する、前記(1)〜(5)の何れか1項に記載の照明装置。
(7)前記第2の光源部から出射された前記狭帯域光を光ファイバに結合させる結合光学系と、前記光ファイバから出射された前記狭帯域光を略平行光とする第3のコリメート光学系と、を更に備え、前記放射角度変更部材は、前記第3のコリメート光学系から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより2次光源を生成する、前記(6)に記載の照明装置。
(8)前記合波部材によって合波された光をライトガイドの入射端に結像するコンデンサ光学系、を更に備え、前記コンデンサ光学系は、前記ライトガイドの入射端に結像される前記2次光源の像の大きさが、前記ライトガイドの入射端の直径と略同一になるように、前記2次光源からの光を前記ライトガイドの入射端に結像する、前記(1)〜(7)の何れか1項に記載の照明装置。
(9)前記第2の光源部は複数の狭帯域光源を有し、前記複数の狭帯域光源は、赤色狭帯域光を出射する赤色狭帯域光源、緑色狭帯域光を出射する緑色狭帯域光源、及び青色狭帯域光を出射する青色狭帯域光源、を少なくとも含む、前記(1)〜(8)の何れか1項に記載の照明装置。
(10)前記第2の光源部は複数の狭帯域光源を有し、前記複数の狭帯域光源の駆動がそれぞれ独立に制御されることにより、前記合波部材によって合波された光の色温度が調整される、前記(1)〜(9)の何れか1項に記載の照明装置。
(11)前記第2の光源部を構成する狭帯域光源のうちの少なくとも1つは、観察部位の蛍光観察に用いられる励起光に対応する波長帯域の狭帯域光を出射する、前記(1)〜(10)の何れか1項に記載の照明装置。
(12)前記第2の光源部から出射される狭帯域光とは異なる波長帯域の光を出射する第3の光源部、を更に備え、前記第1の光源部から出射された前記広帯域光と前記第3の光源部から出射された光とが合波された光が前記合波部材に入射し、前記合波部材によって、前記第1の光源部から出射された前記広帯域光と前記第3の光源部から出射された光とが合波された光と、前記第2の光源部から出射される前記狭帯域光と、が更に合波される、前記(1)〜(11)の何れか1項に記載の照明装置。
(13)前記第1の光源部及び前記第3の光源部はLEDによって構成される、前記12)に記載の照明装置。
(14)第1の光源部から広帯域光を出射することと、第2の光源部から、前記広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射することと、放射角度変更部材によって前記第2の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより2次光源を生成することと、合波部材によって、前記第1の光源部から出射された前記広帯域光と前記2次光源から出射された前記狭帯域光とを合波することと、を含み、前記放射角度変更部材は、前記合波部材により合波された光が入射するライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、照明方法。
(15)患者の術野に照射される広帯域光及び励起光の少なくともいずれかを出力する照明装置、を備え、前記照明装置は、広帯域光を出射する第1の光源部と、前記広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射する第2の光源部と、前記第2の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより2次光源を生成する放射角度変更部材と、前記第1の光源部から出射された前記広帯域光と前記2次光源から出射された前記狭帯域光とを合波する合波部材と、を備え、前記放射角度変更部材は、前記合波部材により合波された光が入射するライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、観察装置。
(16)前記狭帯域光の強度は、前記術野の観察目的に応じて調整される、前記(15)に記載の観察装置。
(17)前記観察装置は、患者の体腔内に挿入され、前記照明装置からの出力光が内部を導光されるとともに、前記体腔内の術野に対して前記出力光を照射する鏡筒、を更に備える、内視鏡装置である、前記(15)に記載の観察装置。
(18)前記観察装置は、前記照明装置からの出力光を前記術野に対して照射する投影レンズ、を更に備える、顕微鏡装置である、前記(15)に記載の観察装置。
(19)前記励起光よりも長波長帯域であって前記励起光による蛍光の波長帯域を含む光に基づいて第1の画像を生成する長波長帯域画像生成部と、前記蛍光よりも短波長帯域であって前記励起光の波長帯域を含む光に基づいて第2の画像を生成する短波長帯域画像生成部と、を更に備える、前記(15)〜(18)の何れか1項に記載の観察装置。
(20)前記広帯域光による術野の通常観察像が得られる通常観察モードにおいては、前記第1の光源部及び前記第2の光源部がともに駆動され、前記第1の画像と前記第2の画像とが合成されることにより、前記通常観察像が得られる、前記(19)に記載の観察装置。
(21)前記通常観察モードでは、前記第1の画像のRGB値と前記第2の画像のRGB値とが足し合わされることにより前記通常観察像が生成される、前記(20)に記載の観察装置。
(22)前記励起光による術野の蛍光観察像が得られる特殊観察モードにおいては、前記第1の光源部及び前記第2の光源部のうち前記第2の光源部のみが駆動され、前記第2の画像が前記蛍光観察像として得られる、前記(19)〜(21)の何れか1項に記載の観察装置。
(23)前記広帯域光による術野の通常観察像と、前記励起光による術野の蛍光観察像と、が同時に得られる通常/特殊観察モードにおいては、前記第1の光源部及び前記第2の光源部がともに駆動され、前記第1の画像と前記第2の画像とが合成されることにより、前記通常観察像と前記蛍光観察像とが重ね合わされた画像が得られる、前記(19)〜(21)の何れか1項に記載の観察装置。
(24)前記通常/特殊観察モードでは、前記第1の画像のR値と前記第2の画像のGB値とが足し合わされることにより、前記通常観察像と前記蛍光観察像とが重ね合わされた画像が生成される、前記(23)に記載の観察装置。
(25)前記短波長帯域画像生成部は、前記励起光に対応する波長帯域の成分が減衰又は除去された光に基づいて前記第2の画像を生成し、前記通常/特殊観察モードでは、前記第1の画像のRGB値と前記第2の画像のRGB値とが足し合わされることにより、前記通常観察像と前記蛍光観察像とが重ね合わされた画像が生成される、前記(23)に記載の観察装置。
The following configurations also belong to the technical scope of the present disclosure.
(1) A first light source unit that emits broadband light, a second light source unit that emits narrowband light having a wavelength band narrower than the broadband light, and the narrowband light that is emitted from the second light source unit A radiation angle changing member for generating a secondary light source by changing the radiation angle of the light source, the wideband light emitted from the first light source unit, and the narrowband light emitted from the secondary light source. The radiation angle changing member is configured so that the incident angles of the wideband light and the narrowband light are close to each other at the incident end face of the light guide on which the light multiplexed by the multiplexing member is incident. An illumination device for changing the emission angle of the narrow band light.
(2) The emission angle changing member further changes the emission angle of the narrowband light so that the beam diameters of the wideband light and the narrowband light are close to each other at the incident end face of the light guide. ).
(3) The illumination device according to (1) or (2), wherein the combining member is a dichroic mirror, a polarization beam splitter, or a beam splitter.
(4) The second light source unit includes a plurality of light sources that emit the narrow band light, and the emission angle changing member includes the plurality of light sources so that the divergence angles of the plurality of narrow band lights are aligned. The illumination device according to any one of (1) to (3), wherein the emission angle of the narrow band light is changed.
(5) The illumination according to any one of (1) to (4), wherein the first light source unit is at least one of a white LED, a laser-excited phosphor, a xenon lamp, and a halogen lamp. apparatus.
(6) A first collimating optical system that makes the broad band light emitted from the first light source unit substantially parallel light, and a first collimating optical system that makes the narrow band light emitted from the radiation angle changing member substantially parallel light. And a second collimating optical system. The illuminating device according to any one of (1) to (5), wherein the illuminating device combines the narrowband light that has been generated.
(7) Coupling optical system that couples the narrowband light emitted from the second light source unit to an optical fiber, and third collimating optics that makes the narrowband light emitted from the optical fiber into substantially parallel light. The system further comprises: (6), wherein the radiation angle changing member generates a secondary light source by changing a radiation angle of the narrow band light emitted from the third collimating optical system. Lighting equipment.
(8) A condenser optical system for forming an image of the light combined by the combining member on an incident end of the light guide, wherein the condenser optical system forms an image on the incident end of the light guide. The light from the secondary light source is focused on the incident end of the light guide so that the size of the image of the secondary light source is substantially the same as the diameter of the incident end of the light guide. The illumination device according to any one of 7).
(9) The second light source unit includes a plurality of narrow band light sources, and the plurality of narrow band light sources emit a red narrow band light and a green narrow band light source that emits a green narrow band light. The illumination device according to any one of (1) to (8), which further includes at least a blue narrowband light source that emits blue narrowband light.
(10) The second light source unit has a plurality of narrow band light sources, and the driving of the plurality of narrow band light sources is independently controlled, so that the color temperature of the light combined by the combining member is increased. The illumination device according to any one of (1) to (9), wherein is adjusted.
(11) At least one of the narrow-band light sources constituting the second light source section emits narrow-band light in a wavelength band corresponding to excitation light used for fluorescence observation of an observation site, (1) The lighting device according to any one of to (10).
(12) A third light source unit that emits light in a wavelength band different from the narrow band light emitted from the second light source unit, and the broadband light emitted from the first light source unit. Light obtained by combining the light emitted from the third light source unit is incident on the combining member, and the combining member causes the broadband light emitted from the first light source unit and the third light. Any of the above (1) to (11), wherein the light combined with the light emitted from the light source section is combined with the narrow band light emitted from the second light source section. The lighting device according to item 1.
(13) The illumination device according to (12), wherein the first light source unit and the third light source unit are configured by LEDs.
(14) The broadband light is emitted from the first light source unit, the narrow band light having a wavelength band narrower than the broadband light is emitted from the second light source unit, and the second angle is changed by the radiation angle changing member. A secondary light source is generated by changing an emission angle of the narrowband light emitted from the light source unit, and the wideband light emitted from the first light source unit and the secondary light source are combined by a multiplexing member. Combining the narrow band light emitted from the radiation angle changing member, the radiation angle changing member, the broad band light and the wide band light at the incident end face of the light guide on which the light combined by the combining member is incident. A lighting method, wherein the emission angle of the narrow band light is changed so that the incident angle with the narrow band light approaches.
(15) An illumination device that outputs at least one of broadband light and excitation light that is emitted to the operative field of a patient, wherein the illumination device includes a first light source unit that emits broadband light and the broadband light. A second light source unit that emits narrow-band light in a narrow wavelength band; and a radiation angle changing member that changes the radiation angle of the narrow-band light emitted from the second light source unit to generate a secondary light source. A combining member configured to combine the wideband light emitted from the first light source unit and the narrowband light emitted from the secondary light source, wherein the radiation angle changing member includes the combining unit. An observation device that changes the emission angle of the narrowband light so that the incident angles of the wideband light and the narrowband light come close to each other at the incident end surface of the light guide on which the light multiplexed by the member enters.
(16) The observation device according to (15), wherein the intensity of the narrowband light is adjusted according to the purpose of observation of the surgical field.
(17) The observation device is inserted into a body cavity of a patient, the output light from the illumination device is guided inside, and a lens barrel that irradiates the output light to a surgical field in the body cavity, The observation apparatus according to (15) above, which is further an endoscopic apparatus.
(18) The observation device according to (15), which is a microscope device further including a projection lens that irradiates the surgical field with the output light from the illumination device.
(19) A long wavelength band image generation unit that generates a first image based on light having a wavelength band longer than that of the excitation light and including a wavelength band of fluorescence due to the excitation light, and a wavelength band shorter than the fluorescence. And a short wavelength band image generation unit that generates a second image based on light including the wavelength band of the excitation light, according to any one of (15) to (18) above. Observation device.
(20) In the normal observation mode in which a normal observation image of the surgical field is obtained by the broadband light, the first light source unit and the second light source unit are both driven, and the first image and the second light source unit are driven. The observation device according to (19), wherein the normal observation image is obtained by combining the image and the image.
(21) In the normal observation mode, the normal observation image is generated by adding together the RGB values of the first image and the RGB values of the second image, the observation according to (20). apparatus.
(22) In the special observation mode in which a fluorescence observation image of the operative field is obtained by the excitation light, only the second light source unit of the first light source unit and the second light source unit is driven, and the second light source unit is driven. The observation device according to any one of (19) to (21), in which two images are obtained as the fluorescence observation image.
(23) In the normal/special observation mode in which the normal observation image of the surgical field by the broadband light and the fluorescence observation image of the surgical field by the excitation light are simultaneously obtained, the first light source unit and the second light source unit are used. The light source unit is driven together, and the first image and the second image are combined to obtain an image in which the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed, (19) to The observation device according to any one of (21).
(24) In the normal/special observation mode, the R value of the first image and the GB value of the second image are added together, so that the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed. The observation device according to (23), wherein an image is generated.
(25) The short wavelength band image generation unit generates the second image based on light in which a wavelength band component corresponding to the excitation light is attenuated or removed, and in the normal/special observation mode, The image in which the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed is generated by adding up the RGB value of the first image and the RGB value of the second image, (23). Observation device.

1 内視鏡装置
2 顕微鏡装置
10、20、30、40、1100、2100 照明装置
101 第1の光源部
103、103a 第1のコリメート光学系
105 結合光学系
107 光ファイバ
109 第3のコリメート光学系
111 拡散部材
113、113a 第2のコリメート光学系
115、115b ダイクロイックミラー
117、117a コンデンサ光学系
119 第3の光源部
120、120b 第2の光源部
121R、121G、121B レーザ光源
122R、122G、122B ダイクロイックミラー
125 第2のダイクロイックミラー
130 ライトガイド
1101 レーザラインフィルタ
1103、1107 ハーフミラー
1105、1109 光検出器
1111 投影レンズ
1120 制御部
1121 第1光源部駆動制御部
1123 第2光源部駆動制御部
1200、1200c 内視鏡部
1210 鏡筒
1220、1220c、2200 撮像ユニット
1221 光学フィルタ
1223 第1の撮像素子
1225 第2の撮像素子
1227 第2の光学フィルタ
1300 画像処理装置
1301 長波長帯域画像生成部
1303 短波長帯域画像生成部
1305 観察像生成部
1307 入力部
1400 表示装置
1500 観察部位
1501 第1の照射範囲
1503 第2の照射範囲
2227 イメージレンズ
1 Endoscope Device 2 Microscope Device 10, 20, 30, 40, 1100, 2100 Illumination Device 101 First Light Source Unit 103, 103a First Collimating Optical System 105 Coupling Optical System 107 Optical Fiber 109 Third Collimating Optical System 111 Diffusing member 113, 113a Second collimating optical system 115, 115b Dichroic mirror 117, 117a Condenser optical system 119 Third light source unit 120, 120b Second light source unit 121R, 121G, 121B Laser light source 122R, 122G, 122B Dichroic Mirror 125 Second dichroic mirror 130 Light guide 1101 Laser line filter 1103, 1107 Half mirror 1105, 1109 Photodetector 1111 Projection lens 1120 Control unit 1121 First light source unit drive control unit 1123 Second light source unit drive control unit 1200, 1200c Endoscope section 1210 Lens barrel 1220, 1220c, 2200 Imaging unit 1221 Optical filter 1223 First imaging element 1225 Second imaging element 1227 Second optical filter 1300 Image processing apparatus 1301 Long wavelength band Image generation section 1303 Short wavelength band Image generation unit 1305 Observation image generation unit 1307 Input unit 1400 Display device 1500 Observation site 1501 First irradiation range 1503 Second irradiation range 2227 Image lens

Claims (19)

白色光を出射する第1の光源部と、
前記白色光の波長帯域に含まれる複数の所定の波長帯域のレーザ光を出射する第2の光源部と、
前記第2の光源部から出射されたレーザ光を拡散することにより2次光源を生成する拡散部材と、
前記第1の光源部から出射された白色光と前記2次光源から出射されたレーザ光とを合波するダイクロイックミラーと、
を備え、
前記ダイクロイックミラーは、前記白色光における前記レーザ光に対応する波長帯域の成分を減衰させるとともに、前記レーザ光に対応する波長帯域の成分が減衰された前記白色光に対して前記レーザ光を合波する、照明装置。
A first light source unit that emits white light;
A second light source unit that emits laser light in a plurality of predetermined wavelength bands included in the wavelength band of the white light;
A diffusing member that generates a secondary light source by diffusing the laser light emitted from the second light source unit;
A dichroic mirror that multiplexes white light emitted from the first light source unit and laser light emitted from the secondary light source;
Equipped with
The dichroic mirror attenuates a component of a wavelength band corresponding to the laser light in the white light, and combines the laser light with the white light in which a component of a wavelength band corresponding to the laser light is attenuated. Lighting equipment.
前記第1の光源部から出射された白色光を略平行光とする第1のコリメート光学系と、
前記拡散部材から出射されたレーザ光を略平行光とする第2のコリメート光学系と、
を更に備え、
前記ダイクロイックミラーは、前記第1のコリメート光学系によって略平行光に変換された白色光と、前記第2のコリメート光学系によって略平行光に変換されたレーザ光と、を合波する、
請求項1に記載の照明装置。
A first collimating optical system that converts white light emitted from the first light source unit into substantially parallel light;
A second collimating optical system that converts the laser light emitted from the diffusing member into substantially parallel light;
Further equipped with,
The dichroic mirror multiplexes white light converted into substantially parallel light by the first collimating optical system and laser light converted into substantially parallel light by the second collimating optical system.
The lighting device according to claim 1.
前記第2の光源部から出射されたレーザ光を光ファイバに結合させる結合光学系と、
前記光ファイバから出射されたレーザ光を略平行光とする第3のコリメート光学系と、
を更に備え、
前記拡散部材は、前記第3のコリメート光学系から出射されたレーザ光を拡散することにより2次光源を生成する、
請求項2に記載の照明装置。
A coupling optical system for coupling the laser light emitted from the second light source unit to an optical fiber;
A third collimating optical system for converting the laser light emitted from the optical fiber into substantially parallel light;
Further equipped with,
The diffusing member diffuses the laser light emitted from the third collimating optical system to generate a secondary light source.
The lighting device according to claim 2.
前記ダイクロイックミラーによって合波された光をライトガイドの入射端に結像するコンデンサ光学系、を更に備え、
前記コンデンサ光学系は、前記ライトガイドの入射端に結像される前記2次光源の像の大きさが、前記ライトガイドの入射端の直径と略同一になるように、前記2次光源からの光を前記ライトガイドの入射端に結像する、
請求項1に記載の照明装置。
Further comprising a condenser optical system for forming an image of the light multiplexed by the dichroic mirror on the incident end of the light guide,
The condenser optical system outputs the light from the secondary light source so that the size of the image of the secondary light source formed at the light incident end of the light guide is substantially the same as the diameter of the light guide incident end. Image the light at the entrance end of the light guide,
The lighting device according to claim 1.
前記第2の光源部は複数のレーザ光源を有し、
前記複数のレーザ光源は、赤色レーザ光を出射する赤色レーザ光源、緑色レーザ光を出射する緑色レーザ光源、及び青色レーザ光を出射する青色レーザ光源、を少なくとも含む、
請求項1に記載の照明装置。
The second light source unit has a plurality of laser light sources,
The plurality of laser light sources include at least a red laser light source that emits a red laser light, a green laser light source that emits a green laser light, and a blue laser light source that emits a blue laser light,
The lighting device according to claim 1.
前記第2の光源部は複数のレーザ光源を有し、
前記複数のレーザ光源の駆動がそれぞれ独立に制御されることにより、前記ダイクロイックミラーによって合波された光の色温度が調整される、
請求項5に記載の照明装置。
The second light source unit has a plurality of laser light sources,
By independently controlling the driving of the plurality of laser light sources, the color temperature of the light combined by the dichroic mirror is adjusted.
The lighting device according to claim 5.
前記第2の光源部を構成するレーザ光源のうちの少なくとも1つは、観察部位の蛍光観察に用いられる励起光に対応する波長帯域のレーザ光を出射する、
請求項1に記載の照明装置。
At least one of the laser light sources forming the second light source unit emits laser light in a wavelength band corresponding to excitation light used for fluorescence observation of an observation site,
The lighting device according to claim 1.
前記第2の光源部から出射されるレーザ光とは異なる波長帯域の光を出射する第3の光源部、を更に備え、
前記第1の光源部から出射された白色光と前記第3の光源部から出射された光とが合波された光が前記ダイクロイックミラーに入射し、
前記ダイクロイックミラーによって、前記第1の光源部から出射された白色光と前記第3の光源部から出射された光とが合波された光と、前記第2の光源部から出射されるレーザ光と、が更に合波される、
請求項1に記載の照明装置。
A third light source unit that emits light in a wavelength band different from the laser light emitted from the second light source unit,
Light obtained by combining the white light emitted from the first light source unit and the light emitted from the third light source unit enters the dichroic mirror,
The dichroic mirror combines the white light emitted from the first light source unit with the light emitted from the third light source unit, and the laser light emitted from the second light source unit. And are further combined,
The lighting device according to claim 1.
前記第1の光源部及び前記第3の光源部はLEDによって構成される、
請求項8に記載の照明装置。
The first light source unit and the third light source unit are configured by LEDs.
The lighting device according to claim 8.
第1の光源部から白色光を出射することと、
第2の光源部から、前記白色光の波長帯域に含まれる複数の所定の波長帯域のレーザ光を出射することと、
拡散部材によって前記第2の光源部から出射されたレーザ光を拡散することにより2次光源を生成することと、
ダイクロイックミラーによって、前記第1の光源部から出射された白色光と前記2次光源から出射されたレーザ光とを合波することと、
を含み、
前記ダイクロイックミラーは、前記白色光における前記レーザ光に対応する波長帯域の成分を減衰させるとともに、前記レーザ光に対応する波長帯域の成分が減衰された前記白色光に対して前記レーザ光を合波する、
照明方法。
Emitting white light from the first light source unit,
Emitting laser light of a plurality of predetermined wavelength bands included in the wavelength band of the white light from the second light source unit;
Generating a secondary light source by diffusing the laser light emitted from the second light source unit by the diffusing member;
Combining the white light emitted from the first light source unit and the laser light emitted from the secondary light source by a dichroic mirror;
Including
The dichroic mirror attenuates a component of a wavelength band corresponding to the laser light in the white light, and combines the laser light with the white light in which a component of a wavelength band corresponding to the laser light is attenuated. To do
Lighting method.
患者の術野に照射される白色光及び励起光の少なくともいずれかを出力する照明装置、を備え、
前記照明装置は、
白色光を出射する第1の光源部と、
前記白色光の波長帯域に含まれる、前記励起光に対応する波長帯域を含む複数の所定の波長帯域のレーザ光を出射する第2の光源部と、
前記第2の光源部から出射されたレーザ光を拡散することにより2次光源を生成する拡散部材と、
前記第1の光源部から出射された白色光と前記2次光源から出射されたレーザ光とを合波するダイクロイックミラーと、
を備え、
前記ダイクロイックミラーは、前記白色光における前記レーザ光に対応する波長帯域の成分を減衰させるとともに、前記レーザ光に対応する波長帯域の成分が減衰された前記白色光に対して前記レーザ光を合波する、
観察装置。
An illumination device that outputs at least one of white light and excitation light with which the surgical field of a patient is irradiated,
The lighting device is
A first light source unit that emits white light;
A second light source unit that emits laser light in a plurality of predetermined wavelength bands including a wavelength band corresponding to the excitation light, which is included in the wavelength band of the white light;
A diffusing member that generates a secondary light source by diffusing the laser light emitted from the second light source unit;
A dichroic mirror that multiplexes white light emitted from the first light source unit and laser light emitted from the secondary light source;
Equipped with
The dichroic mirror attenuates a component of a wavelength band corresponding to the laser light in the white light, and combines the laser light with the white light in which a component of a wavelength band corresponding to the laser light is attenuated. To do
Observation device.
前記観察装置は、患者の体腔内に挿入され、前記照明装置からの出力光が内部を導光されるとともに、前記体腔内の術野に対して前記出力光を照射する鏡筒、を更に備える、内視鏡装置である、
請求項11に記載の観察装置。
The observation device further includes a lens barrel that is inserted into a body cavity of a patient, the output light from the illumination device is guided inside, and the operation field in the body cavity is irradiated with the output light. , Is an endoscopic device,
The observation device according to claim 11.
前記励起光よりも長波長帯域であって前記励起光による蛍光の波長帯域を含む光に基づいて第1の画像を生成する長波長帯域画像生成部と、
前記蛍光よりも短波長帯域であって前記励起光の波長帯域を含む光に基づいて第2の画像を生成する短波長帯域画像生成部と、
を更に備える、
請求項11に記載の観察装置。
A long-wavelength band image generation unit that generates a first image based on light having a wavelength band longer than the excitation light and including a wavelength band of fluorescence due to the excitation light;
A short wavelength band image generation unit that generates a second image based on light having a wavelength band shorter than the fluorescence and including the wavelength band of the excitation light;
Is further provided,
The observation device according to claim 11.
白色光による術野の通常観察像が得られる通常観察モードにおいては、
前記第1の光源部及び前記第2の光源部がともに駆動され、
前記第1の画像と前記第2の画像とが合成されることにより、前記通常観察像が得られる、
請求項13に記載の観察装置。
In the normal observation mode where you can get a normal observation image of the operative field with white light,
The first light source unit and the second light source unit are both driven,
The normal observation image is obtained by combining the first image and the second image,
The observation device according to claim 13.
前記通常観察モードでは、前記第1の画像のRGB値と前記第2の画像のRGB値とが足し合わされることにより前記通常観察像が生成される、
請求項14に記載の観察装置。
In the normal observation mode, the normal observation image is generated by adding the RGB values of the first image and the RGB values of the second image,
The observation device according to claim 14.
励起光による術野の蛍光観察像が得られる特殊観察モードにおいては、
前記第1の光源部及び前記第2の光源部のうち前記第2の光源部のみが駆動され、
前記第2の画像が前記蛍光観察像として得られる、
請求項13に記載の観察装置。
In the special observation mode where a fluorescence observation image of the surgical field with excitation light can be obtained,
Of the first light source unit and the second light source unit, only the second light source unit is driven,
The second image is obtained as the fluorescence observation image,
The observation device according to claim 13.
白色光による術野の通常観察像と、励起光による術野の蛍光観察像と、が同時に得られる通常/特殊観察モードにおいては、
前記第1の光源部及び前記第2の光源部がともに駆動され、
前記第1の画像と前記第2の画像とが合成されることにより、前記通常観察像と前記蛍光観察像とが重ね合わされた画像が得られる、
請求項13に記載の観察装置。
In the normal/special observation mode in which a normal observation image of the surgical field with white light and a fluorescence observation image of the surgical field with excitation light are obtained simultaneously,
The first light source unit and the second light source unit are both driven,
By synthesizing the first image and the second image, an image in which the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed is obtained.
The observation device according to claim 13.
前記通常/特殊観察モードでは、前記第1の画像のR値と前記第2の画像のGB値とが足し合わされることにより、前記通常観察像と前記蛍光観察像とが重ね合わされた画像が生成される、
請求項17に記載の観察装置。
In the normal/special observation mode, the R value of the first image and the GB value of the second image are added together to generate an image in which the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed. Will be
The observation device according to claim 17.
前記短波長帯域画像生成部は、前記励起光に対応する波長帯域の成分が減衰又は除去された光に基づいて前記第2の画像を生成し、
前記通常/特殊観察モードでは、前記第1の画像のRGB値と前記第2の画像のRGB値とが足し合わされることにより、前記通常観察像と前記蛍光観察像とが重ね合わされた画像が生成される、
請求項17に記載の観察装置。
The short wavelength band image generation unit generates the second image based on light in which a component of a wavelength band corresponding to the excitation light is attenuated or removed,
In the normal/special observation mode, the RGB values of the first image and the RGB values of the second image are added together to generate an image in which the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed. Will be
The observation device according to claim 17.
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