内視鏡装置
【課題】白色光画像を常時表示し、同時に狭帯域光画像、高ＳＮで明るい近赤外蛍光画像を取得可能な内視鏡装置の提供。
【解決手段】白色光と近赤外励起光の照明部１、反射光を二光路に分岐し、且つ、近赤外蛍光を第２光路のみに導く光路分岐部２、第１光路上に配置された白色光画像取得部３、第２光路上に配置された可変分光光学素子４、可変分光光学素子４を透過した狭帯域光又は近赤外蛍光の画像を取得する特殊光画像取得部５、狭帯域光観察モードと近赤外光観察モードとのいずれかに切替える観察モード切替部６、狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外蛍光波長を透過させ、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、近赤外蛍光波長を透過させるように、可変分光光学素子４の分光特性を切替える制御部７を有する。
【解決手段】白色光と近赤外励起光の照明部１、反射光を二光路に分岐し、且つ、近赤外蛍光を第２光路のみに導く光路分岐部２、第１光路上に配置された白色光画像取得部３、第２光路上に配置された可変分光光学素子４、可変分光光学素子４を透過した狭帯域光又は近赤外蛍光の画像を取得する特殊光画像取得部５、狭帯域光観察モードと近赤外光観察モードとのいずれかに切替える観察モード切替部６、狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外蛍光波長を透過させ、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、近赤外蛍光波長を透過させるように、可変分光光学素子４の分光特性を切替える制御部７を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織に近赤外励起光及び可視光を照射し、生体組織の白色光画像を表示装置に常時表示させると同時に、狭帯域光画像又は近赤外蛍光画像などの特殊光画像を表示装置に表示させる内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡を用いた観察においては、がんなど微細病変の早期発見や術前の病変範囲の精密診断などのために、通常光観察とは異なる光の波長制御を行うことで、組織の特定の構造を強調して表示させて行う観察、いわゆる「特殊光観察」が広く行なわれている。
【０００３】
特殊光観察としては、例えば、血液中のヘモグロビンに吸収されやすい４００ｎｍ程度の光の狭帯域光画像を取得することで、粘膜表層の毛細血管を強調表示させる、或いはヘモグロビンに吸収されやすい５５０ｎｍ程度の光の狭帯域光画像を取得することで、組織の中層領域の血管を強調表示させて行う、狭帯域光観察（ＮＢＩ）や、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の蛍光物質を静脈注射し、８００ｎｍ程度の近赤外励起光を照射した際に発生する８５０ｎｍ程度の近赤外蛍光画像を取得することで深部血管を観察する、近赤外蛍光観察といったような観察がある。
【０００４】
また、医師等の観察者においては、生体における病変部の位置を正確に把握しやすくするために、通常光観察に用いられる生体組織の白色光画像を表示装置に常時表示させることが必要とされる。
【０００５】
このため、内視鏡装置には、白色光画像を表示装置に常時表示し、必要に応じて、特殊光画像を白色光画像とともに別の画面に同時に表示させる、或いは白色光画像上に重畳表示させることが望まれている。
【０００６】
ところで、従来、分光画像を取得する光学素子として、例えば、特許文献１、２に記載のエタロン型の分光光学素子が知られている。
エタロン型の分光光学素子は、光透過物質からなる対向する２枚の基板上に反射膜を備え、反射膜を設けた基板の間隔に応じて特定の波長の光を透過させることができる分光透過率可変素子である。
エタロン型の分光光学素子に設ける反射膜には、特許文献２では金属反射膜、あるいは特許文献１では誘電体多層膜が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１４８５２８号公報
【特許文献２】特開平１−９４３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、エタロン型の分光光学素子を用いて、上述したようなすべての特殊光画像を取得できるようにするには、可視光から近赤外蛍光に至るまでの広い波長帯域（４００ｎｍ〜９００ｎｍ）にわたって所定の波長幅で透過波長を変化させることのできる特性を持たせる必要がある。
【０００９】
しかるに、特許文献１に示すような誘電体多層膜を用いて幅広い波長帯域にわたり所定の波長幅で透過波長を変化させることのできる特性を持つ反射膜を設計するには、蒸着物質の屈折率差を大きくとる必要があるが、現在の誘電体多層膜の製造に使用できる蒸着物質の屈折率差には限りがあるため、実現が困難である。
【００１０】
また、幅広い波長帯域にわたり所定の波長幅で透過波長を変化させることのできる特性を持つ反射膜を設計するために、特許文献２に示すような、銀（Ａｇ）やアルミ（Ａｌ）などの金属反射膜をエタロン型の分光光学素子に設ける反射膜として基板にコートした場合、コート物質自体が光を吸収することにより透過率が５０％前後に低くなるため、特殊光観察における十分な明るさの画像を得ることができない。特に、近赤外領域の蛍光は、強度が低く、しかも、蛍光画像の取得に用いられる撮像素子の分光感度も低いため、十分な信号強度を得ることができず、例えば、他の波長帯域からの漏れ光などのノイズ成分の影響を大きくうけてＳＮが低下し易い。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、白色光画像を常時表示しながら、同時に可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、高ＳＮで明るい近赤外蛍光画像を取得可能な内視鏡装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明による内視鏡装置は、被写体に白色光と近赤外励起光を照射する照明部と、前記被写体で反射した光を第１及び第２の光路に分岐し、且つ、前記被写体から発生した近赤外蛍光を前記第２の光路のみに導く光路分岐部と、前記第１の光路上に配置され、前記被写体で反射した白色光画像を取得する白色光画像取得部と、前記第２の光路上に配置され、対向する表面に誘電体多層膜が設けられた対向する２枚の光学基板を有してなり、前記対向する２枚の光学基板同士の距離または角度を変えることにより分光特性が可変となる、少なくとも１つの可変分光光学素子と、前記可変分光光学素子を透過した光を受光し、狭帯域光画像または近赤外蛍光画像を取得する特殊光画像取得部と、白色光画像と共に狭帯域光画像を観察する狭帯域光観察モードと白色光画像と共に近赤外光画像を観察する近赤外光観察モードとのいずれかに観察モードを切替える観察モード切替部と、観察モード切替部による観察モードの切替えに応じて、前記可変分光光学素子における前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度を制御する制御部を有し、前記可変分光素子は、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外蛍光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させ、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、前記近赤外光観察モードでは紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失するように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるのが好ましい。
【００１４】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域外の所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるのが好ましい。
【００１５】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が平行でない所定の角度に制御されるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるのが好ましい。
【００１７】
また、本発明の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、前記可変分光光学素子は、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも長波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるのが好ましい。
【００１８】
また、本発明の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、前記可変分光光学素子は、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の第１の所定の狭帯域及び白色光の波長帯域よりも長波長側の第２の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるのが好ましい。
【００１９】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失する程度離れた所定の距離に制御されるのが好ましい。
【００２０】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、直列に配置された第１の可変分光光学素子と第２の可変分光光学素子からなり、前記第１の可変分光光学素子と前記第２の可変分光光学素子は、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内において互いに同じ所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域内において互いの透過波長が重ならない異なる所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、前記制御部を介して夫々の前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、前記可変分光光学素子は、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、前記近赤外光観察モードでは紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失し、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるのが好ましい。
【００２２】
また、本発明の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、前記可変分光光学素子は、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトし、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるのが好ましい。
【００２３】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失する程度離れた所定の距離に制御されるのが好ましい。
【００２４】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記観察モード切替部が、前記狭帯域光観察モードと前記近赤外光観察モードとを時分割で切替えるように構成されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、白色光画像を常時表示しながら、同時に可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、高ＳＮで明るい近赤外蛍光画像を取得可能な内視鏡装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内視鏡装置全体の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の各実施例に共通の内視鏡装置全体の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１の内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフである。
【図４】実施例１の変形例１にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフである。
【図５】実施例１の変形例２にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例２の内視鏡装置全体の構成を示すブロック図である。
【図７】実施例２の内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外励起光カットフィルタの分光透過率を示すグラフ、(c)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(e)は近赤外光観察モードにおいて近赤外励起光カットフィルタの光学特性と可変分光光学素子の光学特性とを合わせた光学特性を示すグラフである。
【図８】実施例２の変形例１にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外励起光カットフィルタの分光透過率を示すグラフ、(c)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(e)は近赤外光観察モードにおいて近赤外励起光カットフィルタと可変分光光学素子の両方を透過する波長帯域を示すグラフである。
【図９】実施例２の変形例２にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外励起光カットフィルタの分光透過率を示すグラフ、(c)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(e)は近赤外光観察モードにおいて近赤外励起光カットフィルタの光学特性と可変分光光学素子の光学特性とを合わせた光学特性を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例３の内視鏡装置全体の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施例３の内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外光観察モードでの第１の可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は近赤外光観察モードでの第１の可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの第２の可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの第１の可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(f)は近赤外光観察モードにおける第１の可変分光光学素子の分光特性と第２の可変分光光学素子の分光特性とを合わせた分光特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の内視鏡装置は、エタロン型の可変分光光学素子を介して特殊光画像の観察を行い、特殊光観察モードにおける白色光の波長帯域内の狭帯域光画像を観察する狭帯域光観察モードと近赤外蛍光画像を観察する近赤外光観察モードとの切替えに応じて、エタロン型の可変分光光学素子の分光特性が切替わるように構成されている。エタロン型の可変分光光学素子を構成する反射膜には、透過率の高い誘電体多層膜を用いている。また、エタロン型の可変分光光学素子において所定の波長幅で透過波長を変化させることのできる波長帯域から外れた近赤外光の波長帯域を、近赤外光観察モードにおける透過波長帯域として用いている。さらに、近赤外光観察モードでは、エタロン型の可変分光光学素子において透過ピークを白色光の波長帯域内に存在させないように、制御部を介してエタロン型の可変分光光学素子を構成する対向する基板同士の距離及び角度が制御されるように構成されている。
このため、本発明の内視鏡装置によれば、可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、近赤外蛍光画像観察においても高ＳＮで十分な明るさの画像を得ることができる。
【００２８】
図１は本発明の一実施形態にかかる内視鏡装置全体の構成を概略的に示すブロック図である。
図１の内視鏡装置は、照明部１と、光路分岐部２と、白色光画像取得部３と、少なくとも１つの可変分光光学素子４と、特殊光画像取得部５と、観察モード切替部６と、制御部７と、画像合成部８と、表示部９を有している。なお、図１中、１０は被写体としての生体組織である。
【００２９】
照明部１は、例えば、白色光源と近赤外励起光源（図示省略）、これらの光源からの光を合成するビームスプリッタなどの光路合成部（図示省略）、光路合成部で合成した光を生体組織１０に導くライトガイド（図示省略）等を有し、白色光と近赤外励起光を生体組織１０に照射することができるように構成されている。
光路分岐部２は、例えば、ビームスプリッタからなり、生体組織１０で反射した光を所定の割合で第１及び第２の光路Ｌ１，Ｌ２に分岐するとともに、生体組織１０から発生した近赤外蛍光を第２の光路のみに導くように構成されている。
白色光画像取得部３は、第１の光路Ｌ１上に配置され、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子を有してなり、生体組織１０で反射した白色光画像を取得するように構成されている。
可変分光光学素子４は、第２の光路Ｌ２上に配置され、対向する表面に反射膜として誘電体多層膜が設けられた対向する２枚の光学基板を有してなり、対向する２枚の光学基板同士の距離または角度を変えることにより分光特性が可変となる、エタロン型の可変分光光学素子として構成されている。
特殊光画像取得部５は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子を有してなり、可変分光光学素子４を透過した光を受光することで、狭帯域光画像または近赤外蛍光画像を取得するように構成されている。
観察モード切替部６は、白色光画像と共に狭帯域光画像を観察する狭帯域光観察モードと白色光画像と共に近赤外光画像を観察する近赤外光観察モードとのいずれかに観察モードを切替えるように構成されている。
制御部７は、可変分光光学素子４における対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度を制御するように構成されている。
【００３０】
ここで、図１の内視鏡装置では、可変分光光学素子４は、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を含む所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有している。そして、可変分光光学素子４は、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させ、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるようになっている。
【００３１】
なお、狭帯域光観察モード、近赤外光観察モードの選択は、図示省略した観察モード入力部により行うように構成されている。観察モード入力部（図示省略）は、観察モード切替部６に接続しており、選択した観察モード情報（狭帯域光観察モードまたは近赤外光観察モード）を観察モード切替部６に送信するようになっている。観察モード切替部６は、制御部７と接続しており、観察モード入力部を介して選択された観察モード情報（近赤外光観察モードまたは狭帯域光観察モード）に応じて可変分光光学素子４の分光特性が切替わるように、制御部７に所定の制御を行わせるようになっている。また、図１の内視鏡装置では、観察モード切替部６は、照明部１の近赤外励起光源と接続しており、観察モード入力部を介して選択された観察モード情報（近赤外光観察モードまたは狭帯域光観察モード）に応じて、照明部１の近赤外励起光源のＯＮ・ＯＦＦ制御も行うようになっている。
画像合成部８は、白色光画像取得部３が取得した白色光画像と特殊光画像取得部５が取得した特殊光画像とを合成するように構成されている。なお、画像合成部８による画像合成の態様は、例えば、白色光画像と特殊光画像を並列配置した態様でもよいし、白色光画像に特殊光画像を重畳した態様でもよい。
表示部９は、画像合成部８が合成した白色光画像と特殊光画像との合成画像を表示するように構成されている。
なお、生体組織１０は、近赤外波長帯域内における所定波長の蛍光を発する蛍光色素が標識されている。
【００３２】
このように構成された図１の内視鏡装置を用いて狭帯域光観察モード（即ち、白色光画像と共に狭帯域光画像を観察するモード）で観察を行う場合、観察者は図示省略した観察モード入力部を介して狭帯域光観察モードを選択する。観察モード入力部を介して選択された狭帯域光観察モードのモード情報は、観察モード切替部６に送信される。観察モード切替部６は、照明部１の近赤外励起光源をＯＦＦにするとともに、可変分光光学素子４の分光特性が、白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させる特性となるように、制御部７に、可変分光光学素子４における対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度を制御させる。
【００３３】
照明部１は、白色光源から出射した白色光を、光路合成部、ライトガイド等を経由させて生体組織１０に照射する。生体組織１０から反射した白色光は、光路分岐部２を介して所定の割合で第１及び第２の光路Ｌ１，Ｌ２に分岐される。光路Ｌ１を通る白色光は、白色光画像取得部３に入射する。白色光画像取得部３は、白色光画像を取得する。一方、光路Ｌ２を通る白色光は、可変分光素子４に入射する。このとき、可変分光光学素子４は、白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させる分光特性を有しているので、入射した白色光のうち、所望の狭帯域に透過ピークを持つ所定幅の透過波長を透過させる。可変分光光学素子４を透過した狭帯域光は、特殊光画像取得部５に入射する。特殊光画像取得部５は、狭帯域光画像を取得する。白色光画像取得部３が取得した白色光画像と特殊光画像取得部５が取得した狭帯域光画像は、画像合成部８を介して合成され、合成された画像は、表示部９を介して表示される。
【００３４】
また、近赤外光観察モード（即ち、白色光画像と共に近赤外蛍光画像を観察するモード）で観察を行う場合、観察者は図示省略した観察モード入力部を介して近赤外光観察モードを選択する。観察モード入力部を介して選択された近赤外光観察モードのモード情報は、観察モード切替部６に送信される。観察モード切替部６は、照明部１の近赤外励起光源をＯＮにするとともに、可変分光光学素子４の分光特性が、白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させる特性となるように、制御部７に、可変分光光学素子４における対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度を制御させる。
【００３５】
照明部１は、白色光源から出射した白色光と近赤外励起光源から出射した近赤外励起光を、光路合成部で合成し、ライトガイド等を経由させて生体組織１０に照射する。生体組織１０から反射した光は、光路分岐部２を介して所定の割合で第１及び第２の光路Ｌ１，Ｌ２に分岐される。また、生体組織１０から発生した近赤外蛍光は、光路分岐部２を介して第２の光路のみに導かれる。光路Ｌ１を通る生体組織１０からの反射光は、白色光画像取得部３に入射する。白色光画像取得部３は、白色光画像を取得する。一方、光路Ｌ２を通る生体組織１０からの反射光及び生体組織１０から発生した近赤外蛍光は、可変分光素子４に入射する。このとき、可変分光光学素子４は、白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させる分光特性を有しているので、入射した光のうち、白色光の波長帯域の光は透過させず、近赤外蛍光波長を透過させる。可変分光光学素子４を透過した近赤外蛍光は、特殊光画像取得部５に入射する。特殊光画像取得部５は、近赤外蛍光画像を取得する。白色光画像取得部３が取得した白色光画像と特殊光画像取得部５が取得した近赤外蛍光画像は、画像合成部８を介して合成され、合成された画像は、表示部９を介して表示される。
【００３６】
図１の内視鏡装置によれば、可変分光光学素子４を、対向する２枚の光学基板の表面に設ける反射膜に誘電体多層膜を用い、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも生体組織１０で反射した白色光の波長帯域を間に含む、近赤外蛍光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させ、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるように構成したので、白色光画像を常時表示しながら、同時に可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、近赤外蛍光観察時に白色光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
【００３７】
なお、図１の内視鏡装置においては、可変分光光学素子４が、近赤外光観察モードでは紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失するように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにするのが好ましい。
あるいは、図１の内視鏡装置においては、可変分光光学素子４が、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域外の所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
【００３８】
また、図１の内視鏡装置においては、可変分光光学素子４が、制御部７を介して、狭帯域光観察モードでは対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、近赤外光観察モードでは対向する２枚の光学基板同士が平行でない所定の角度に制御されるようにするのが好ましい。
狭帯域光観察モードにおいて、可変分光光学素子４を構成する対向する２枚の光学基板同士を平行に保持するようにすれば、白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを高精度に制御することができる。また、近赤外光観察モードにおいて、可変分光光学素子４を構成する対向する２枚の光学基板同士が平行でない所定の角度を持つようにすれば、白色光の波長帯域内における透過ピークをなくすことができ、その結果、白色光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を得ることができる。
【００３９】
あるいは、図１の内視鏡装置においては、可変分光光学素子４が、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
このようにしても、白色光の波長帯域内における透過ピークをなくすことができ、その結果、白色光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を得ることができる。
【００４０】
あるいは、図１の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターを、第２の光路上に設けるとともに、可変分光光学素子４が、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも長波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
あるいは、図１の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターを、第２の光路上に設けるとともに、可変分光光学素子４が、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の第１の所定の狭帯域及び白色光の波長帯域よりも長波長側の第２の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
これらのようにしても、近赤外光観察モードにおいて可変分光光学素子４が透過させうる近赤外励起波長を、近赤外励起波長をカットするフィルターで除去することができ、その結果、白色光及び近赤外励起光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を得ることができる。
【００４１】
あるいは、図１の内視鏡装置においては、可変分光光学素子４が、制御部７を介して、狭帯域光観察モードでは対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、近赤外光観察モードでは対向する２枚の光学基板同士が紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失する程度離れた所定の距離に制御されるようにしてもよい。
あるいは、図１の内視鏡装置においては、可変分光光学素子４を、直列に配置された第１の可変分光光学素子４ａと第２の可変分光光学素子４ａとで構成し、第１の可変分光光学素子４ａと第２の可変分光光学素子４ｂが、狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内において同じ所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域内において互いの透過波長が重ならない異なる所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、制御部７を介して夫々の対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
これらのようにしても、可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、近赤外蛍光観察時に白色光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
【００４２】
あるいは、図１の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターを、第２の光路上に設けるとともに、可変分光光学素子４が、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、近赤外光観察モードでは紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失し、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
このようにすると、可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、近赤外蛍光観察時に白色光及び近赤外励起光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる上、所定の波長幅で透過波長を変化させる波長帯域を短くすることができる。
【００４３】
あるいは、図１の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターを、第２の光路上に設けるとともに、可変分光光学素子４が、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトし、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
【００４４】
このようにしても、可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、近赤外蛍光観察時に白色光及び近赤外励起光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる上、所定の波長幅で透過波長を変化させる波長帯域を短くすることができる。
【００４５】
なお、これらの場合においても、可変分光光学素子４が、制御部７を介して、狭帯域光観察モードでは対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、近赤外光観察モードでは対向する２枚の光学基板同士が平行でない所定の角度に制御されるようにするのが好ましい。
あるいは、可変分光光学素子４が、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
【００４６】
なお、図１の内視鏡装置においては、光路分岐部２は、第２の光路Ｌ２に導く白色光の光学濃度がＯＤ＝２となる光学特性を持つのが好ましい。
近赤外光観察モードにおいては、エタロン型の可変分光光学素子のみによる分光では、若干、可視光波長帯域で漏れ光が生じる。しかるに、光路分岐部２の光学特性を可視光波長帯域ＯＤ＝２程度に抑えれば、近赤外光波長帯域では１００％反射することと相俟って、近赤外蛍光のＳＮが向上する。なお、この場合、狭帯域光画像が暗くなるが、特殊光画像取得部５に備わる撮像素子に高感度のものを用いれば、狭帯域光画像の観察は可能である。
【００４７】
その他、図１の内視鏡装置では、観察モード切替部６は、上述したように、照明部１の近赤外励起光源と接続しており、観察モード入力部を介して選択されたモード情報（近赤外光観察モードまたは狭帯域光観察モード）に応じて、照明部１の近赤外励起光源のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うように構成されているが、照明部１の近赤外励起光源のＯＮ・ＯＦＦ制御を行わない構成とし、常時、照明部１が生体組織１０に白色光と近赤外励起光を照射するようにしてもよい。
このようにすると、狭帯域光観察モードでは生体組織１０を反射する狭帯域光画像だけでなく、生体組織１０を反射する近赤外励起画像や生体組織１０から発生する近赤外蛍光画像も特殊光画像取得部５が取得することになるが、近赤外光は、可視波長帯域内の狭帯域光に比べて光量が格段に弱い。このため、狭帯域光画像の観察に際し、近赤外波長帯域の光がノイズ成分となっても狭帯域光画像のＳＮに大きな悪影響を及ぼすことはない。
【００４８】
次に、本発明の内視鏡装置の実施例を説明する。
図２は本発明の各実施例に共通の内視鏡装置全体の構成を示すブロック図である。
【００４９】
図２の内視鏡装置は、光源部１１と、内視鏡先端挿入部１２と、カメラアダプタ部１３と、画像処理・制御部１４と、モニタ１５を有している。
【００５０】
光源部１１は、可視波長帯域の光を発する白色光源１１ａと近赤外励起波長帯域の光を発する近赤外励起光源１１ｂを備えている。また、図２の内視鏡装置では、光源部１１は、ビームスプリッタ１１ｃを備えており、白色光源１１ａからの白色光と、近赤外励起光源１１ｂからの近赤外励起光とを合成する。なお、図２中、１１ｄはビームスプリッタ１１ｃを経た光を後述するライトガイド１２に導くレンズである。
【００５１】
内視鏡先端挿入部１２は、ライトガイド１２ａと、対物光学系１２ｂを有している。
ライトガイド１２ａは、光源部１１からの光を生体組織１０に照射する。
そして、図２の内視鏡装置では、光源部１１及びライトガイド１２ａが、図１の内視鏡装置における照明部１に相当する。
【００５２】
生体組織１０は、７７０ｎｍ〜８５０ｎｍ程度の近赤外波長帯域の蛍光を発する蛍光色素としてインドシアニングリーン（ＩＣＧ）が静脈注射によって標識されている。
【００５３】
カメラアダプタ部１３は、結像光学系１３ａと、ビームスプリッタ１３ｂと、白色光観察用ＣＣＤ１３ｃと、可変分光光学素子１３ｄと、特殊光観察用ＣＣＤ１３ｅを備えている。
結像光学系１３ａは、対物光学系１２ｂを経由した生体組織１０からの光を白色光観察用ＣＣＤ１３ｃ、特殊光観察用ＣＣＤ１３ｅの夫々の撮像面に結像する。
ビームスプリッタ１３ｂは、図１の内視鏡装置における光路分岐部２に相当し、生体組織１０で反射した光を所定の割合で第１及び第２の光路Ｌ１，Ｌ２に分けるとともに、生体組織１０から発生した近赤外蛍光を第２の光路Ｌ２のみに導くように構成されている。図２の例では、ビームスプリッタ１３ｂは、生体組織１０で反射した光のうち９０％の光を透過して第１の光路Ｌ１に導き、１０％の光を反射して第２の光路Ｌ２に導く。また、ビームスプリッタ１３ｂは、生体組織１０から発生した近赤外蛍光を１００％反射して第２の光路Ｌ２に導く。
白色光観察用ＣＣＤ１３ｃは、第１の光路Ｌ１上に配置され、生体組織１０で反射した白色光の画像を撮像する。
【００５４】
可変分光光学素子１３ｄは、図１の内視鏡装置における可変分光光学素子４に相当し、第２の光路Ｌ２上に配置され、対向する表面に反射膜として誘電体多層膜１３ｄ１１，１３ｄ２１が設けられた対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２を有してなり、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の距離または角度を、後述する制御部を介して変更することにより分光特性が可変となる、エタロン型の可変分光光学素子として構成されている。
なお、エタロン型の可変分光光学素子とは、光の干渉を利用する分光光学素子であり、対向するように配置された一対のミラー面の間隔を変化させることによって、透過又は反射し得る光の波長を変化させることができる分光光学素子である。
特殊光観察用ＣＣＤ１３ｅは、可変分光光学素子１３ｄを透過した光を受光し、狭帯域光画像または近赤外蛍光画像を撮像する。
【００５５】
画像処理・制御部１４は、その内部に白色光画像生成部１４ａと、狭帯域光観察モード制御部１４ｂと、近赤外光観察モード制御部１４ｃと、特殊光画像生成部１４ｄと、画像合成部１４ｅと、観察モード切替部１４ｆを備えるとともに、その外部に観察モード入力部１４ｇを備えている。
白色光画像生成部１４ａは、白色光観察用ＣＣＤ１３ｃが撮像した信号に対して所定の画像変換処理を行い、白色光画像を生成する。
そして、図２の内視鏡装置では、白色光観察用ＣＣＤ１３ｃ及び白色光画像生成部１４ａが、図１の内視鏡装置における白色光画像取得部３に相当する。
【００５６】
狭帯域光観察モード制御部１４ｂは、狭帯域光観察モード（即ち、白色光画像と共に狭帯域光画像を観察する観察モード）において駆動し、可変分光光学素子１３ｄが、白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させる分光特性を持つように、可変分光光学素子１３ｄにおける対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の距離及び角度を制御する。
近赤外光観察モード制御部１４ｃは、近赤外光観察モード（即ち、白色光画像と共に近赤外光画像を観察する観察モード）において駆動し、可変分光光学素子１３ｄが、白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させる分光特性を持つように、可変分光光学素子１３ｄにおける対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の距離及び角度を制御する。
そして、図２の内視鏡装置では、狭帯域光観察モード制御部１４ｂ及び近赤外光観察モード制御部１４ｃが、図１の内視鏡装置における制御部７に相当する。
【００５７】
観察モード切替部１４ｆは、図１の内視鏡装置における観察モード切替部６に相当し、観察モード入力部１４ｇ、近赤外励起光源１１ｂ、狭帯域光観察モード制御部１４ｂ、近赤外光観察モード制御部１４ｃと接続している。そして、観察モード切替部１４ｆは、観察モード入力部１４ｇを介して選択されたモード情報（近赤外光観察モードまたは狭帯域光観察モード）に応じて、光源部１１の近赤外励起光源１１ｂのＯＮ・ＯＦＦ制御を行うとともに、近赤外光観察モード制御部１４ｃ及び狭帯域光観察モード制御部１４ｂの駆動切替制御を行うようになっている。
詳しくは、観察モード切替部１４ｆは、観察モード入力部１４ｇを介して選択されたモード情報が近赤外光観察モードのときには、光源部１１の近赤外励起光源１１ｂをＯＮにするとともに、近赤外光観察モード制御部１４ｃをＯＮ、狭帯域光観察モード制御部１４ｂをＯＦＦにする。また、観察モード切替部１４ｆは、観察モード入力部１４ｇを介して選択されたモード情報が狭帯域光観察モードのときには、光源部１１の近赤外励起光源１１ｂをＯＦＦにするとともに、近赤外光観察モード制御部１４ｃをＯＦＦ、狭帯域光観察モード制御部１４ｂをＯＮにする。
【００５８】
特殊光画像生成部１４ｄは、特殊光観察用ＣＣＤ１３ｅが撮像した信号に対して所定の画像変換処理を行い、特殊光画像を生成する。
そして、図２の内視鏡装置では、特殊光観察用ＣＣＤ１３ｅ及び特殊光画像生成部１４ｄが、図１の内視鏡装置における特殊光画像取得部５に相当する。
画像合成部１４ｅは、図１の内視鏡装置における画像合成部８に相当し、白色光画像生成部１４ａが生成した白色光画像と特殊光画像生成部１４ｄが生成した特殊光画像とを合成するように構成されている。なお、画像合成部１４ｅによる画像合成の態様は、例えば、白色光画像と特殊光画像を並列配置した態様でもよいし、白色光画像に特殊光画像を重畳した態様でもよい。
モニタ１５は、図１の内視鏡装置における表示部９に相当し、画像合成部１４ｅが合成した白色光画像と特殊光画像との合成画像を表示する。
【００５９】
実施例１
図３は本発明の実施例１の内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフである。なお、上述したように、図２に示した基本構成は、以下の各実施例において共通である。
【００６０】
実施例１の内視鏡装置では、図３(a)に示すように、白色光源１１ａは、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視波長帯域の光を発する。また、近赤外励起光源１１ｂは、７５０ｎｍの近赤外励起波長帯域の光を発する。
狭帯域光観察モード制御部１４ｂは、狭帯域光観察モード（即ち、白色光画像と共に狭帯域光画像を観察する観察モード）において、可変分光光学素子１３ｄが、図３(c)に示すように、生体組織１０で反射した白色光の波長帯域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）内における所定の狭帯域に例えば２０ｎｍの半値幅で透過ピークを持つように、図３(b)に示すように、可変分光光学素子１３ｄにおける対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながら所定の距離に制御する。
また、近赤外光観察モード制御部１４ｃは、近赤外光観察モード（即ち、白色光画像と共に近赤外光画像を観察する観察モード）において、可変分光光学素子１３ｄが、図３(e)に示すように、生体組織１０で反射した白色光の波長帯域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）内における透過ピークを消失させるように、図３(d)に示すように、可変分光光学素子１３ｄにおける対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士が平行でない所定の角度（図３(d)では約３０秒程度）に制御する。
なお、可変分光光学素子１３ｄは、狭帯域光観察モード、近赤外光観察モードのいずれにおいても、７７０ｎｍ以上の近赤外波長帯域の光を透過する光学特性を有している。
【００６１】
実施例１の内視鏡装置によれば、可変分光光学素子１３ｄが、生体組織１０から発生した７７０ｎｍ以上の近赤外蛍光波長帯域の光を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外蛍光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、狭帯域光観察モード制御部１４ｂ、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の距離及び角度が制御されることにより、狭帯域光観察モードと近赤外光観察モードに応じて、分光特性を切り替えることができるように構成され、近赤外光観察モード制御部１４ｃが、近赤外光観察モードで駆動し、生体組織１０で反射した白色光の波長帯域内における透過ピークを消失させ、且つ、生体組織１０から発生した近赤外蛍光波長を透過させるように、可変分光光学素子１３ｄの分光特性を切替えるので、可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、近赤外蛍光観察時に白色光のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
【００６２】
なお、実施例１の内視鏡装置における近赤外光観察モード制御部１４ｃによる近赤外光観察モードでの可変分光光学素子１３ｄに対して行う、白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させないようにするための制御は、図３の例に限定されるものではなく、例えば、次に説明する実施例１の変形例１、２のようにしてもよい。
【００６３】
図４は実施例１の変形例１にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフである。
【００６４】
実施例１の変形例１
実施例１の変形例１の内視鏡装置では、図４(d)に示すように、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードでは対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士が紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失する程度離れた所定の距離（例えば、１０ｎｍ）に制御されるように構成されている。
紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークを消失させるには、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながら、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の面間隔を紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域の光のコヒーレンス長（可干渉距離）よりも大きく離せばよい。生体からの反射光および蛍光は、共に様々な位相の光からなり、位相が揃ってなくコヒーレンス長が短い。このため、２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の面間隔を数μｍから数１０μｍ程度離すと、紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域の光が共振できなくなり、透過ピークが存在しなくなる。このため、近赤外光観察モードにおいて、白色光源１１ａに加えて近赤外励起光源１１ｂがＯＮされたときに、可変分光光学素子１３ｄに入射した光のうち、近赤外蛍光のみを透過させることができる。
その他の構成及び作用効果は、実施例１の内視鏡装置と略同じである。
【００６５】
実施例１の変形例２
図５は実施例１の変形例２にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフである。
【００６６】
実施例１の変形例２の内視鏡装置では、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域（例えば、図５では３８０ｎｍ）に透過ピークがシフトするように、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながらその間隔を狭めるように制御される構成となっている。
【００６７】
実施例１の変形例２の内視鏡装置によれば、近赤外光観察モード（近赤外光観察モード）において、可変分光光学素子１３ｄは、白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域（例えば、図５では３８０ｎｍ）に透過ピークが存在するが、近赤外光観察モードにおいて白色光源１１ａに加えて近赤外励起光源１１ｂがＯＮされたときに、可変分光光学素子１３ｄに入射する光は、生体組織１０で反射した４００ｎｍ〜７００ｎｍの白色光の波長帯域の光と、７５０ｎｍの近赤外励起波長帯域の光と、生体組織１０から発生する７７０ｎｍ以上の近赤外蛍光波長帯域の光であり、白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域（例えば、図５では３８０ｎｍ）の光は存在しない。
このため、実施例１の変形例２の内視鏡装置によっても、可変分光光学素子１３ｄに入射した光のうち、近赤外蛍光のみを透過させることができる。
その他の構成及び作用効果は、実施例１の内視鏡装置と略同じである。
【００６８】
なお、実施例１及びその変形例１，２の内視鏡装置においては、生体組織１０で反射した近赤外励起光の波長帯域の光をカットする特性を持つ近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを第２の光路Ｌ２上に設けてもよい。
近赤外光観察モードにおいては、可変分光光学素子１３ｄのみによる分光では、若干の漏れ光が生じうる。特に、実施例１の変形例１，２においては、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の面間隔を離していく、あるいは近づけていく過程において、透過ピークが紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域で移動し、そのときに漏れた近赤外蛍光波長帯域以外の波長帯域の光が、ノイズ成分となって近赤外蛍光のＳＮに悪影響を与えるおそれがある。しかるに、第２の光路Ｌ２上に近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを設ければ、近赤外蛍光波長帯域の近傍のノイズ成分を除去できるので、近赤外蛍光のＳＮがさらに向上する。
【００６９】
実施例２
図６は本発明の実施例２の内視鏡装置全体の構成を示すブロック図、図７は実施例２の内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外励起光カットフィルタの分光透過率を示すグラフ、(c)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(e)は近赤外光観察モードにおいて近赤外励起光カットフィルタの光学特性と可変分光光学素子の光学特性とを合わせた光学特性を示すグラフである。
【００７０】
実施例２の内視鏡装置は、図６に示すように、図７(b)に示す生体組織１０で反射した近赤外励起光の波長帯域（例えば、図７(b)では７００ｎｍ〜７８０ｎｍ）の光をカットする特性を持つ近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを第２の光路Ｌ２上に備えている。
また、近赤外光観察モード制御部１４ｃは、近赤外光観察モード（即ち、白色光画像と共に近赤外光画像を観察する観察モード）において、可変分光光学素子１３ｄが、図７(d)に示すように、透過ピークを生体組織１０で反射した白色光の波長帯域よりも長波長側の近赤外励起光の波長帯域（例えば、図７(d)では７４０ｎｍ）にシフトさせるように、可変分光光学素子１３ｄにおける対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながらその間隔を拡げて所定の距離に制御する。
このように、実施例２の内視鏡装置は、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードにおいて、可変分光光学素子１３ｄの透過ピークが近赤外励起光カットフィルタ１３ｆの遮蔽波長帯域にシフトするように構成されている。
【００７１】
実施例２の内視鏡装置では、第２の光路Ｌ２上に、生体組織１０で反射した近赤外励起光の波長をカットする近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを備え、近赤外光観察モード制御部１４ｃが、近赤外光観察モードにおいて、可変分光光学素子１３ｄを、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながら間隔を拡げて、透過ピークを生体組織１０で反射した白色光の波長帯域よりも長波長側の近赤外励起光の波長帯域にシフトさせるようにしたので、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外光観察モードにおいて、近赤外蛍光の他に近赤外励起光を透過させることになる。しかし、第２の光路Ｌ２上に備えた、近赤外励起光カットフィルタ１３ｆが近赤外励起光をカットする。その結果、可変分光光学素子１３ｄ、近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを経て特殊光画像取得部５の撮像面に入射する光は近赤外蛍光のみとなる。
このため、実施例２の内視鏡装置によれば、近赤外蛍光観察時に白色光及び近赤外励起光のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
その他の構成及び作用効果は、実施例１の内視鏡装置と略同じである。
【００７２】
なお、実施例２の内視鏡装置における近赤外光観察モード制御部１４ｃによる近赤外光観察モードでの可変分光光学素子１３ｄに対して行う、白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させないようにするための制御は、図７の例に限定されるものではなく、例えば、次に説明する実施例２の変形例１、２のようにしてもよい。
【００７３】
実施例２の変形例１
図８は実施例２の変形例１にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外励起光カットフィルタの分光透過率を示すグラフ、(c)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(e)は近赤外光観察モードにおいて近赤外励起光カットフィルタの光学特性と可変分光光学素子の光学特性とを合わせた光学特性を示すグラフである。
【００７４】
実施例２の変形例１の内視鏡装置では、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の狭帯域（例えば、図８(d)では３７０ｎｍ）と、白色光の波長帯域よりも長波長側の近赤外励起光の波長帯域（例えば、図８(d)では７４０ｎｍ）とに、透過ピークがシフトするように、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながらその間隔を拡げるように制御される構成となっている。
【００７５】
実施例２の変形例１の内視鏡装置では、第２の光路Ｌ２上に、生体組織１０で反射した近赤外励起光の波長をカットする近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを備え、近赤外光観察モード制御部１４ｃが、近赤外光観察モードにおいて、可変分光光学素子１３ｄを、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながらその間隔を拡げて、透過ピークを生体組織１０で反射した白色光の波長帯域よりも短波長側の狭帯域及び長波長側の近赤外励起光の波長帯域にシフトさせるようにしたので、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外光観察モードにおいて、白色光の波長帯域よりも短波長側の狭帯域に透過ピークが存在するとともに、近赤外蛍光の他に近赤外励起光を透過させることになる。しかし、近赤外光観察モードにおいて白色光源１１ａに加えて近赤外励起光源１１ｂがＯＮされたときに、可変分光光学素子１３ｄに入射する光は、生体組織１０で反射した４００ｎｍ〜７００ｎｍの白色光の波長帯域の光と、７５０ｎｍの近赤外励起波長帯域の光と、生体組織１０から発生する７７０ｎｍ以上の近赤外蛍光波長帯域の光であり、白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域（例えば、図８では３７０ｎｍ）の光は存在しない。また、第２の光路Ｌ２上に備えた、近赤外励起光カットフィルタ１３ｆが近赤外励起光をカットする。その結果、可変分光光学素子１３ｄ、近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを経て特殊光画像取得部５の撮像面に入射する光は近赤外蛍光のみとなる。
このため、実施例２の変形例１の内視鏡装置によれば、近赤外蛍光観察時に白色光及び近赤外励起光のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
その他の構成及び作用効果は、実施例２の内視鏡装置と略同じである。
【００７６】
実施例２の変形例２
図９は実施例２の変形例２にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外励起光カットフィルタの分光透過率を示すグラフ、(c)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(e)は近赤外光観察モードにおいて近赤外励起光カットフィルタの光学特性と可変分光光学素子の光学特性とを合わせた光学特性を示すグラフである。
【００７７】
実施例２の変形例２の内視鏡装置では、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有する。また、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、狭帯域光観察モードでは対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながら所定の距離に制御されることにより、白色光の波長帯域内（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、近赤外光観察モードでは図９(d)に示すように、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士が平行でない所定の角度（図９(d)では約３０秒程度）に制御されることにより、紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内（３８０ｎｍ〜７００ｎｍ）において透過ピークが消失し、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるように構成されている。
【００７８】
実施例２の変形例２の内視鏡装置では、近赤外光観察モードにおいて、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外励起波長の他に近赤外蛍光波長を透過させることになる。しかし、第２の光路Ｌ２上に備えた、近赤外励起光カットフィルタ１３ｆが近赤外励起光をカットする。その結果、可変分光光学素子１３ｄ、近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを経て特殊光画像取得部５の撮像面に入射する光は近赤外蛍光のみとなる。
このため、実施例２の変形例２の内視鏡装置によれば、近赤外蛍光観察時に白色光及び近赤外励起光のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
【００７９】
また、実施例２の変形例２の内視鏡装置によれば、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有する範囲を、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側に狭めたので、その分、可変分光光学素子１３ｄにおける対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２の表面に設ける反射膜として蒸着する誘電体物質１３ｄ１１，１３ｄ２１の屈折率差を大きくとらずに済み、製造し易くなる。
【００８０】
なお、図９の例では、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外光観察モードにおいて、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士が平行でない所定の角度（例えば、図９(d)では約３０秒程度）に制御されることにより、紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内（３８０ｎｍ〜７００ｎｍ）において透過ピークが消失するように構成されているが、紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内（３８０ｎｍ〜７００ｎｍ）において透過ピークが存在しない状態にすることができればよい。例えば、図５(d)に示したように、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながらその間隔を狭めるように制御されるようにしてもよい。
その他の構成及び作用効果は、実施例２の内視鏡装置と略同じである。
【００８１】
実施例３
図１０は本発明の実施例３の内視鏡装置全体の構成を示すブロック図、図１１は実施例３の内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外光観察モードでの第１の可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は近赤外光観察モードでの第１の可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの第２の可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの第１の可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(f)は近赤外光観察モードにおける第１の可変分光光学素子の分光特性と第２の可変分光光学素子の分光特性とを合わせた分光特性を示すグラフである。
【００８２】
実施例３の内視鏡装置は、可変分光光学素子１３ｄが、直列に配置された第１の可変分光光学素子１３ｄ’と第２の可変分光光学素子１３ｄ”とで構成されている。第１の可変分光光学素子１３ｄ’は、対向する表面に反射膜として誘電体多層膜１３ｄ１１’，１３ｄ２１’が設けられた対向する２枚の光学基板１３ｄ１’，１３ｄ２’を有してなり、対向する２枚の光学基板１３ｄ１’，１３ｄ２’同士の距離または角度を変えることにより分光特性が可変となる、エタロン型の可変分光光学素子として構成されている。第２の可変分光光学素子１３ｄ”は、対向する表面に反射膜として誘電体多層膜１３ｄ１１”，１３ｄ２１”が設けられた対向する２枚の光学基板１３ｄ１”，１３ｄ２”を有してなり、対向する２枚の光学基板１３ｄ１”，１３ｄ２”同士の距離または角度を変えることにより分光特性が可変となる、エタロン型の可変分光光学素子として構成されている。
【００８３】
また、第１の可変分光光学素子１３ｄ’と第２の可変分光光学素子１３ｄ”は、狭帯域光観察モードでは狭帯域光観察モード制御部１４ｂを介して、白色光の波長帯域内において互いに同じ所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、近赤外光観察モードでは近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、図１１(c)、図１１(e)に示すように、白色光の波長帯域内において互いの透過波長が重ならない異なる所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、夫々の対向する２枚の光学基板同士（図１１(b)に示す光学基板１３ｄ１’，１３ｄ２’同士、及び図９(d)に示す光学基板１３ｄ１”，１３ｄ２”同士）の距離及び角度が制御されるようになっている。
【００８４】
より詳しくは、図１１の例では、第１の可変分光光学素子１３ｄ’は、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードでは、図１１(c)に示すように、白色光の波長帯域内における第１の狭帯域Ａ１を透過するように、図１１(b)に示すように、対向する２枚の光学基板１３ｄ１’，１３ｄ２’同士を平行に保持しながらその間隔が第１の距離Ｄ１離れるように制御される構成となっている。また、第２の可変分光光学素子１３ｄ”は、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードでは、図１１(e)に示すように、白色光の波長帯域内における第１の狭帯域Ａ１とは重ならない第２の狭帯域Ａ２（図１１(e)の例では、図１１(c)に示すピーク波長の波長帯域から、ピーク波長の半値幅の２倍以上である５０ｎｍ離れた波長帯域としてある）を透過するように、図１１(b)に示すように、対向する２枚の光学基板１３ｄ１’，１３ｄ２’同士を平行に保持しながらその間隔が第１の所定距離Ｄ１とは異なる第２の距離Ｄ２離れるように制御される構成となっている。
その他の構成は、図２に示したとおりである。
【００８５】
実施例３の内視鏡装置では、近赤外光観察モードでは、可変分光光学素子１３ｄに入射する光のうち、白色光の波長帯域の光が、直列に配置された第１の可変分光光学素子１３ｄ’と第２の可変分光光学素子１３ｄ”のいずれかでカットされる。その結果、第１の可変分光光学素子１３ｄ’と第２の可変分光光学素子１３ｄ”を経て特殊光画像取得部５の撮像面に入射する光は近赤外蛍光のみとなる。
このため、実施例３の内視鏡装置によれば、近赤外蛍光観察時に白色光のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
その他の構成及び作用効果は、実施例１の内視鏡装置と略同じである。
【００８６】
なお、上記各実施例の内視鏡装置の説明においては、生体組織１０に近赤外蛍光観察用の蛍光成分として、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）を用いたが、ＩＣＧの代わりに、例えば、腫瘍部に蓄積する蛍光薬剤を用いて、腫瘍部を発光させて強調表示させる特殊光観察を行うようにしてもよい。
【００８７】
また、上記各実施例の内視鏡装置では、特殊光観察において、観察モード入力部１４ｇが狭帯域光観察モードと近赤外光観察モードのいずれかを入力できる構成としたが、さらに、白色光画像と共に狭帯域光画像観察と近赤外蛍光画像観察などの複数の特殊光画像を観察するモードを第３のモードとして選択できるようにするとともに、第３の観察モードにおいて、観察モード切替部１４ｆが狭帯域光観察モードと近赤外光観察モードなどの複数の特殊光観察モードを時分割で切り替えて、複数の特殊光観察画像を時分割で取得できるようにし、白色光画像上に時分割で取得した複数の特殊光画像を重畳させるようにするとよい。
詳しくは、観察モード入力部１４ｇを介して第３のモードが選択された場合、観察モード切替部１４ｆが、光源部１１の近赤外励起光源１１ｂのＯＮ・ＯＦＦ制御を例えば１ｍｓ未満の時間的な間隔でもって連続して行うとともに、近赤外光観察モード制御部１４ｃ、狭帯域光観察モード制御部１４ｂの駆動切替制御を行う。
可変分光光学素子は、電気的な制御により狭帯域光観察モードや近赤外光観察モードを１ｍｓ未満の時間的な間隔で高速に切り替えることができる。このため、観察モード切替部１４ｆが狭帯域光観察モードと近赤外光観察モードなどの複数の特殊光観察モードを時分割で切り替えるようにすれば、白色光画像と共に取得する特殊光画像として、高フレームレートな狭帯域光画像及び近赤外蛍光画像などの複数の特殊光画像を取得できる。
【００８８】
その他、上記各実施例の内視鏡装置は、光路分岐部が、第２の光路Ｌ２に導く白色光の光学濃度がＯＤ＝２となる光学特性を持つようにしてもよい。
詳しくは、ビームスプリッタ１３ｂは、例えば、可視光領域での反射率が１０％、近赤外領域での反射率が１００％の反射率特性を持つようにするとよい。
近赤外光観察モードにおいては、可変分光光学素子のみによる分光では、若干、可視光領域で漏れ光が生じる。しかるに、ビームスプリッタ１３ｂの光学特性を可視光領域ＯＤ＝２程度に抑え、近赤外領域では１００％反射するようにすれば、近赤外蛍光のＳＮが向上する。なお、この場合、狭帯域光画像が暗くなるが、特殊光観察用ＣＣＤ１３ｅに高感度のものを用いれば、狭帯域光画像の観察は可能である。
【００８９】
以上、本発明の内視鏡装置の実施形態及び実施例を説明したが、本発明の内視鏡装置は、これらに限定されるものではなく、各実施形態及び実施例における特徴的な構成を組み合わせたものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の内視鏡装置は、生体組織に励起光及び可視光を照射し、前記生体組織の白色光画像を常時表示させ、且つ、狭帯域光画像や近赤外蛍光画像などの特殊光画像を同時に表示させる内視鏡装置に有用である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 照明部
２ 光路分岐部
３ 白色光画像取得部
４ 可変分光光学素子
５ 特殊光画像取得部
６ 制御部
７ 画像合成部
８ 表示部
１０ 生体組織
１１ 光源部
１１ａ 白色光源
１１ｂ 近赤外励起光源
１１ｃ ビームスプリッタ
１１ｄ レンズ
１２ 内視鏡先端挿入部
１２ａ ライトガイド
１２ｂ 対物光学系
１３ カメラアダプタ部
１３ａ 結像光学系
１３ｂ ビームスプリッタ
１３ｃ 白色光観察用ＣＣＤ
１３ｄ，１３ｄ’，１３ｄ” 可変分光光学素子
１３ｄ１，１３ｄ２，１３ｄ１’，１３ｄ２’，１３ｄ１”，１３ｄ２” 光学基板
１３ｄ１１，１３ｄ２１，１３ｄ１１’，１３ｄ２１’，１３ｄ１１”，１３ｄ２１”
誘電体多層膜
１３ｅ 特殊光観察用ＣＣＤ
１３ｆ 近赤外励起光カットフィルタ
１４ 画像処理・制御部
１４ａ 白色光画像生成部
１４ｂ 狭帯域光観察モード制御部
１４ｃ 近赤外光観察モード制御部
１４ｄ 特殊光画像生成部
１４ｅ 画像合成部
１４ｆ 観察モード切替部
１４ｇ 観察モード入力部
１５ モニタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織に近赤外励起光及び可視光を照射し、生体組織の白色光画像を表示装置に常時表示させると同時に、狭帯域光画像又は近赤外蛍光画像などの特殊光画像を表示装置に表示させる内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡を用いた観察においては、がんなど微細病変の早期発見や術前の病変範囲の精密診断などのために、通常光観察とは異なる光の波長制御を行うことで、組織の特定の構造を強調して表示させて行う観察、いわゆる「特殊光観察」が広く行なわれている。
【０００３】
特殊光観察としては、例えば、血液中のヘモグロビンに吸収されやすい４００ｎｍ程度の光の狭帯域光画像を取得することで、粘膜表層の毛細血管を強調表示させる、或いはヘモグロビンに吸収されやすい５５０ｎｍ程度の光の狭帯域光画像を取得することで、組織の中層領域の血管を強調表示させて行う、狭帯域光観察（ＮＢＩ）や、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の蛍光物質を静脈注射し、８００ｎｍ程度の近赤外励起光を照射した際に発生する８５０ｎｍ程度の近赤外蛍光画像を取得することで深部血管を観察する、近赤外蛍光観察といったような観察がある。
【０００４】
また、医師等の観察者においては、生体における病変部の位置を正確に把握しやすくするために、通常光観察に用いられる生体組織の白色光画像を表示装置に常時表示させることが必要とされる。
【０００５】
このため、内視鏡装置には、白色光画像を表示装置に常時表示し、必要に応じて、特殊光画像を白色光画像とともに別の画面に同時に表示させる、或いは白色光画像上に重畳表示させることが望まれている。
【０００６】
ところで、従来、分光画像を取得する光学素子として、例えば、特許文献１、２に記載のエタロン型の分光光学素子が知られている。
エタロン型の分光光学素子は、光透過物質からなる対向する２枚の基板上に反射膜を備え、反射膜を設けた基板の間隔に応じて特定の波長の光を透過させることができる分光透過率可変素子である。
エタロン型の分光光学素子に設ける反射膜には、特許文献２では金属反射膜、あるいは特許文献１では誘電体多層膜が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１４８５２８号公報
【特許文献２】特開平１−９４３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、エタロン型の分光光学素子を用いて、上述したようなすべての特殊光画像を取得できるようにするには、可視光から近赤外蛍光に至るまでの広い波長帯域（４００ｎｍ〜９００ｎｍ）にわたって所定の波長幅で透過波長を変化させることのできる特性を持たせる必要がある。
【０００９】
しかるに、特許文献１に示すような誘電体多層膜を用いて幅広い波長帯域にわたり所定の波長幅で透過波長を変化させることのできる特性を持つ反射膜を設計するには、蒸着物質の屈折率差を大きくとる必要があるが、現在の誘電体多層膜の製造に使用できる蒸着物質の屈折率差には限りがあるため、実現が困難である。
【００１０】
また、幅広い波長帯域にわたり所定の波長幅で透過波長を変化させることのできる特性を持つ反射膜を設計するために、特許文献２に示すような、銀（Ａｇ）やアルミ（Ａｌ）などの金属反射膜をエタロン型の分光光学素子に設ける反射膜として基板にコートした場合、コート物質自体が光を吸収することにより透過率が５０％前後に低くなるため、特殊光観察における十分な明るさの画像を得ることができない。特に、近赤外領域の蛍光は、強度が低く、しかも、蛍光画像の取得に用いられる撮像素子の分光感度も低いため、十分な信号強度を得ることができず、例えば、他の波長帯域からの漏れ光などのノイズ成分の影響を大きくうけてＳＮが低下し易い。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、白色光画像を常時表示しながら、同時に可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、高ＳＮで明るい近赤外蛍光画像を取得可能な内視鏡装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明による内視鏡装置は、被写体に白色光と近赤外励起光を照射する照明部と、前記被写体で反射した光を第１及び第２の光路に分岐し、且つ、前記被写体から発生した近赤外蛍光を前記第２の光路のみに導く光路分岐部と、前記第１の光路上に配置され、前記被写体で反射した白色光画像を取得する白色光画像取得部と、前記第２の光路上に配置され、対向する表面に誘電体多層膜が設けられた対向する２枚の光学基板を有してなり、前記対向する２枚の光学基板同士の距離または角度を変えることにより分光特性が可変となる、少なくとも１つの可変分光光学素子と、前記可変分光光学素子を透過した光を受光し、狭帯域光画像または近赤外蛍光画像を取得する特殊光画像取得部と、白色光画像と共に狭帯域光画像を観察する狭帯域光観察モードと白色光画像と共に近赤外光画像を観察する近赤外光観察モードとのいずれかに観察モードを切替える観察モード切替部と、観察モード切替部による観察モードの切替えに応じて、前記可変分光光学素子における前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度を制御する制御部を有し、前記可変分光素子は、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外蛍光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させ、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、前記近赤外光観察モードでは紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失するように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるのが好ましい。
【００１４】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域外の所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるのが好ましい。
【００１５】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が平行でない所定の角度に制御されるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるのが好ましい。
【００１７】
また、本発明の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、前記可変分光光学素子は、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも長波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるのが好ましい。
【００１８】
また、本発明の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、前記可変分光光学素子は、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の第１の所定の狭帯域及び白色光の波長帯域よりも長波長側の第２の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるのが好ましい。
【００１９】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失する程度離れた所定の距離に制御されるのが好ましい。
【００２０】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、直列に配置された第１の可変分光光学素子と第２の可変分光光学素子からなり、前記第１の可変分光光学素子と前記第２の可変分光光学素子は、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内において互いに同じ所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域内において互いの透過波長が重ならない異なる所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、前記制御部を介して夫々の前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、前記可変分光光学素子は、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、前記近赤外光観察モードでは紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失し、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるのが好ましい。
【００２２】
また、本発明の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、前記可変分光光学素子は、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、前記近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトし、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるのが好ましい。
【００２３】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失する程度離れた所定の距離に制御されるのが好ましい。
【００２４】
また、本発明の内視鏡装置においては、前記観察モード切替部が、前記狭帯域光観察モードと前記近赤外光観察モードとを時分割で切替えるように構成されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、白色光画像を常時表示しながら、同時に可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、高ＳＮで明るい近赤外蛍光画像を取得可能な内視鏡装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内視鏡装置全体の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の各実施例に共通の内視鏡装置全体の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１の内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフである。
【図４】実施例１の変形例１にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフである。
【図５】実施例１の変形例２にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例２の内視鏡装置全体の構成を示すブロック図である。
【図７】実施例２の内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外励起光カットフィルタの分光透過率を示すグラフ、(c)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(e)は近赤外光観察モードにおいて近赤外励起光カットフィルタの光学特性と可変分光光学素子の光学特性とを合わせた光学特性を示すグラフである。
【図８】実施例２の変形例１にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外励起光カットフィルタの分光透過率を示すグラフ、(c)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(e)は近赤外光観察モードにおいて近赤外励起光カットフィルタと可変分光光学素子の両方を透過する波長帯域を示すグラフである。
【図９】実施例２の変形例２にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外励起光カットフィルタの分光透過率を示すグラフ、(c)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(e)は近赤外光観察モードにおいて近赤外励起光カットフィルタの光学特性と可変分光光学素子の光学特性とを合わせた光学特性を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例３の内視鏡装置全体の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施例３の内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外光観察モードでの第１の可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は近赤外光観察モードでの第１の可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの第２の可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの第１の可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(f)は近赤外光観察モードにおける第１の可変分光光学素子の分光特性と第２の可変分光光学素子の分光特性とを合わせた分光特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の内視鏡装置は、エタロン型の可変分光光学素子を介して特殊光画像の観察を行い、特殊光観察モードにおける白色光の波長帯域内の狭帯域光画像を観察する狭帯域光観察モードと近赤外蛍光画像を観察する近赤外光観察モードとの切替えに応じて、エタロン型の可変分光光学素子の分光特性が切替わるように構成されている。エタロン型の可変分光光学素子を構成する反射膜には、透過率の高い誘電体多層膜を用いている。また、エタロン型の可変分光光学素子において所定の波長幅で透過波長を変化させることのできる波長帯域から外れた近赤外光の波長帯域を、近赤外光観察モードにおける透過波長帯域として用いている。さらに、近赤外光観察モードでは、エタロン型の可変分光光学素子において透過ピークを白色光の波長帯域内に存在させないように、制御部を介してエタロン型の可変分光光学素子を構成する対向する基板同士の距離及び角度が制御されるように構成されている。
このため、本発明の内視鏡装置によれば、可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、近赤外蛍光画像観察においても高ＳＮで十分な明るさの画像を得ることができる。
【００２８】
図１は本発明の一実施形態にかかる内視鏡装置全体の構成を概略的に示すブロック図である。
図１の内視鏡装置は、照明部１と、光路分岐部２と、白色光画像取得部３と、少なくとも１つの可変分光光学素子４と、特殊光画像取得部５と、観察モード切替部６と、制御部７と、画像合成部８と、表示部９を有している。なお、図１中、１０は被写体としての生体組織である。
【００２９】
照明部１は、例えば、白色光源と近赤外励起光源（図示省略）、これらの光源からの光を合成するビームスプリッタなどの光路合成部（図示省略）、光路合成部で合成した光を生体組織１０に導くライトガイド（図示省略）等を有し、白色光と近赤外励起光を生体組織１０に照射することができるように構成されている。
光路分岐部２は、例えば、ビームスプリッタからなり、生体組織１０で反射した光を所定の割合で第１及び第２の光路Ｌ１，Ｌ２に分岐するとともに、生体組織１０から発生した近赤外蛍光を第２の光路のみに導くように構成されている。
白色光画像取得部３は、第１の光路Ｌ１上に配置され、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子を有してなり、生体組織１０で反射した白色光画像を取得するように構成されている。
可変分光光学素子４は、第２の光路Ｌ２上に配置され、対向する表面に反射膜として誘電体多層膜が設けられた対向する２枚の光学基板を有してなり、対向する２枚の光学基板同士の距離または角度を変えることにより分光特性が可変となる、エタロン型の可変分光光学素子として構成されている。
特殊光画像取得部５は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子を有してなり、可変分光光学素子４を透過した光を受光することで、狭帯域光画像または近赤外蛍光画像を取得するように構成されている。
観察モード切替部６は、白色光画像と共に狭帯域光画像を観察する狭帯域光観察モードと白色光画像と共に近赤外光画像を観察する近赤外光観察モードとのいずれかに観察モードを切替えるように構成されている。
制御部７は、可変分光光学素子４における対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度を制御するように構成されている。
【００３０】
ここで、図１の内視鏡装置では、可変分光光学素子４は、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を含む所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有している。そして、可変分光光学素子４は、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させ、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるようになっている。
【００３１】
なお、狭帯域光観察モード、近赤外光観察モードの選択は、図示省略した観察モード入力部により行うように構成されている。観察モード入力部（図示省略）は、観察モード切替部６に接続しており、選択した観察モード情報（狭帯域光観察モードまたは近赤外光観察モード）を観察モード切替部６に送信するようになっている。観察モード切替部６は、制御部７と接続しており、観察モード入力部を介して選択された観察モード情報（近赤外光観察モードまたは狭帯域光観察モード）に応じて可変分光光学素子４の分光特性が切替わるように、制御部７に所定の制御を行わせるようになっている。また、図１の内視鏡装置では、観察モード切替部６は、照明部１の近赤外励起光源と接続しており、観察モード入力部を介して選択された観察モード情報（近赤外光観察モードまたは狭帯域光観察モード）に応じて、照明部１の近赤外励起光源のＯＮ・ＯＦＦ制御も行うようになっている。
画像合成部８は、白色光画像取得部３が取得した白色光画像と特殊光画像取得部５が取得した特殊光画像とを合成するように構成されている。なお、画像合成部８による画像合成の態様は、例えば、白色光画像と特殊光画像を並列配置した態様でもよいし、白色光画像に特殊光画像を重畳した態様でもよい。
表示部９は、画像合成部８が合成した白色光画像と特殊光画像との合成画像を表示するように構成されている。
なお、生体組織１０は、近赤外波長帯域内における所定波長の蛍光を発する蛍光色素が標識されている。
【００３２】
このように構成された図１の内視鏡装置を用いて狭帯域光観察モード（即ち、白色光画像と共に狭帯域光画像を観察するモード）で観察を行う場合、観察者は図示省略した観察モード入力部を介して狭帯域光観察モードを選択する。観察モード入力部を介して選択された狭帯域光観察モードのモード情報は、観察モード切替部６に送信される。観察モード切替部６は、照明部１の近赤外励起光源をＯＦＦにするとともに、可変分光光学素子４の分光特性が、白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させる特性となるように、制御部７に、可変分光光学素子４における対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度を制御させる。
【００３３】
照明部１は、白色光源から出射した白色光を、光路合成部、ライトガイド等を経由させて生体組織１０に照射する。生体組織１０から反射した白色光は、光路分岐部２を介して所定の割合で第１及び第２の光路Ｌ１，Ｌ２に分岐される。光路Ｌ１を通る白色光は、白色光画像取得部３に入射する。白色光画像取得部３は、白色光画像を取得する。一方、光路Ｌ２を通る白色光は、可変分光素子４に入射する。このとき、可変分光光学素子４は、白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させる分光特性を有しているので、入射した白色光のうち、所望の狭帯域に透過ピークを持つ所定幅の透過波長を透過させる。可変分光光学素子４を透過した狭帯域光は、特殊光画像取得部５に入射する。特殊光画像取得部５は、狭帯域光画像を取得する。白色光画像取得部３が取得した白色光画像と特殊光画像取得部５が取得した狭帯域光画像は、画像合成部８を介して合成され、合成された画像は、表示部９を介して表示される。
【００３４】
また、近赤外光観察モード（即ち、白色光画像と共に近赤外蛍光画像を観察するモード）で観察を行う場合、観察者は図示省略した観察モード入力部を介して近赤外光観察モードを選択する。観察モード入力部を介して選択された近赤外光観察モードのモード情報は、観察モード切替部６に送信される。観察モード切替部６は、照明部１の近赤外励起光源をＯＮにするとともに、可変分光光学素子４の分光特性が、白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させる特性となるように、制御部７に、可変分光光学素子４における対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度を制御させる。
【００３５】
照明部１は、白色光源から出射した白色光と近赤外励起光源から出射した近赤外励起光を、光路合成部で合成し、ライトガイド等を経由させて生体組織１０に照射する。生体組織１０から反射した光は、光路分岐部２を介して所定の割合で第１及び第２の光路Ｌ１，Ｌ２に分岐される。また、生体組織１０から発生した近赤外蛍光は、光路分岐部２を介して第２の光路のみに導かれる。光路Ｌ１を通る生体組織１０からの反射光は、白色光画像取得部３に入射する。白色光画像取得部３は、白色光画像を取得する。一方、光路Ｌ２を通る生体組織１０からの反射光及び生体組織１０から発生した近赤外蛍光は、可変分光素子４に入射する。このとき、可変分光光学素子４は、白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させる分光特性を有しているので、入射した光のうち、白色光の波長帯域の光は透過させず、近赤外蛍光波長を透過させる。可変分光光学素子４を透過した近赤外蛍光は、特殊光画像取得部５に入射する。特殊光画像取得部５は、近赤外蛍光画像を取得する。白色光画像取得部３が取得した白色光画像と特殊光画像取得部５が取得した近赤外蛍光画像は、画像合成部８を介して合成され、合成された画像は、表示部９を介して表示される。
【００３６】
図１の内視鏡装置によれば、可変分光光学素子４を、対向する２枚の光学基板の表面に設ける反射膜に誘電体多層膜を用い、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも生体組織１０で反射した白色光の波長帯域を間に含む、近赤外蛍光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させ、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるように構成したので、白色光画像を常時表示しながら、同時に可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、近赤外蛍光観察時に白色光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
【００３７】
なお、図１の内視鏡装置においては、可変分光光学素子４が、近赤外光観察モードでは紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失するように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにするのが好ましい。
あるいは、図１の内視鏡装置においては、可変分光光学素子４が、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域外の所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
【００３８】
また、図１の内視鏡装置においては、可変分光光学素子４が、制御部７を介して、狭帯域光観察モードでは対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、近赤外光観察モードでは対向する２枚の光学基板同士が平行でない所定の角度に制御されるようにするのが好ましい。
狭帯域光観察モードにおいて、可変分光光学素子４を構成する対向する２枚の光学基板同士を平行に保持するようにすれば、白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを高精度に制御することができる。また、近赤外光観察モードにおいて、可変分光光学素子４を構成する対向する２枚の光学基板同士が平行でない所定の角度を持つようにすれば、白色光の波長帯域内における透過ピークをなくすことができ、その結果、白色光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を得ることができる。
【００３９】
あるいは、図１の内視鏡装置においては、可変分光光学素子４が、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
このようにしても、白色光の波長帯域内における透過ピークをなくすことができ、その結果、白色光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を得ることができる。
【００４０】
あるいは、図１の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターを、第２の光路上に設けるとともに、可変分光光学素子４が、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも長波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
あるいは、図１の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターを、第２の光路上に設けるとともに、可変分光光学素子４が、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の第１の所定の狭帯域及び白色光の波長帯域よりも長波長側の第２の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
これらのようにしても、近赤外光観察モードにおいて可変分光光学素子４が透過させうる近赤外励起波長を、近赤外励起波長をカットするフィルターで除去することができ、その結果、白色光及び近赤外励起光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を得ることができる。
【００４１】
あるいは、図１の内視鏡装置においては、可変分光光学素子４が、制御部７を介して、狭帯域光観察モードでは対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、近赤外光観察モードでは対向する２枚の光学基板同士が紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失する程度離れた所定の距離に制御されるようにしてもよい。
あるいは、図１の内視鏡装置においては、可変分光光学素子４を、直列に配置された第１の可変分光光学素子４ａと第２の可変分光光学素子４ａとで構成し、第１の可変分光光学素子４ａと第２の可変分光光学素子４ｂが、狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内において同じ所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域内において互いの透過波長が重ならない異なる所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、制御部７を介して夫々の対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
これらのようにしても、可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、近赤外蛍光観察時に白色光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
【００４２】
あるいは、図１の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターを、第２の光路上に設けるとともに、可変分光光学素子４が、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、近赤外光観察モードでは紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失し、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
このようにすると、可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、近赤外蛍光観察時に白色光及び近赤外励起光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる上、所定の波長幅で透過波長を変化させる波長帯域を短くすることができる。
【００４３】
あるいは、図１の内視鏡装置においては、近赤外励起波長をカットするフィルターを、第２の光路上に設けるとともに、可変分光光学素子４が、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトし、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
【００４４】
このようにしても、可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、近赤外蛍光観察時に白色光及び近赤外励起光の波長帯域のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる上、所定の波長幅で透過波長を変化させる波長帯域を短くすることができる。
【００４５】
なお、これらの場合においても、可変分光光学素子４が、制御部７を介して、狭帯域光観察モードでは対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、近赤外光観察モードでは対向する２枚の光学基板同士が平行でない所定の角度に制御されるようにするのが好ましい。
あるいは、可変分光光学素子４が、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、制御部７を介して対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されるようにしてもよい。
【００４６】
なお、図１の内視鏡装置においては、光路分岐部２は、第２の光路Ｌ２に導く白色光の光学濃度がＯＤ＝２となる光学特性を持つのが好ましい。
近赤外光観察モードにおいては、エタロン型の可変分光光学素子のみによる分光では、若干、可視光波長帯域で漏れ光が生じる。しかるに、光路分岐部２の光学特性を可視光波長帯域ＯＤ＝２程度に抑えれば、近赤外光波長帯域では１００％反射することと相俟って、近赤外蛍光のＳＮが向上する。なお、この場合、狭帯域光画像が暗くなるが、特殊光画像取得部５に備わる撮像素子に高感度のものを用いれば、狭帯域光画像の観察は可能である。
【００４７】
その他、図１の内視鏡装置では、観察モード切替部６は、上述したように、照明部１の近赤外励起光源と接続しており、観察モード入力部を介して選択されたモード情報（近赤外光観察モードまたは狭帯域光観察モード）に応じて、照明部１の近赤外励起光源のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うように構成されているが、照明部１の近赤外励起光源のＯＮ・ＯＦＦ制御を行わない構成とし、常時、照明部１が生体組織１０に白色光と近赤外励起光を照射するようにしてもよい。
このようにすると、狭帯域光観察モードでは生体組織１０を反射する狭帯域光画像だけでなく、生体組織１０を反射する近赤外励起画像や生体組織１０から発生する近赤外蛍光画像も特殊光画像取得部５が取得することになるが、近赤外光は、可視波長帯域内の狭帯域光に比べて光量が格段に弱い。このため、狭帯域光画像の観察に際し、近赤外波長帯域の光がノイズ成分となっても狭帯域光画像のＳＮに大きな悪影響を及ぼすことはない。
【００４８】
次に、本発明の内視鏡装置の実施例を説明する。
図２は本発明の各実施例に共通の内視鏡装置全体の構成を示すブロック図である。
【００４９】
図２の内視鏡装置は、光源部１１と、内視鏡先端挿入部１２と、カメラアダプタ部１３と、画像処理・制御部１４と、モニタ１５を有している。
【００５０】
光源部１１は、可視波長帯域の光を発する白色光源１１ａと近赤外励起波長帯域の光を発する近赤外励起光源１１ｂを備えている。また、図２の内視鏡装置では、光源部１１は、ビームスプリッタ１１ｃを備えており、白色光源１１ａからの白色光と、近赤外励起光源１１ｂからの近赤外励起光とを合成する。なお、図２中、１１ｄはビームスプリッタ１１ｃを経た光を後述するライトガイド１２に導くレンズである。
【００５１】
内視鏡先端挿入部１２は、ライトガイド１２ａと、対物光学系１２ｂを有している。
ライトガイド１２ａは、光源部１１からの光を生体組織１０に照射する。
そして、図２の内視鏡装置では、光源部１１及びライトガイド１２ａが、図１の内視鏡装置における照明部１に相当する。
【００５２】
生体組織１０は、７７０ｎｍ〜８５０ｎｍ程度の近赤外波長帯域の蛍光を発する蛍光色素としてインドシアニングリーン（ＩＣＧ）が静脈注射によって標識されている。
【００５３】
カメラアダプタ部１３は、結像光学系１３ａと、ビームスプリッタ１３ｂと、白色光観察用ＣＣＤ１３ｃと、可変分光光学素子１３ｄと、特殊光観察用ＣＣＤ１３ｅを備えている。
結像光学系１３ａは、対物光学系１２ｂを経由した生体組織１０からの光を白色光観察用ＣＣＤ１３ｃ、特殊光観察用ＣＣＤ１３ｅの夫々の撮像面に結像する。
ビームスプリッタ１３ｂは、図１の内視鏡装置における光路分岐部２に相当し、生体組織１０で反射した光を所定の割合で第１及び第２の光路Ｌ１，Ｌ２に分けるとともに、生体組織１０から発生した近赤外蛍光を第２の光路Ｌ２のみに導くように構成されている。図２の例では、ビームスプリッタ１３ｂは、生体組織１０で反射した光のうち９０％の光を透過して第１の光路Ｌ１に導き、１０％の光を反射して第２の光路Ｌ２に導く。また、ビームスプリッタ１３ｂは、生体組織１０から発生した近赤外蛍光を１００％反射して第２の光路Ｌ２に導く。
白色光観察用ＣＣＤ１３ｃは、第１の光路Ｌ１上に配置され、生体組織１０で反射した白色光の画像を撮像する。
【００５４】
可変分光光学素子１３ｄは、図１の内視鏡装置における可変分光光学素子４に相当し、第２の光路Ｌ２上に配置され、対向する表面に反射膜として誘電体多層膜１３ｄ１１，１３ｄ２１が設けられた対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２を有してなり、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の距離または角度を、後述する制御部を介して変更することにより分光特性が可変となる、エタロン型の可変分光光学素子として構成されている。
なお、エタロン型の可変分光光学素子とは、光の干渉を利用する分光光学素子であり、対向するように配置された一対のミラー面の間隔を変化させることによって、透過又は反射し得る光の波長を変化させることができる分光光学素子である。
特殊光観察用ＣＣＤ１３ｅは、可変分光光学素子１３ｄを透過した光を受光し、狭帯域光画像または近赤外蛍光画像を撮像する。
【００５５】
画像処理・制御部１４は、その内部に白色光画像生成部１４ａと、狭帯域光観察モード制御部１４ｂと、近赤外光観察モード制御部１４ｃと、特殊光画像生成部１４ｄと、画像合成部１４ｅと、観察モード切替部１４ｆを備えるとともに、その外部に観察モード入力部１４ｇを備えている。
白色光画像生成部１４ａは、白色光観察用ＣＣＤ１３ｃが撮像した信号に対して所定の画像変換処理を行い、白色光画像を生成する。
そして、図２の内視鏡装置では、白色光観察用ＣＣＤ１３ｃ及び白色光画像生成部１４ａが、図１の内視鏡装置における白色光画像取得部３に相当する。
【００５６】
狭帯域光観察モード制御部１４ｂは、狭帯域光観察モード（即ち、白色光画像と共に狭帯域光画像を観察する観察モード）において駆動し、可変分光光学素子１３ｄが、白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させる分光特性を持つように、可変分光光学素子１３ｄにおける対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の距離及び角度を制御する。
近赤外光観察モード制御部１４ｃは、近赤外光観察モード（即ち、白色光画像と共に近赤外光画像を観察する観察モード）において駆動し、可変分光光学素子１３ｄが、白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させる分光特性を持つように、可変分光光学素子１３ｄにおける対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の距離及び角度を制御する。
そして、図２の内視鏡装置では、狭帯域光観察モード制御部１４ｂ及び近赤外光観察モード制御部１４ｃが、図１の内視鏡装置における制御部７に相当する。
【００５７】
観察モード切替部１４ｆは、図１の内視鏡装置における観察モード切替部６に相当し、観察モード入力部１４ｇ、近赤外励起光源１１ｂ、狭帯域光観察モード制御部１４ｂ、近赤外光観察モード制御部１４ｃと接続している。そして、観察モード切替部１４ｆは、観察モード入力部１４ｇを介して選択されたモード情報（近赤外光観察モードまたは狭帯域光観察モード）に応じて、光源部１１の近赤外励起光源１１ｂのＯＮ・ＯＦＦ制御を行うとともに、近赤外光観察モード制御部１４ｃ及び狭帯域光観察モード制御部１４ｂの駆動切替制御を行うようになっている。
詳しくは、観察モード切替部１４ｆは、観察モード入力部１４ｇを介して選択されたモード情報が近赤外光観察モードのときには、光源部１１の近赤外励起光源１１ｂをＯＮにするとともに、近赤外光観察モード制御部１４ｃをＯＮ、狭帯域光観察モード制御部１４ｂをＯＦＦにする。また、観察モード切替部１４ｆは、観察モード入力部１４ｇを介して選択されたモード情報が狭帯域光観察モードのときには、光源部１１の近赤外励起光源１１ｂをＯＦＦにするとともに、近赤外光観察モード制御部１４ｃをＯＦＦ、狭帯域光観察モード制御部１４ｂをＯＮにする。
【００５８】
特殊光画像生成部１４ｄは、特殊光観察用ＣＣＤ１３ｅが撮像した信号に対して所定の画像変換処理を行い、特殊光画像を生成する。
そして、図２の内視鏡装置では、特殊光観察用ＣＣＤ１３ｅ及び特殊光画像生成部１４ｄが、図１の内視鏡装置における特殊光画像取得部５に相当する。
画像合成部１４ｅは、図１の内視鏡装置における画像合成部８に相当し、白色光画像生成部１４ａが生成した白色光画像と特殊光画像生成部１４ｄが生成した特殊光画像とを合成するように構成されている。なお、画像合成部１４ｅによる画像合成の態様は、例えば、白色光画像と特殊光画像を並列配置した態様でもよいし、白色光画像に特殊光画像を重畳した態様でもよい。
モニタ１５は、図１の内視鏡装置における表示部９に相当し、画像合成部１４ｅが合成した白色光画像と特殊光画像との合成画像を表示する。
【００５９】
実施例１
図３は本発明の実施例１の内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフである。なお、上述したように、図２に示した基本構成は、以下の各実施例において共通である。
【００６０】
実施例１の内視鏡装置では、図３(a)に示すように、白色光源１１ａは、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視波長帯域の光を発する。また、近赤外励起光源１１ｂは、７５０ｎｍの近赤外励起波長帯域の光を発する。
狭帯域光観察モード制御部１４ｂは、狭帯域光観察モード（即ち、白色光画像と共に狭帯域光画像を観察する観察モード）において、可変分光光学素子１３ｄが、図３(c)に示すように、生体組織１０で反射した白色光の波長帯域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）内における所定の狭帯域に例えば２０ｎｍの半値幅で透過ピークを持つように、図３(b)に示すように、可変分光光学素子１３ｄにおける対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながら所定の距離に制御する。
また、近赤外光観察モード制御部１４ｃは、近赤外光観察モード（即ち、白色光画像と共に近赤外光画像を観察する観察モード）において、可変分光光学素子１３ｄが、図３(e)に示すように、生体組織１０で反射した白色光の波長帯域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）内における透過ピークを消失させるように、図３(d)に示すように、可変分光光学素子１３ｄにおける対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士が平行でない所定の角度（図３(d)では約３０秒程度）に制御する。
なお、可変分光光学素子１３ｄは、狭帯域光観察モード、近赤外光観察モードのいずれにおいても、７７０ｎｍ以上の近赤外波長帯域の光を透過する光学特性を有している。
【００６１】
実施例１の内視鏡装置によれば、可変分光光学素子１３ｄが、生体組織１０から発生した７７０ｎｍ以上の近赤外蛍光波長帯域の光を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外蛍光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、狭帯域光観察モード制御部１４ｂ、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の距離及び角度が制御されることにより、狭帯域光観察モードと近赤外光観察モードに応じて、分光特性を切り替えることができるように構成され、近赤外光観察モード制御部１４ｃが、近赤外光観察モードで駆動し、生体組織１０で反射した白色光の波長帯域内における透過ピークを消失させ、且つ、生体組織１０から発生した近赤外蛍光波長を透過させるように、可変分光光学素子１３ｄの分光特性を切替えるので、可視光の狭帯域光画像から近赤外蛍光画像の広い範囲にわたる特殊光画像を取得でき、且つ、近赤外蛍光観察時に白色光のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
【００６２】
なお、実施例１の内視鏡装置における近赤外光観察モード制御部１４ｃによる近赤外光観察モードでの可変分光光学素子１３ｄに対して行う、白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させないようにするための制御は、図３の例に限定されるものではなく、例えば、次に説明する実施例１の変形例１、２のようにしてもよい。
【００６３】
図４は実施例１の変形例１にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフである。
【００６４】
実施例１の変形例１
実施例１の変形例１の内視鏡装置では、図４(d)に示すように、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードでは対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士が紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失する程度離れた所定の距離（例えば、１０ｎｍ）に制御されるように構成されている。
紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークを消失させるには、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながら、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の面間隔を紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域の光のコヒーレンス長（可干渉距離）よりも大きく離せばよい。生体からの反射光および蛍光は、共に様々な位相の光からなり、位相が揃ってなくコヒーレンス長が短い。このため、２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の面間隔を数μｍから数１０μｍ程度離すと、紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域の光が共振できなくなり、透過ピークが存在しなくなる。このため、近赤外光観察モードにおいて、白色光源１１ａに加えて近赤外励起光源１１ｂがＯＮされたときに、可変分光光学素子１３ｄに入射した光のうち、近赤外蛍光のみを透過させることができる。
その他の構成及び作用効果は、実施例１の内視鏡装置と略同じである。
【００６５】
実施例１の変形例２
図５は実施例１の変形例２にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は狭帯域光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフである。
【００６６】
実施例１の変形例２の内視鏡装置では、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域（例えば、図５では３８０ｎｍ）に透過ピークがシフトするように、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながらその間隔を狭めるように制御される構成となっている。
【００６７】
実施例１の変形例２の内視鏡装置によれば、近赤外光観察モード（近赤外光観察モード）において、可変分光光学素子１３ｄは、白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域（例えば、図５では３８０ｎｍ）に透過ピークが存在するが、近赤外光観察モードにおいて白色光源１１ａに加えて近赤外励起光源１１ｂがＯＮされたときに、可変分光光学素子１３ｄに入射する光は、生体組織１０で反射した４００ｎｍ〜７００ｎｍの白色光の波長帯域の光と、７５０ｎｍの近赤外励起波長帯域の光と、生体組織１０から発生する７７０ｎｍ以上の近赤外蛍光波長帯域の光であり、白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域（例えば、図５では３８０ｎｍ）の光は存在しない。
このため、実施例１の変形例２の内視鏡装置によっても、可変分光光学素子１３ｄに入射した光のうち、近赤外蛍光のみを透過させることができる。
その他の構成及び作用効果は、実施例１の内視鏡装置と略同じである。
【００６８】
なお、実施例１及びその変形例１，２の内視鏡装置においては、生体組織１０で反射した近赤外励起光の波長帯域の光をカットする特性を持つ近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを第２の光路Ｌ２上に設けてもよい。
近赤外光観察モードにおいては、可変分光光学素子１３ｄのみによる分光では、若干の漏れ光が生じうる。特に、実施例１の変形例１，２においては、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士の面間隔を離していく、あるいは近づけていく過程において、透過ピークが紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域で移動し、そのときに漏れた近赤外蛍光波長帯域以外の波長帯域の光が、ノイズ成分となって近赤外蛍光のＳＮに悪影響を与えるおそれがある。しかるに、第２の光路Ｌ２上に近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを設ければ、近赤外蛍光波長帯域の近傍のノイズ成分を除去できるので、近赤外蛍光のＳＮがさらに向上する。
【００６９】
実施例２
図６は本発明の実施例２の内視鏡装置全体の構成を示すブロック図、図７は実施例２の内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外励起光カットフィルタの分光透過率を示すグラフ、(c)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(e)は近赤外光観察モードにおいて近赤外励起光カットフィルタの光学特性と可変分光光学素子の光学特性とを合わせた光学特性を示すグラフである。
【００７０】
実施例２の内視鏡装置は、図６に示すように、図７(b)に示す生体組織１０で反射した近赤外励起光の波長帯域（例えば、図７(b)では７００ｎｍ〜７８０ｎｍ）の光をカットする特性を持つ近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを第２の光路Ｌ２上に備えている。
また、近赤外光観察モード制御部１４ｃは、近赤外光観察モード（即ち、白色光画像と共に近赤外光画像を観察する観察モード）において、可変分光光学素子１３ｄが、図７(d)に示すように、透過ピークを生体組織１０で反射した白色光の波長帯域よりも長波長側の近赤外励起光の波長帯域（例えば、図７(d)では７４０ｎｍ）にシフトさせるように、可変分光光学素子１３ｄにおける対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながらその間隔を拡げて所定の距離に制御する。
このように、実施例２の内視鏡装置は、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードにおいて、可変分光光学素子１３ｄの透過ピークが近赤外励起光カットフィルタ１３ｆの遮蔽波長帯域にシフトするように構成されている。
【００７１】
実施例２の内視鏡装置では、第２の光路Ｌ２上に、生体組織１０で反射した近赤外励起光の波長をカットする近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを備え、近赤外光観察モード制御部１４ｃが、近赤外光観察モードにおいて、可変分光光学素子１３ｄを、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながら間隔を拡げて、透過ピークを生体組織１０で反射した白色光の波長帯域よりも長波長側の近赤外励起光の波長帯域にシフトさせるようにしたので、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外光観察モードにおいて、近赤外蛍光の他に近赤外励起光を透過させることになる。しかし、第２の光路Ｌ２上に備えた、近赤外励起光カットフィルタ１３ｆが近赤外励起光をカットする。その結果、可変分光光学素子１３ｄ、近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを経て特殊光画像取得部５の撮像面に入射する光は近赤外蛍光のみとなる。
このため、実施例２の内視鏡装置によれば、近赤外蛍光観察時に白色光及び近赤外励起光のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
その他の構成及び作用効果は、実施例１の内視鏡装置と略同じである。
【００７２】
なお、実施例２の内視鏡装置における近赤外光観察モード制御部１４ｃによる近赤外光観察モードでの可変分光光学素子１３ｄに対して行う、白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させないようにするための制御は、図７の例に限定されるものではなく、例えば、次に説明する実施例２の変形例１、２のようにしてもよい。
【００７３】
実施例２の変形例１
図８は実施例２の変形例１にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外励起光カットフィルタの分光透過率を示すグラフ、(c)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(e)は近赤外光観察モードにおいて近赤外励起光カットフィルタの光学特性と可変分光光学素子の光学特性とを合わせた光学特性を示すグラフである。
【００７４】
実施例２の変形例１の内視鏡装置では、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の狭帯域（例えば、図８(d)では３７０ｎｍ）と、白色光の波長帯域よりも長波長側の近赤外励起光の波長帯域（例えば、図８(d)では７４０ｎｍ）とに、透過ピークがシフトするように、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながらその間隔を拡げるように制御される構成となっている。
【００７５】
実施例２の変形例１の内視鏡装置では、第２の光路Ｌ２上に、生体組織１０で反射した近赤外励起光の波長をカットする近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを備え、近赤外光観察モード制御部１４ｃが、近赤外光観察モードにおいて、可変分光光学素子１３ｄを、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながらその間隔を拡げて、透過ピークを生体組織１０で反射した白色光の波長帯域よりも短波長側の狭帯域及び長波長側の近赤外励起光の波長帯域にシフトさせるようにしたので、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外光観察モードにおいて、白色光の波長帯域よりも短波長側の狭帯域に透過ピークが存在するとともに、近赤外蛍光の他に近赤外励起光を透過させることになる。しかし、近赤外光観察モードにおいて白色光源１１ａに加えて近赤外励起光源１１ｂがＯＮされたときに、可変分光光学素子１３ｄに入射する光は、生体組織１０で反射した４００ｎｍ〜７００ｎｍの白色光の波長帯域の光と、７５０ｎｍの近赤外励起波長帯域の光と、生体組織１０から発生する７７０ｎｍ以上の近赤外蛍光波長帯域の光であり、白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域（例えば、図８では３７０ｎｍ）の光は存在しない。また、第２の光路Ｌ２上に備えた、近赤外励起光カットフィルタ１３ｆが近赤外励起光をカットする。その結果、可変分光光学素子１３ｄ、近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを経て特殊光画像取得部５の撮像面に入射する光は近赤外蛍光のみとなる。
このため、実施例２の変形例１の内視鏡装置によれば、近赤外蛍光観察時に白色光及び近赤外励起光のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
その他の構成及び作用効果は、実施例２の内視鏡装置と略同じである。
【００７６】
実施例２の変形例２
図９は実施例２の変形例２にかかる内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外励起光カットフィルタの分光透過率を示すグラフ、(c)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(d)は近赤外光観察モードでの可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(e)は近赤外光観察モードにおいて近赤外励起光カットフィルタの光学特性と可変分光光学素子の光学特性とを合わせた光学特性を示すグラフである。
【００７７】
実施例２の変形例２の内視鏡装置では、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有する。また、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、狭帯域光観察モードでは対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながら所定の距離に制御されることにより、白色光の波長帯域内（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、近赤外光観察モードでは図９(d)に示すように、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士が平行でない所定の角度（図９(d)では約３０秒程度）に制御されることにより、紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内（３８０ｎｍ〜７００ｎｍ）において透過ピークが消失し、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わるように構成されている。
【００７８】
実施例２の変形例２の内視鏡装置では、近赤外光観察モードにおいて、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外励起波長の他に近赤外蛍光波長を透過させることになる。しかし、第２の光路Ｌ２上に備えた、近赤外励起光カットフィルタ１３ｆが近赤外励起光をカットする。その結果、可変分光光学素子１３ｄ、近赤外励起光カットフィルタ１３ｆを経て特殊光画像取得部５の撮像面に入射する光は近赤外蛍光のみとなる。
このため、実施例２の変形例２の内視鏡装置によれば、近赤外蛍光観察時に白色光及び近赤外励起光のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
【００７９】
また、実施例２の変形例２の内視鏡装置によれば、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有する範囲を、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側に狭めたので、その分、可変分光光学素子１３ｄにおける対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２の表面に設ける反射膜として蒸着する誘電体物質１３ｄ１１，１３ｄ２１の屈折率差を大きくとらずに済み、製造し易くなる。
【００８０】
なお、図９の例では、可変分光光学素子１３ｄは、近赤外光観察モードにおいて、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士が平行でない所定の角度（例えば、図９(d)では約３０秒程度）に制御されることにより、紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内（３８０ｎｍ〜７００ｎｍ）において透過ピークが消失するように構成されているが、紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内（３８０ｎｍ〜７００ｎｍ）において透過ピークが存在しない状態にすることができればよい。例えば、図５(d)に示したように、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、対向する２枚の光学基板１３ｄ１，１３ｄ２同士を平行に保持しながらその間隔を狭めるように制御されるようにしてもよい。
その他の構成及び作用効果は、実施例２の内視鏡装置と略同じである。
【００８１】
実施例３
図１０は本発明の実施例３の内視鏡装置全体の構成を示すブロック図、図１１は実施例３の内視鏡装置を用いた特殊光観察における光学特性の一例を示す説明図で、(a)は照明光のスペクトルを示すグラフ、(b)は近赤外光観察モードでの第１の可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(c)は近赤外光観察モードでの第１の可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(d)は近赤外光観察モードでの第２の可変分光光学素子を構成する２枚の光学基板同士の距離及び角度を示す図、(e)は近赤外光観察モードでの第１の可変分光光学素子の分光透過率を示すグラフ、(f)は近赤外光観察モードにおける第１の可変分光光学素子の分光特性と第２の可変分光光学素子の分光特性とを合わせた分光特性を示すグラフである。
【００８２】
実施例３の内視鏡装置は、可変分光光学素子１３ｄが、直列に配置された第１の可変分光光学素子１３ｄ’と第２の可変分光光学素子１３ｄ”とで構成されている。第１の可変分光光学素子１３ｄ’は、対向する表面に反射膜として誘電体多層膜１３ｄ１１’，１３ｄ２１’が設けられた対向する２枚の光学基板１３ｄ１’，１３ｄ２’を有してなり、対向する２枚の光学基板１３ｄ１’，１３ｄ２’同士の距離または角度を変えることにより分光特性が可変となる、エタロン型の可変分光光学素子として構成されている。第２の可変分光光学素子１３ｄ”は、対向する表面に反射膜として誘電体多層膜１３ｄ１１”，１３ｄ２１”が設けられた対向する２枚の光学基板１３ｄ１”，１３ｄ２”を有してなり、対向する２枚の光学基板１３ｄ１”，１３ｄ２”同士の距離または角度を変えることにより分光特性が可変となる、エタロン型の可変分光光学素子として構成されている。
【００８３】
また、第１の可変分光光学素子１３ｄ’と第２の可変分光光学素子１３ｄ”は、狭帯域光観察モードでは狭帯域光観察モード制御部１４ｂを介して、白色光の波長帯域内において互いに同じ所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、近赤外光観察モードでは近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、図１１(c)、図１１(e)に示すように、白色光の波長帯域内において互いの透過波長が重ならない異なる所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、夫々の対向する２枚の光学基板同士（図１１(b)に示す光学基板１３ｄ１’，１３ｄ２’同士、及び図９(d)に示す光学基板１３ｄ１”，１３ｄ２”同士）の距離及び角度が制御されるようになっている。
【００８４】
より詳しくは、図１１の例では、第１の可変分光光学素子１３ｄ’は、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードでは、図１１(c)に示すように、白色光の波長帯域内における第１の狭帯域Ａ１を透過するように、図１１(b)に示すように、対向する２枚の光学基板１３ｄ１’，１３ｄ２’同士を平行に保持しながらその間隔が第１の距離Ｄ１離れるように制御される構成となっている。また、第２の可変分光光学素子１３ｄ”は、近赤外光観察モード制御部１４ｃを介して、近赤外光観察モードでは、図１１(e)に示すように、白色光の波長帯域内における第１の狭帯域Ａ１とは重ならない第２の狭帯域Ａ２（図１１(e)の例では、図１１(c)に示すピーク波長の波長帯域から、ピーク波長の半値幅の２倍以上である５０ｎｍ離れた波長帯域としてある）を透過するように、図１１(b)に示すように、対向する２枚の光学基板１３ｄ１’，１３ｄ２’同士を平行に保持しながらその間隔が第１の所定距離Ｄ１とは異なる第２の距離Ｄ２離れるように制御される構成となっている。
その他の構成は、図２に示したとおりである。
【００８５】
実施例３の内視鏡装置では、近赤外光観察モードでは、可変分光光学素子１３ｄに入射する光のうち、白色光の波長帯域の光が、直列に配置された第１の可変分光光学素子１３ｄ’と第２の可変分光光学素子１３ｄ”のいずれかでカットされる。その結果、第１の可変分光光学素子１３ｄ’と第２の可変分光光学素子１３ｄ”を経て特殊光画像取得部５の撮像面に入射する光は近赤外蛍光のみとなる。
このため、実施例３の内視鏡装置によれば、近赤外蛍光観察時に白色光のノイズ成分が除去された高ＳＮで十分な明るさの近赤外蛍光画像を取得することができる。
その他の構成及び作用効果は、実施例１の内視鏡装置と略同じである。
【００８６】
なお、上記各実施例の内視鏡装置の説明においては、生体組織１０に近赤外蛍光観察用の蛍光成分として、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）を用いたが、ＩＣＧの代わりに、例えば、腫瘍部に蓄積する蛍光薬剤を用いて、腫瘍部を発光させて強調表示させる特殊光観察を行うようにしてもよい。
【００８７】
また、上記各実施例の内視鏡装置では、特殊光観察において、観察モード入力部１４ｇが狭帯域光観察モードと近赤外光観察モードのいずれかを入力できる構成としたが、さらに、白色光画像と共に狭帯域光画像観察と近赤外蛍光画像観察などの複数の特殊光画像を観察するモードを第３のモードとして選択できるようにするとともに、第３の観察モードにおいて、観察モード切替部１４ｆが狭帯域光観察モードと近赤外光観察モードなどの複数の特殊光観察モードを時分割で切り替えて、複数の特殊光観察画像を時分割で取得できるようにし、白色光画像上に時分割で取得した複数の特殊光画像を重畳させるようにするとよい。
詳しくは、観察モード入力部１４ｇを介して第３のモードが選択された場合、観察モード切替部１４ｆが、光源部１１の近赤外励起光源１１ｂのＯＮ・ＯＦＦ制御を例えば１ｍｓ未満の時間的な間隔でもって連続して行うとともに、近赤外光観察モード制御部１４ｃ、狭帯域光観察モード制御部１４ｂの駆動切替制御を行う。
可変分光光学素子は、電気的な制御により狭帯域光観察モードや近赤外光観察モードを１ｍｓ未満の時間的な間隔で高速に切り替えることができる。このため、観察モード切替部１４ｆが狭帯域光観察モードと近赤外光観察モードなどの複数の特殊光観察モードを時分割で切り替えるようにすれば、白色光画像と共に取得する特殊光画像として、高フレームレートな狭帯域光画像及び近赤外蛍光画像などの複数の特殊光画像を取得できる。
【００８８】
その他、上記各実施例の内視鏡装置は、光路分岐部が、第２の光路Ｌ２に導く白色光の光学濃度がＯＤ＝２となる光学特性を持つようにしてもよい。
詳しくは、ビームスプリッタ１３ｂは、例えば、可視光領域での反射率が１０％、近赤外領域での反射率が１００％の反射率特性を持つようにするとよい。
近赤外光観察モードにおいては、可変分光光学素子のみによる分光では、若干、可視光領域で漏れ光が生じる。しかるに、ビームスプリッタ１３ｂの光学特性を可視光領域ＯＤ＝２程度に抑え、近赤外領域では１００％反射するようにすれば、近赤外蛍光のＳＮが向上する。なお、この場合、狭帯域光画像が暗くなるが、特殊光観察用ＣＣＤ１３ｅに高感度のものを用いれば、狭帯域光画像の観察は可能である。
【００８９】
以上、本発明の内視鏡装置の実施形態及び実施例を説明したが、本発明の内視鏡装置は、これらに限定されるものではなく、各実施形態及び実施例における特徴的な構成を組み合わせたものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の内視鏡装置は、生体組織に励起光及び可視光を照射し、前記生体組織の白色光画像を常時表示させ、且つ、狭帯域光画像や近赤外蛍光画像などの特殊光画像を同時に表示させる内視鏡装置に有用である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 照明部
２ 光路分岐部
３ 白色光画像取得部
４ 可変分光光学素子
５ 特殊光画像取得部
６ 制御部
７ 画像合成部
８ 表示部
１０ 生体組織
１１ 光源部
１１ａ 白色光源
１１ｂ 近赤外励起光源
１１ｃ ビームスプリッタ
１１ｄ レンズ
１２ 内視鏡先端挿入部
１２ａ ライトガイド
１２ｂ 対物光学系
１３ カメラアダプタ部
１３ａ 結像光学系
１３ｂ ビームスプリッタ
１３ｃ 白色光観察用ＣＣＤ
１３ｄ，１３ｄ’，１３ｄ” 可変分光光学素子
１３ｄ１，１３ｄ２，１３ｄ１’，１３ｄ２’，１３ｄ１”，１３ｄ２” 光学基板
１３ｄ１１，１３ｄ２１，１３ｄ１１’，１３ｄ２１’，１３ｄ１１”，１３ｄ２１”
誘電体多層膜
１３ｅ 特殊光観察用ＣＣＤ
１３ｆ 近赤外励起光カットフィルタ
１４ 画像処理・制御部
１４ａ 白色光画像生成部
１４ｂ 狭帯域光観察モード制御部
１４ｃ 近赤外光観察モード制御部
１４ｄ 特殊光画像生成部
１４ｅ 画像合成部
１４ｆ 観察モード切替部
１４ｇ 観察モード入力部
１５ モニタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に白色光と近赤外励起光を照射する照明部と、
前記被写体で反射した光を第１及び第２の光路に分岐し、且つ、前記被写体から発生した近赤外蛍光を前記第２の光路のみに導く光路分岐部と、
前記第１の光路上に配置され、前記被写体で反射した白色光画像を取得する白色光画像取得部と、
前記第２の光路上に配置され、対向する表面に誘電体多層膜が設けられた対向する２枚の光学基板を有してなり、前記対向する２枚の光学基板同士の距離または角度を変えることにより分光特性が可変となる、少なくとも１つの可変分光光学素子と、
前記可変分光光学素子を透過した光を受光し、狭帯域光画像または近赤外蛍光画像を取得する特殊光画像取得部と、
白色光画像と共に狭帯域光画像を観察する狭帯域光観察モードと白色光画像と共に近赤外光画像を観察する近赤外蛍光観察モードとのいずれかに観察モードを切替える観察モード切替部と、
観察モード切替部による観察モードの切替えに応じて、前記可変分光光学素子における前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度を制御する制御部を有し、
前記可変分光素子は、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外蛍光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させ、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記可変分光光学素子は、前記近赤外蛍光観察モードでは紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失するように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記可変分光光学素子は、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域外の所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外蛍光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が平行でない所定の角度に制御されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記可変分光光学素子は、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、
前記可変分光光学素子は、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域よりも長波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、
前記可変分光光学素子は、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の第１の所定の狭帯域及び白色光の波長帯域よりも長波長側の第２の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外蛍光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失する程度離れた所定の距離に制御されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記可変分光光学素子は、直列に配置された第１の可変分光光学素子と第２の可変分光光学素子からなり、
前記第１の可変分光光学素子と前記第２の可変分光光学素子は、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内において互いに同じ所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域内において互いの透過波長が重ならない異なる所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、前記制御部を介して夫々の前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、
前記可変分光光学素子は、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、前記近赤外蛍光観察モードでは紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失し、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、
前記可変分光光学素子は、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトし、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１２】
前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外蛍光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が平行でない所定の角度に制御されることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡装置。
【請求項１３】
前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外蛍光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失する程度離れた所定の距離に制御されることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡装置。
【請求項１４】
前記観察モード切替部が、前記狭帯域光観察モードと前記近赤外蛍光観察モードとを時分割で切替えるように構成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項１】
被写体に白色光と近赤外励起光を照射する照明部と、
前記被写体で反射した光を第１及び第２の光路に分岐し、且つ、前記被写体から発生した近赤外蛍光を前記第２の光路のみに導く光路分岐部と、
前記第１の光路上に配置され、前記被写体で反射した白色光画像を取得する白色光画像取得部と、
前記第２の光路上に配置され、対向する表面に誘電体多層膜が設けられた対向する２枚の光学基板を有してなり、前記対向する２枚の光学基板同士の距離または角度を変えることにより分光特性が可変となる、少なくとも１つの可変分光光学素子と、
前記可変分光光学素子を透過した光を受光し、狭帯域光画像または近赤外蛍光画像を取得する特殊光画像取得部と、
白色光画像と共に狭帯域光画像を観察する狭帯域光観察モードと白色光画像と共に近赤外光画像を観察する近赤外蛍光観察モードとのいずれかに観察モードを切替える観察モード切替部と、
観察モード切替部による観察モードの切替えに応じて、前記可変分光光学素子における前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度を制御する制御部を有し、
前記可変分光素子は、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外蛍光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させ、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域内において透過ピークを存在させず、且つ、少なくとも近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記可変分光光学素子は、前記近赤外蛍光観察モードでは紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失するように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記可変分光光学素子は、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域外の所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外蛍光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が平行でない所定の角度に制御されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記可変分光光学素子は、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、
前記可変分光光学素子は、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域よりも長波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、
前記可変分光光学素子は、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の第１の所定の狭帯域及び白色光の波長帯域よりも長波長側の第２の所定の狭帯域に透過ピークがシフトするように、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外蛍光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が紫外光の波長帯域と近赤外蛍光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失する程度離れた所定の距離に制御されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記可変分光光学素子は、直列に配置された第１の可変分光光学素子と第２の可変分光光学素子からなり、
前記第１の可変分光光学素子と前記第２の可変分光光学素子は、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内において互いに同じ所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域内において互いの透過波長が重ならない異なる所定の狭帯域に透過ピークを存在させるように、前記制御部を介して夫々の前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、
前記可変分光光学素子は、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、前記近赤外蛍光観察モードでは紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失し、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
近赤外励起波長をカットするフィルターが、前記第２の光路上に設けられ、
前記可変分光光学素子は、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるとともに、少なくとも白色光の波長帯域を間に含む、近赤外励起光の波長帯域よりも短波長側の所定の波長帯域内において所定の波長幅で透過波長を変化させうる特性を有し、前記制御部を介して前記対向する２枚の光学基板同士の距離及び角度が制御されることにより、前記狭帯域光観察モードでは白色光の波長帯域内における所望の狭帯域に透過ピークを存在させ、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させ、前記近赤外蛍光観察モードでは白色光の波長帯域よりも短波長側の所定の狭帯域に透過ピークがシフトし、且つ、近赤外励起波長及び近赤外蛍光波長を透過させるように、分光特性が切替わることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１２】
前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外蛍光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が平行でない所定の角度に制御されることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡装置。
【請求項１３】
前記可変分光光学素子は、前記制御部を介して、前記狭帯域光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士の角度が平行に保持された状態で所定の距離に制御され、前記近赤外蛍光観察モードでは前記対向する２枚の光学基板同士が紫外光の波長帯域と近赤外励起光の波長帯域との間の波長帯域内において透過ピークが消失する程度離れた所定の距離に制御されることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡装置。
【請求項１４】
前記観察モード切替部が、前記狭帯域光観察モードと前記近赤外蛍光観察モードとを時分割で切替えるように構成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１５７３８３（Ｐ２０１２−１５７３８３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７０８５（Ｐ２０１１−１７０８５）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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