JP2005106801A - 蛍光観察用装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】励起フィルターおよび吸収フィルターを用いた蛍光観察において、またはレーザーと吸収フィルターを用いた蛍光観察において、微弱な蛍光を効率よく取り出すことの出来る蛍光用観察装置を提供する。
【解決手段】照明光のうち特定の波長の励起光のみを透過させる励起フィルターと、前記励起光が標本に照明されることにより該標本から発生した蛍光のみを透過させるとともに該励起光を遮る吸収フィルターを有し、「前記励起フィルターの長波長側半値波長」と「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔が１ｎｍから６ｎｍの範囲となるように構成されている。また、湿度が１０％から９５％まで変化したときの前記励起フィルター及び前記吸収フィルターの半値波長の変化が０．５ｎｍ以内となるように構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、蛍光観察をする顕微鏡・内視鏡や、蛍光の強度を測定する測定器などの蛍光観察用装置に関する。
励起光を生体組織等の標本に照明し、標本から発生した蛍光のみを用い、顕微鏡・内視鏡などを蛍光観察用装置として蛍光観察を行うことは従前より行われている。この蛍光観察を行うため、蛍光観察用装置には、蛍光観察用機構として、光源から発せられる照明光のうち特定の波長の励起光のみを透過させる励起フィルターと、励起光が標本に照明されることにより標本から発生した蛍光のみを透過させるとともに励起光を遮る吸収フィルターとが用いられている。また蛍光観察を行うための別の構成としては、照明光として色素レーザーにエタロンなどの波長選択素子を組み合わせたレーザー光源から得られる特定の波長からなるレーザー光を使用し、励起光としてのレーザー光が標本に照明されることにより標本から発生した蛍光のみを透過させるとともに励起光を遮る吸収フィルターが用いられている。
従来、蛍光観察をする内視鏡としては、例えば、次の特許文献１に開示されている。
特開平１０−２３９５１７号公報
特許文献１の内視鏡では、励起フィルターにより４６０ｎｍ以下の波長の光を励起光として透過させ、生体組織に照射する。そして、吸収フィルターにより生体組織から反射される励起光をカットすると共に、励起光によって励起された生体組織から発生した４８０ｎｍから５８５ｎｍ程度の蛍光を透過させ、この蛍光を結像光学系を介してＣＣＤカメラに結像させることで、蛍光観察をするように構成されている。
一般に、標本から発生する蛍光は微弱なものである。このため、蛍光観察においては、蛍光のみを効率よく取り出すことが重要となる。蛍光のみを効率よく取り出せるか否かは、励起フィルターや吸収フィルター等の性能によって決定される。
図１８は所定の分光特性を有する励起光６１を照射して蛍光観察を行う際、標本への励起光６１の照射によって励起光６１の波長領域よりも長波長の波長領域を有する蛍光６２が発生する関係を模式的に示す分光特性グラフである。なお、蛍光６２の光の強度は、励起光６１の光の強度に比べて極めて小さいものとなっている。そして、図１８に示すように、励起光６１の波長領域と蛍光６２の波長領域とが一部で重なる。そこで、励起光６１が蛍光６２のピーク６２ａの波長領域で重ならないようにするため、励起フィルター６３を透過させ、該励起フィルター６３で定まる蛍光６２のピーク６２ａと重ならない波長領域の光を標本へ照射する励起光とする。
この励起光６１の標本への照射により、蛍光６２が発生するが、できるだけ多くの蛍光のみを取り出して観察するためには、吸収フィルター６４は、発生する蛍光６２のうち蛍光６２のピーク６２ａを挟んで蛍光強度の多い部分、即ち透過比率の高い波長領域を効率よく透過する分光特性を有することが望ましい。ただし、標本へ照射された励起光が観察側に入ることは避けたいため、励起光は吸収フィルター６４によって完全にカットする必要がある。一方、蛍光６２を多く発生させるには、標本に照射する励起光の波長領域を決定する励起フィルター６３は、励起光６１のうち、励起光６１のピーク６１ａを挟んで可能な限り広い波長領域（波長帯域）で透過する分光特性を有することが望ましい。
このためには、励起フィルター６３が透過する励起光６１の波長領域における長波長側の半値波長Ａ（図１８の分光特性グラフにおいて、励起フィルター６３の透過比率が、最大のときの半分となるときの長波長側の波長をいう。以下、半値波長Ａを「励起フィルターの長波長側半値波長」というものとする。）と吸収フィルター６４が透過する蛍光６２の波長域における短波長側の半値波長Ｂ（図１８の分光特性グラフにおいて、吸収フィルター６４の透過比率が、最大のときの半分となるときの短波長側の波長をいう。以下、半値波長Ｂを「吸収フィルターの短波長側半値波長」というものとする。）との間隔Ｃ（波長幅）ができるだけ狭く、かつ重なりが無いことが望ましい。（なお、半値波長とは、各波長に対する透過率を表わした分光特性グラフにおいては、透過率が最大に対し半分となるとき、すなわち、半分の透過率になるときの波長である。）
しかしながら、従来は励起フィルターと吸収フィルターの性能が悪いため、蛍光を効率よく取り出すことができていなかった。このため、蛍光に励起光が混在しないようにするためには、「励起フィルター６３の長波長側半値波長Ａ」と「吸収フィルター６４の短波長側半値波長Ｂ」との間隔Ｃが約２０ｎｍの波長幅程度離れた状態となっている。そして、この約２０ｎｍの波長領域の光は、励起光としても蛍光としても利用されないため、無駄になっている問題があった。
この問題は、照明光としてレーザー光を使用する場合も同様である。すなわち、「レーザー光の波長」と「吸収フィルターの短波長側半値波長」との間の波長領域の光は、励起光としても蛍光としても利用されないため、無駄になっている問題があった。
本発明は、上記問題点を考慮してなされたものであり、励起フィルターおよび吸収フィルターを用いた蛍光観察において、またはレーザーと吸収フィルターを用いた蛍光観察において、微弱な蛍光を効率よく取り出すことの出来る蛍光用観察装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本第１の発明による蛍光観察用装置は、照明光のうち特定の波長の励起光のみを透過させる励起フィルターと、前記励起光が標本に照明されることにより該標本から発生した蛍光のみを透過させるとともに該励起光を遮る吸収フィルターを有し、「前記励起フィルターの長波長側半値波長」と「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔が１ｎｍから６ｎｍの範囲となるようにしたことを特徴としている。
また、本第１の発明の蛍光観察用装置においては、湿度が１０％から９５％まで変化したときの前記励起フィルター及び前記吸収フィルターの半値波長の変化が０．５ｎｍ以内となるようにしたことを特徴としている。
また、本第１の発明の蛍光観察用装置においては、前記励起フィルターおよび／または前記吸収フィルターが９０層以上の多層膜を含むことを特徴としている。
また、本第１の発明の蛍光観察用装置においては、前記励起フィルターおよび前記吸収フィルターが、低屈折率膜であるＳｉＯ2と、高屈折率膜であるＴａ2Ｏ5またはＮｂ2Ｏ5またはＴｉＯ2またはこれらのいずれかの混合膜とからなる、多層膜を含むことを特徴としている。
また、本第１の発明の蛍光観察用装置においては、顕微鏡の光学系に組み込まれることを特徴としている。
また、本第１の発明の蛍光観察用装置においては、内視鏡の光学系に組み込まれることを特徴としている。
また、本第１の発明の蛍光観察用装置においては、励起フィルターは、少なくともロングウェーブパス（ＬＷＰ）フィルターと、ショートウェーブパス（ＳＷＰ）フィルターとを有し、ロングウェーブパスフィルターとショートウェーブパスフィルターが異なる基板に成膜されて組み立てられていることを特徴としている。
また、本第２の発明による蛍光観察用装置は、励起光として使用するレーザー光と、前記励起光が標本に照明されることにより該標本から発生した蛍光のみを透過させるとともに励起光を遮る吸収フィルターを有し、「前記レーザー光の波長」と「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔が１ｎｍから１２ｎｍの範囲となるようにしたことを特徴としている。
また、本第２の発明の蛍光観察用装置においては、「前記レーザー光の波長」と「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔が６ｎｍから１２ｎｍの範囲となるようにしたことを特徴としている。
また、本第２の発明の蛍光観察用装置においては、湿度が１０％から９５％まで変化したときの前記吸収フィルターの半値波長の変化が０．５ｎｍ以内となるようにしたことを特徴としている。
また、本第２の発明の蛍光観察用装置においては、前記吸収フィルターが９０層以上の多層膜を含むことを特徴としている。
また、本第２の発明の蛍光観察用装置においては、前記吸収フィルターを構成する膜の交互の積層は、低屈折率膜がＳｉＯ2からなり、高屈折率膜がＴａ2Ｏ5またはＮｂ2Ｏ5またはＴｉＯ2またはこれらのいずれかの混合膜からなり、前記吸収フィルターが、前記交互に積層した多層膜を少なくとも１面に含むことを特徴としている。
また、本第３の発明による蛍光観察用装置は、照明光のうち、特定の波長の励起光のみを透過させる励起フィルターと、励起光が標本に照明されることにより標本から発生した蛍光のみを透過し励起光を遮る吸収フィルターを有する蛍光観察用装置であって、前記励起フィルターと前記吸収フィルターとは、 「前記励起フィルターの長波長側半値波長」と「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔が、１ｎｍから６ｎｍであり、「前記励起フィルターの長波長側で透過率が０．１％である波長」と「前記励起フィルターの長波長側半値波長」との間隔が、０．１ｎｍから５．９ｎｍであり、「前記吸収フィルターの短波長側で透過率が０．１％である波長」と「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔が、０．１ｎｍから５．９ｎｍであり、「前記励起フィルターの長波長側半値波長」と「前記励起フィルターの長波長側８０％透過率波長」との間隔が５．９ｎｍ以下であり、「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」と「前記吸収フィルターの短波長側８０％透過率波長」との間隔が５．９ｎｍ以下である、特性で構成されていることを特徴としている。
また、本第３の発明の蛍光観察用装置においては、湿度が１０％から９５％まで変化したときの前記励起フィルター及び前記吸収フィルターの半値波長の変化が０．５ｎｍ以内となるようにしたことを特徴としている。
また、本第３の発明の蛍光観察用装置においては、前記励起フィルターおよび／または前記吸収フィルターが、９０層以上の多層膜を含むことを特徴としている。
また、本第３の発明の蛍光観察用装置においては、前記励起フィルターおよび前記吸収フィルターを構成する膜の交互の積層は、低屈折率膜がＳｉＯ2からなり、高屈折率膜がＴａ2Ｏ5またはＮｂ2Ｏ5またはＴｉＯ2またはこれらのいずれかの混合膜からなり、前記励起フィルターおよび前記吸収フィルターが、前記交互に積層したこれらの多層膜を少なくとも１面に含むことを特徴としている。
また、本第２と第３の発明の蛍光観察用装置においては、顕微鏡の光学系に組み込まれることを特徴としている。
また、本第２と第３の発明の蛍光観察用装置においては、内視鏡の光学系に組み込まれることを特徴としている。
本発明によれば、励起フィルターと吸収フィルター、あるいはレーザー光と吸収フィルターを用いた蛍光観察用装置において、微弱な蛍光を効率よく取り出すことが出来、明るい像観察、高感度な蛍光強度測定が可能な蛍光観察用装置が得られる。
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果を説明する。
「励起フィルターの長波長側半値波長」と「吸収フィルターの短波長側半値波長」の間隔が離れている理由は、
(1)フィルターの分光特性の安定性が十分でないこと、
(2)フィルター膜の層数を５０層程度にしていること、
に起因している。
(1)の「フィルターの分光特性の安定性が十分でない」理由は、従来のフィルターは、真空蒸着法により形成されているので、各膜の密度が十分では無いため、フィルターを使用する周囲の湿度により多層膜中に水分を吸収したり放出したりすることにより、フィルターの分光特性が設計上の波長よりも短波長側あるいは長波長側にシフトしてしまうことによる。これにより±５ｎｍ程度のシフトが生ずることが考えられる。このシフトがあっても、蛍光を観察する際に、「励起フィルターの長波長側半値波長」と「吸収フィルターの短波長側半値波長」とが重なり合ってはならないので、装置の設計上、「励起フィルターの長波長側半値波長」と「吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔（波長幅）を広くとる必要がある。
ここで「重なり合わない」とは、次のように定義する。すなわち、励起フィルターの長波長側と吸収フィルターの短波長側で双方の透過率が限りなく０％に近づいていくが、両者が交差する波長における透過率が０．１％以下、好ましくは０．０１％以下、より好ましくは０．００１％以下になるような特性である。
吸収フィルターの長波長側の特性は蛍光観察における蛍光に応じて決定することができ、バンドパスフィルター（特定の波長のみ透過し、他の波長をカットするフィルター）の特性を持つ場合の吸収フィルターの半値幅は、好ましくは２０ｎｍから８０ｎｍ、より好ましくは２０ｎｍから７０ｎｍである。
また、吸収フィルターの長波長側は、できるだけ蛍光を取り込むために、長波長側をカットするフィルターを設けない場合もある。
また、励起フィルターの短波長側半値波長は、励起フィルターの長波長側半値波長から離れるほど励起光が多く標本に照射することができる。観察する蛍光によって異なるが、励起フィルターの半値幅が短すぎると励起光が弱くなることから、励起フィルターの半値幅は好ましくは１５ｎｍから７０ｎｍ、より好ましくは１５ｎｍから６０ｎｍである。
(2)の「フィルター膜の層数を５０層程度にしている」理由は、膜の層数を多くすることにより「励起フィルターの長波長側半値波長」や「吸収フィルターの短波長側半値波長」の分光透過特性の立ち上がりを急峻にし、２つのフィルターの透過領域が重なり合いにくくすることができるようにするためである。しかし、従来から膜の形成に用いられている真空蒸着法では、膜厚のバラツキによる製造誤差の問題や、基板と膜、または膜同士の密着性の問題等により、事実上フィルター膜の層数を５０層程度に抑えている。
しかるに、本第１の発明のように、「励起フィルターの長波長側半値波長」と「吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔を１ｎｍから６ｎｍとして従来よりも小さくすれば、微弱な蛍光を効率よく取り出して観察することができる。また、これを実現するために本第１の発明において、湿度が１０％から９５％まで変化したときの励起フィルター及び吸収フィルターの半値波長の変化が０．５ｎｍ以内であるようなフィルターを用いれば、上述した(1)の理由を取り除くことができる。フィルターの分光特性がほとんどシフトすることが無ければ、周囲の湿度変化により２つのフィルターの透過領域が重なり合うことがない。
フィルターの成膜手法としては、従来の真空蒸着法よりも膜の密度が十分に高くなるイオンアシスト法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等を用いると好ましい。真空蒸着法により形成される膜が低密度で水分を吸水し易いのに対し、これらの成膜手法は膜の密度が高いため吸水することなく固い膜となり、膜の密着性も向上する特徴を持つ。そのため、５０層を越える多層の膜でも膜剥がれや劣化が少ない。この特性を生かして、さらに本発明において、励起フィルターおよび／または吸収フィルターが９０層以上の多層膜とすれば、上述した理由(2)の理由を取り除くことができる。これにより、励起フィルターと吸収フィルターの夫々の分光特性あるいは分光透過特性で定まる、励起フィルターの長波長側半値波長と吸収フィルターの短波長側半値波長との波長幅、すなわち２つのフィルターの半値波長との間隔を狭くしても、透過領域が重なり合うことがなくなる。このようなフィルターは、例えばＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5、またはＳｉＯ2とＮｂ2Ｏ5、またはＳｉＯ2とＴｉＯ2、またはＴａ2Ｏ5，Ｎｂ2Ｏ5もしくはＴｉＯ2のいずれかの混合物とＳｉＯ2からなる多層膜により形成することができる。また、本第１の発明は、蛍光観察をする内視鏡や顕微鏡の光学系、あるいは、蛍光強度を測定して観察する装置の光学系に組み込まれるものである。
また、本第２の発明のように、励起光として使用する「レーザー光の波長」と「吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔、すなわち波長幅を１ｎｍから１２ｎｍの範囲として従来の２０ｎｍよりも小さくすれば、微弱な蛍光を効率よく観察することができる。レーザー光により発生する蛍光に十分な明るさがある場合は、「レーザー光の波長」と「吸収フィルターの短波長側半値波長」の間隔を確保して、レーザー光が観察側にもれないように、また吸収フィルターの製造の容易さを考慮して６ｎｍから１２ｎｍにすると良い。本第２の発明でも、上述した(1)，(2)の理由を取り除くために、前述したと同様に、湿度が１０％から９５％まで変化したときの吸収フィルターの半値波長の変化が０．５ｎｍ以内であるようなフィルターを用いることや、イオンアシスト法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等を用いて吸収フィルターが９０層以上の多層膜とし、例えばＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5、またはＳｉＯ2とＮｂ2Ｏ5、またはＳｉＯ2とＴｉＯ2、またはＴａ2Ｏ5，Ｎｂ2Ｏ5もしくはＴｉＯ2のいずれかの混合物とＳｉＯ2からなる多層膜により形成する、等の方策をとることができる。また、本第２の発明は、蛍光観察をする内視鏡や顕微鏡、蛍光強度を測定する測定器などに組み込まれるものである。
次に、本発明の具体的な実施形態について図面を用いて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の蛍光観察用装置の第１実施形態にかかる、蛍光観察を行うことにより生体の疾患の有無等の診断を行う医療用内視鏡及びその光学系の概略構成図である。
第１実施形態の蛍光観察用装置１は、図１に示すように、体腔内等に挿入して観察対象組織の観察像を得る内視鏡２と、内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、内視鏡２で得られる観察像を撮像して撮像信号を得る撮像装置４と、撮像装置４で得られる撮像信号をモニター表示可能な映像信号に変換するビデオプロセッサー５と、ビデオプロセッサー５で得られる映像信号を映し出すモニター装置６とを有して構成されている。
内視鏡２は、体腔内等に挿入する細長の挿入部１１と、挿入部１１の基端側に連設され、内視鏡２を把持し操作するための操作部１２と、操作部１２の基端側に連設され、内視鏡２で得られる観察対象像を射出する接眼部１３と、操作部１２の例えば側部から延出し、光源装置３から照明光の供給を受けるためのライトガイドケーブル１４と、ライトガイドケーブル１４の端部に設けられ、光源装置３と着脱自在に接続するためのライトガイドコネクタ１５と、ライトガイドケーブル１４及び操作部１２及び挿入部１１内を挿通し、ライトガイドコネクタ１５を介して光源装置３から得られる照明光を挿入部１１の先端部１１ａまで導光するライトガイドファイバー１６と、先端部１１ａに設けられ、ライトガイドファイバー１６で導光された照明光を観察対象部位へ向けて配光する配光光学系１７と、先端部１１ａに設けられ、観察対象部位の光学像を内視鏡２内へ導く対物光学系１８と、挿入部１１及び操作部１２内を挿通し、対物光学系１８で導かれた光学像を接眼部１３まで導くイメージガイドファイバー１９と、接眼部１３に設けられ、イメージガイドファイバー１９で導かれた光学像を射出する接眼光学系２０とを有して構成されている。
光源装置３は、照明光を発する光源ランプ３１と、光源ランプ３１へ電力を供給する電源回路３２と、照明光路上に設けられ、観察対象部位を励起する波長を透過させる励起フィルター３３と、照明光をライトガイドファイバー１６の光入射端面へ集光する集光光学系３４と、励起フィルター３３を照明光路上に挿脱自在に挿入すべく励起フィルター３３を移動させるモーター３５と、光源装置３に対する操作指示を入力するための操作パネル３６と、操作パネル３６の操作に応じて、少なくともモーター３５を駆動制御する制御回路３７を有して構成されている。
撮像装置４は、内視鏡２の接眼部１３から射出される観察光となる、生体組織からの蛍光の波長成分を透過し、生体組織に照射した励起光を遮る吸収フィルター４１と、観察光を結像する結像光学系４２と、結像光学系４２で結像された観察像を撮像して撮像信号を得る撮像手段としてのＣＣＤ４３を有して構成されている。
このように構成された医療用内視鏡では、光源ランプ３１および光源ランプ３１からの照明光を生体組織に導くライトガイドファイバー１６によって照明光学系を形成し、この照明光学系の光路内に、特定波長の光のみを励起光として透過させる励起フィルター３３を挿入する一方、生体組織から発生した蛍光が入射するイメージガイドファイバー１９および観察を行う接眼光学系２０および結像光学系４２によって観察光学系を形成し、この観察光学系の光路内に、観察に用いる蛍光のみを透過させる吸収フィルター４１を挿入している。そして、この内視鏡では、励起フィルター３３を通過した励起光の照射によって生体組織から蛍光を発生させ、この蛍光に基づいて生体組織の観察を行う。
ここで、より詳しく、第１実施形態の医療用内視鏡の作用について説明する。まず、経内視鏡的に蛍光観察する生体組織の位置へ、挿入部１１を介して先端部１１ａを挿入する。そして、蛍光観察が可能な位置に、先端部１１ａを位置させる。次いで、生体組織を蛍光観察可能な状態にする。
そして、操作パネル３６によりモーター３５を操作して、励起フィルター３３を照明光路に挿入する。すると、内視鏡２から観察対象の生体組織へ向けて励起光が照射され、励起光が照射された生体組織から蛍光が発せられる。この蛍光による観察像は、対物光学系１８と、イメージガイドファイバー１９と、接眼光学系２０を介して、内視鏡２から射出される。内視鏡２から射出された観察像は、吸収フィルター４１により、蛍光成分が抽出され、結像光学系４２により、ＣＣＤ４３の撮像面に結像する。これにより、蛍光による被写体像が、モニター装置６に表示される。
このとき、蛍光を発している部位は、内視鏡２による観察部位全体内の小さい領域である場合が多く、蛍光を発している部位が観察部位全体の何処に位置するのか分からないことがある。このような場合には、励起フィルター３３を照明光路中から退避させ、吸収フィルター４１の透過波長を含む可視光を観察対象組織へ向けて照射することにより、観察部位全体を観察することができる。
なお、観察対象の生体組織は、ヒトや動物の組織や細胞に限らず、他の生物の組織や細胞であってもよい。
図２は第１実施形態の医療用内視鏡に使用するフィルターの波長と透過率との関係の分光特性を示すグラフであり、特性曲線Ｄが励起フィルター３３、特性曲線Ｅが吸収フィルター４１の透過率特性を夫々示している。
励起フィルター３３の長波長側半値波長は４８９．５ｎｍ、吸収フィルター４１の短波長側半値波長は４９４ｎｍであり、その間隔である波長幅は４．５ｎｍとなっている。
なお、励起フィルター３３の短波長側半値波長は４６９．５ｎｍ、吸収フィルター４１の長波長半値波長は５４２．７ｎｍである。より、詳細に各フィルターの特性について図２のグラフ（特性線図）に基づいて説明すると、励起フィルター３３は、透過比率が最大の半分（５０％）となる半値波長の範囲が４６９．５〜４８９．５ｎｍであり、透過比率が０．１％以下となる波長範囲が３００〜４５９．７ｎｍ及び４９０．７〜１０００ｎｍであり、透過比率が８０％以上となる波長範囲が４７１．３〜４８９．２ｎｍである、特性を有するものである。
一方、吸収フィルター４１は、透過比率が最大の半分（５０％）となる半値波長範囲が４９４．０〜５４２．７ｎｍであり、透過比率が０．１％以下となる波長範囲が３８４．０〜４９２．８ｎｍ及び５４７．８〜８４０ｎｍであり、透過比率が８０％以上となる波長範囲が４９４．１〜５４３．０ｎｍである、特性を有するものである。
なお、各フィルター３３，４１の特性線図においては、透過率が０．１％以下となるときの特性の線は、透過率が０％の線と区別ができなくなっている。
第１実施形態によれば、励起フィルター３３の長波長側半値波長と吸収フィルター４１の短波長側半値波長との間隔が狭く、無駄な領域が少なくなるので、生体組織から蛍光を効率良く発生させ、かつ効率良く観察することができる。
なお、これらのフィルターは、図１および図２ではそれぞれ１枚で構成されているように示してあるが、実際には数枚のフィルターを組み合わせたものである。
具体的には、特性曲線Ｄの励起フィルター３３は、図３に示すような光学特性を有するロングウェーブパス（ＬＷＰ）フィルターＨ、ショートウェーブパス（ＳＷＰ）フィルターＧの２つの組み合わせにより、生体組織に照射する励起光の光学特性を決定するとともに、図４に示すように、さらに生体組織に照射する際に不要な紫外光や赤外光をカットするフィルターＩ，Ｊ，Ｋを有して構成されている。
図４は励起フィルター３３の構成を示す断面図である。図４に示す励起フィルター３３を構成するフィルターのうち、蛍光観察性能に最も影響の大きいＳＷＰフィルターＧは、基板３３２上に、低屈折率膜及び高屈折率膜となるＳｉＯ2（波長４５０〜５５０ｎｍの屈折率が１．４６〜１．４７）とＴａ2Ｏ5（波長４５０〜５５０ｎｍの屈折率が２．１９〜２．２５）の膜を交互に積層した１２６層構成であり、ＲＦ印加方式のイオンプレーティング法により形成されている。このＳＷＰフィルターＧは、励起フィルター３３において、励起光の波長域の長波長側を決定するフィルターとして用いるものである。このＳＷＰフィルターＧは、前記決定された長波長側の波長（半値波長が４８９．５ｎｍ、透過率８０％のときの波長が４８９．２ｎｍ）よりも長波長側（４９０．７〜６２７．０ｎｍの範囲）で励起光の透過率を０．１％以下とするフィルターである。
ＬＷＰフィルターＨも同様に、基板３３１上に、ＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5の膜を交互に積層した５４層構成であり、ＲＦ印加方式のイオンプレーティング法により形成されている。このＬＷＰフィルターＨは、励起フィルター３３において、励起光の波長域の短波長側を決定するフィルターとして用いるものである。このＬＷＰフィルターＨは、前記決定された短波長側の波長（半値波長が４６９．５ｎｍ、透過率８０％のときの波長が４７１．３ｎｍ）よりも短波長側（３６７．０〜４５９．７ｎｍの範囲）で励起光の透過率を０．１％以下とするフィルターである。
紫外光をカットするフィルターＩや赤外光をカットするフィルターＪ，Ｋは、フィルターＧ，Ｈによるカット領域（蛍光観察に用いない波長の光を透過させない領域）をさらに広げるために用いるものである。これらのフィルターＩ，Ｊ，Ｋは、湿度変化により光学特性がフィルターＧ，Ｈのカット帯域に被さる範囲内でシフトしても、蛍光観察を行う励起光の波長の透過帯域に影響は無い。このため、フィルターＩ，Ｊ，Ｋは、それぞれ基板３３１，３３２，３３３上に、各々真空蒸着法によりＳｉＯ2（波長４００〜１０００ｎｍの屈折率が１．４５〜１．４７）とＴｉＯ2（波長４００〜１０００ｎｍの屈折率が２．２４〜２．５８）の膜を交互に積層して構成されており、フィルターＩが４０層、フィルターＪが４０層、フィルターＫが４６層で形成されている。
この励起フィルター３３を構成する各フィルターＩ，Ｈ，Ｇ，Ｊ，Ｋの膜構成を表１に示す。なお、膜構成は、光学的膜厚でλ／４を１．０として表記し、基板側から空気側に順に示してある。また、表１中、フィルターＨ，Ｇの膜構成では、Ｔａ2Ｏ5をＨ、ＳｉＯ2をＬとし、フィルターＩ，Ｊ，Ｋの膜構成では、ＴｉＯ2をＨ、ＳｉＯ2をＬとして表記した。基板３３１，３３２，３３３には、光学ガラスＢＫ７を用いている。また、図４に示すように、励起フィルター３３に光の入射側（光路）から基板３３１，３３２，３３３の順に配列し、基板３３１の入射側がフィルターＩ、出射側がフィルターＨとし、基板３３２の入射側がフィルターＧ、出射側がフィルターＪ、基板３３３の入射側と出射側が共にフィルターＫとして構成してある。これらの基板３３１，３３２，３３３を各基板間にスペーサー３３４を介して両側から内枠３３５と外枠３３６とで挟み込んである。
フィルターＧ、Ｈについての波長範囲３００ｎｍから１０００ｎｍの光学特性を図３に示す。また、フィルターＩ，Ｊ，Ｋについての波長範囲３００ｎｍから１０００ｎｍの光学特性を図５に示す。各フィルターＧ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋは、各々が表２の波長範囲での透過率を０．１％以下にして、励起光の透過帯域以外をカットしている。
吸収フィルター４１も、励起フィルター３３と同様に、ＬＷＰフィルターと、ＳＷＰフィルターと、不要な光をカットするフィルターとで構成することができる。この場合、発生する蛍光のうち観察に不要な蛍光が、吸収フィルターを構成するＬＷＰフィルターや、ＳＷＰフィルターによってカットされるようであれば、不要な光をカットするフィルターは特になくとも良い。
第１実施形態の吸収フィルター４１の概略構成を図６に示す。
第１実施形態では、図２に示す特性曲線Ｅの吸収フィルター４１は、図６に示すように、基板４１１の両面にそれぞれＬＷＰフィルターＬと、ＳＷＰフィルターＭとを有して、ＳＷＰフィルターＭにより観察に不要な蛍光がすべてカットされるように構成されている。このため、不要な光をカットするフィルターを増やす必要はない。
また、吸収フィルター４１は、基板４４１を両側から内枠４４２と外枠４４３とで挟み込んである。基板４４１には、光学ガラスＢＫ７を用いている。各フィルターＬ，Ｍの膜構成は、上記表１に示してある。なお、膜構成は、光学的膜厚でλ／４を１．０として表記し、基板側から空気側に順に示してある。蛍光観察性能に最も影響の大きいＬＷＰフィルターＬは、ＲＦ印加方式のイオンプレーティング法により形成され、ＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5の膜を交互に積層して１４８層に構成されている。ＳＷＰフィルターＭも同様に、ＲＦ印加方式のイオンプレーティング法により、ＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5の膜を交互に積層して９０層に構成されている。フィルターＬ，Ｍについての波長範囲３００ｎｍから１０００ｎｍの光学特性を図７に示す。なお、表１中、フィルターＬ，Ｍの膜構成では、Ｔａ2Ｏ5をＨ、ＳｉＯ2をＬとして表記した。
図７において、ＬＷＰフィルターＬは、吸収フィルター４１において、観察に用いる蛍光の波長域の短波長側を決定するフィルターとして用いるものである。このＬＷＰフィルターＬは、前記決定された短波長側の波長（半値波長が４９４．０ｎｍ、透過率８０％のときの波長が４９４．１ｎｍ）よりも短波長側（３８４．０〜４９２．８ｎｍの範囲）で蛍光の透過率を０．１％以下とするフィルターである。
また、ＧＷＰフィルターＭは、吸収フィルター４１において、観察に用いる蛍光の波長域の長波長側を決定するフィルターとして用いるものである。このＧＷＰフィルターＭは、前記決定された長波長側の波長（半値波長が５４２．７ｎｍ、透過率８０％のときの波長が５４３．０ｎｍ）よりも長波長側（５４７．８〜８４０．０ｎｍの範囲）で蛍光の透過率を０．１％以下とするフィルターである。
なお、従って、吸収フィルター４１のＬＷＰフィルターＬとＳＷＰフィルターＭは、各々が表３で示す波長範囲での透過率を０．１％以下にして、観察に用いない蛍光等をカットしている。
従って、観察に用いる蛍光の波長範囲を４９２．８ｎｍ〜５４７．８ｎｍとして、観察することになる。
ＲＦ印加方式のイオンプレーティング法で形成されたフィルターＨ，Ｇ，Ｌ，Ｍの光学特性は、湿度が１０％から９５％まで変化したときに半値波長の変化が０〜＋０．１ｎｍであり、いずれも０．５ｎｍ以内となっている。
光学特性の評価は、具体的には、以下の試験条件で行った。
ＲＦ印加方式のイオンプレーティング法で形成されたフィルターＨ，Ｇ，Ｌ，Ｍを、各々ＢＫ７の基板上の片面のみに成膜した基板と、励起フィルター３３、吸収フィルター４１とを、それぞれ用意する。
前記それぞれのものとシリカゲルを入れた容器内で、常温（２０℃）で湿度１０％に保持した環境下にフィルターＨ，Ｇ，Ｌ，Ｍを成膜した基板と、励起フィルター３３、吸収フィルター４１を４日間さらした後、２０℃９５％の恒温恒湿槽に１００時間投入し、その前後で分光特性の変化を調べた。試験前後の半値波長の変化を表４に示す。
このように構成された第１実施形態の内視鏡を用いて生体組織の観察を行った。蛍光を極めて効率良く取り出して観察が出来るため、照明光を弱めても十分に観察することができた。そのため生体組織を変質させることも無かった。
なお、励起フィルター３３のＳＷＰフィルターＧの長波長側半値波長と吸収フィルター４１のＬＷＰフィルターＬの短波長側半値波長との間隔である波長幅は４．５ｎｍであったが、フィルターＧ，Ｌ、即ち、励起フィルター３３と吸収フィルター４１の特性をシフトさせることで、波長幅を１〜６ｎｍにしても観察できる結果に大きな差はなく、いずれも生体組織を明るい状態で観察することができた。
また、フィルターＨ，Ｇ，Ｌ，ＭをＲＦ印加方式のイオンプレーティング法で形成したものに代えて、イオンアシスト法やスパッタリング法、あるいはイオンビームスパッタリング法で形成したものを用いても、同様の結果が得られた。また、膜を形成するためのＴａ2Ｏ5に代えて、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、あるいはこれらのいずれかの混合物を用いると、フィルターの膜構成が変わるが、同様の結果が得られた。
なお、第１実施形態において、図４や図６に示す例では、励起フィルター３３、吸収フィルター４１の基板にＢＫ７の光学ガラスを用いたが、不要な波長帯域の励起光あるいは蛍光をカットするような、紫外に吸収能力のある吸収ガラスや可視光を吸収する色ガラスを、光学ガラスに替えて用いても観察に問題なく、カットの効率を上げることができる。
第２実施形態
図８は本発明の蛍光観察用装置の第２実施形態にかかる蛍光強度測定器の光学系の概略構成図である。
図８に示す第２実施形態の測定器の光学系は、不図示のレーザー光源から出た波長４８８ｎｍ、強度８００ｍＷのレーザー光５１が励起光としてミラー５２により光路を曲げられて標本載置台５３ａ上の標本５３を照射する。この励起光の照射によって、標本５３から蛍光が発生する。吸収フィルター５４は標本５３から発生した蛍光のみを選択的に透過させる。この蛍光の強度を、ＣＣＤ、およびＣＣＤで検出した信号を電流値に変更した後に表示する機能を有する受光部５５で測定することにより、蛍光が観察可能になるようにシステムが構成されている。
吸収フィルター５４は、第１実施形態の吸収フィルター４１と同様の構成のものを用いている。励起光として機能するレーザー光５１の波長は４８８ｎｍ、吸収フィルター５４の短波長側半値波長は４９４ｎｍであり、レーザー光５１の波長と吸収フィルター５４の短波長側半値波長との間隔である波長幅は６ｎｍとなっている。このため、標本５３から発生した蛍光を効率良く取り出し受光部５５で高感度な状態で測定することができる。この間隔（波長幅）は、吸収フィルター５４の特性をシフトさせる、即ち、吸収フィルター５４の分光透過率特性における短波長側半値波長を、レーザー光５１の波長側に近づけるようにあるいはレーザー光５１の波長側から遠ざけるように、膜構成を変化させることで、１ｎｍから１２ｎｍに可変させても、いずれも高感度に測定することができた。ただし、間隔が１ｎｍから５ｎｍになると、レーザー光５１の照射強度および標本５３への照射時間の条件によっては、吸収フィルター５４が透過しないことになっている波長領域でもレーザー光がカットできなくなり、レーザー光５１が受光部５５に漏れてくる可能性がある。その場合には、レーザー光５１の強度を弱めるとか、レーザー光５１を標本５３に照射する時間を少なくする対策を講じれば蛍光観察に際しレーザー光５１の悪影響を抑えることができる。レーザー光５１の波長と吸収フィルター５４の短波長側半値波長との間隔（波長幅）は、より望ましくは６ｎｍから１２ｎｍとするのが良い。
また、ＲＦ印加方式のイオンプレーティング法で形成した吸収フィルター５４を構成するＬＷＰフィルターＬおよびＳＷＰフィルターＭを、イオンアシスト法やイオンビームスパッタリング法で形成したものにしても同様の結果が得られた。また、フィルターＬおよびフィルターＭの膜を形成するためのＴａ2Ｏ5に代えてＮｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、あるいはこれらいずれかの混合物を用いても、これらの膜の屈折率を用いてフィルター膜厚を構成することと、同様の効果が得られた。
第３実施形態
第１実施形態の励起フィルター３３、吸収フィルター４１を、図９のフィルターの波長と透過率との関係を示すグラフに示した特性を有するフィルターに変更し、第３実施形態とする。
励起フィルター３３の長波長側半値波長は４５９．５ｎｍ、吸収フィルター４１の短波長側半値波長は４６２．８ｎｍであり、その間隔である波長域は３．３ｎｍとなっている。
より詳細に各フィルターの特性について図９のグラフ（特性線図）に基づいて説明すると、励起フィルター３３は、透過率が最大のときの半分（５０％）となる半値波長の範囲が４３３．４〜４５９．５ｎｍであり、透過率が０．１％以下となる波長の範囲が３００〜４２１．１ｎｍおよび４６０．４ｎｍ〜１０００ｎｍであり、透過率が８０％となる波長の範囲が４３５．７〜４５９．３ｎｍである、透過率特性を有するものである。
なお、透過率が０．１％以下となるときの特性の線は、透過率が０％の線と区別が出来なくなる。
一方、吸収フィルター４１は、透過率が最大の時の半分（５０％）となる半値波長の範囲が４６２．８〜４８７．６ｎｍであり、透過率が０．１％以下となる波長範囲が３３４〜４６１．１ｎｍおよび４９４．２〜８１０ｎｍであり、透過率が８０％以上となる波長範囲が４６３．２〜４８６．４ｎｍである、特性を有するものである。なお、透過率が０．１％以下となるときの特性の線は、透過率が０％の線と区別が出来なくなる。
励起フィルター３３を構成するフィルター（Ｉ，Ｈ，Ｇ，Ｊ，Ｋ）のうち、不要な紫外光や赤外光をカットするフィルターＩ，Ｊ，Ｋは第１実施形態で用いた成膜材料や膜特性を有するフィルターを用いた。ＬＷＰフィルターＨ、ＳＷＰフィルターＧの特性を図１０に示す。
また、蛍光観察性能に最も影響の大きいＳＷＰフィルターＧは、基板上にＳｉＯ2（波長４００〜６５０ｎｍの屈折率が１．４６〜１．４７）とＴｉＯ2（波長４００〜６５０ｎｍの屈折率が２．４５〜２．６１）の膜を交互に積層した１２６層構成であり、イオンガンを用いたイオンアシスト法により形成されている。ＬWＰフィルターＨも同様に、イオンガンを用いたイオンアシスト法により、基板上にＳｉＯ2（波長４００〜６５０ｎｍの屈折率が１．４６〜１．４７）とＴｉＯ2（波長４００〜６５０ｎｍの屈折率が２．４５〜２．６１）の膜を交互に積層した３２層で構成されている。
表５に膜構成を示す。
表５中、フィルターＧ、Ｈの膜構成では、ＴｉＯ2をＨ、ＳｉＯ2をＬとし、フィルターＩ，Ｊ，Ｋの膜構成では、ＴｉＯ2をＨ、ＳｉＯ2をＬとした。
吸収フィルター４１も、第１実施形態と同様に、基板４１１の両面にＬ，Ｍのフィルターにより構成した。この際LWPフィルターＬは、イオンガンを用いたイオンアシスト法により、１４８層で構成されている。ＳＷＰフィルターＭも同様に、イオンガンを用いたイオンアシスト法により、８０層で構成されている。フィルターＬ，Ｍについての波長範囲３００〜１０００ｎｍの分光特性を図１１に示す。
イオンガンを用いたイオンアシスト法で形成されたフィルターＨ，Ｇ，Ｌ，Ｍの光学特性は、湿度が１０％から９５％まで変化したときに半値波長の変化が０〜＋０．５ｎｍであり、いずれも０．５ｎｍ以内となっている。
具体的には、以下の試験条件で行った。
イオンガンを用いたイオンアシスト法で形成されたフィルターＨ，Ｇ，Ｌ，Ｍを、各々ＢＫ７の基板上の片面のみに成膜した基板と、励起フィルター３３、吸収フィルター４１について用意する。
シリカゲルを入れた容器内で、常温（２０℃）で湿度１０％に保持した環境下にフィルターＨ，Ｇ，Ｌ，Ｍを成膜した基板と、励起フィルター３３、吸収フィルター４１を４日間さらした後、２０℃９５％の恒温恒湿槽に１００時間投入し、その前後で分光特性の変化を調べた。試験前後の半値波長の変化を表６に示す。
第３実施形態によれば、蛍光観察性能に最も影響の大きい励起フィルター３３の長波長側と吸収フィルター４１の短波長側の高屈折率材料を、第１実施形態に用いたＴａ2Ｏ5に比べて屈折率の高いＴｉＯ2を用いることで急峻な特性を得ることができるため、励起フィルター３３の長波長側半値波長と吸収フィルター４１の短波長側半値波長との間隔を第１実施形態に比べてより狭くでき、生体組織から蛍光を効率よく発生させ、かつ効率よく観察することができる。
本実施形態では、ＴｉＯ2を用いたが、ＴｉＯ２とＴａ2Ｏ5、あるいはＮｂ2Ｏ5あるいはこれらいずれかの混合物を用いても、これらの膜の屈折率を用いてフィルター膜厚を構成することで、同様の効果が得られた。
第４実施形態
第１実施形態の励起フィルター３３、吸収フィルター４１を、図１２のフィルターの波長と透過率との関係を示すグラフに示した特性を有するフィルターに変更し、第４実施形態とする。
励起フィルター３３の長波長側半値波長は５６１．５ｎｍ、吸収フィルター４１の短波長側半値波長は５６７．５ｎｍであり、その間隔である波長域は６．０ｎｍとなっている。
より詳細に各フィルターの特性について図１２のグラフ（特性線図）に基づいて説明すると、励起フィルター３３は、透過率が最大のときの半分（５０％）となる半値波長の範囲が５０９．７〜５６１．５ｎｍであり、透過率が０．１％以下となる波長の範囲が３００〜５００．１ｎｍ以下および５６２．７〜１０００ｎｍであり、透過率が８０％となる波長の範囲が５１１．２〜５６１．２ｎｍである透過率特性を有するものである。
なお、透過率が０．１％以下となるときの特性の線は、透過率が０％の線と区別が出来なくなる。
一方、吸収フィルター４１は、透過率が最大の時の半分（５０％）となる半値波長範囲が５６７．５〜６４１．１ｎｍであり、透過率が０．１％以下となる波長範囲が４２４〜５６３．９ｎｍおよび６４６．７〜１０３０ｎｍであり、透過率が８０％以上となる波長範囲が５６８．０〜６４０．１ｎｍである、特性を有するものである。
なお、透過率が０．１％以下となるときの特性の線は、透過率が０％の線と区別が出来なくなる。
励起フィルター３３を構成するフィルターのうち、不要な紫外光や赤外光をカットするフィルターは、第１実施形態で用いたＩ，Ｊ，Ｋのうち、第１実施形態でＪを用いていたフィルター位置をＩとして、フィルターＩ，Ｋ各々２面ずつの構成とし、成膜材料や膜特性は同様のフィルターを用いた（図１３参照）。ＬＷＰフィルターＨ、ＳＷＰフィルターＧの特性を図１４に示す。
また、蛍光観察性能に最も影響の大きいＳＷＰフィルターＧは、基板上にＳｉＯ2（波長４００〜６５０ｎｍの屈折率が１．４６〜１．４７）とＮｂ2Ｏ5（波長４００〜６５０ｎｍの屈折率が２．２６〜２．４８）の膜を交互に積層した９０層構成であり、ＳｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5をそれぞれ出発材料（ターゲット材料）としたＲＦスパッタリング法により形成されている。ＬWＰフィルターＨも同様に、ＲＦスパッタリング法により、基板上にＳｉＯ2（波長４００〜６５０ｎｍの屈折率が１．４６〜１．４７）とＮｂ2Ｏ5（波長４００〜６５０ｎｍの屈折率が２．２６〜２．４８）の膜を交互に積層した５４層で構成されている。
表７に膜構成を示す。
表７中、フィルターＧ、Ｈの膜構成では、Ｎｂ2Ｏ5をＨ、ＳｉＯ2をＬとし、フィルターＩ，Ｊ，Ｋの膜構成では、Ｎｂ2Ｏ5をＨ、ＳｉＯ2をＬとした。
吸収フィルター４１も、第１実施形態と同様に、基板４１１の両面にＬ，Ｍのフィルターにより構成した。この際、ＬＷＰフィルターＬは、ＲＦスパッタリング法により、１３０層で構成されている。ＳＷＰフィルターＭも同様に、ＲＦスパッタリング法により、９０層で構成されている。フィルターＬ，Ｍについての波長範囲３００〜１０００ｎｍの分光特性を図１５に示す。
ＲＦスパッタリング法で形成されたフィルターＨ，Ｇ，Ｌ，Ｍの光学特性は、湿度が１０％から９５％まで変化したときに半値波長の変化が０〜＋０．２ｎｍであり、いずれも０．５ｎｍ以内となっている。
具体的には、以下の試験条件で行った。
ＲＦスパッタリング法で形成されたフィルターＨ，Ｇ，Ｌ，Ｍを、各々ＢＫ７の基板上の片面のみに成膜した基板と、励起フィルター３３、吸収フィルター４１について用意する。
シリカゲルを入れた容器内で、常温（２０℃）で湿度１０％に保持した環境下にフィルターＨ，Ｇ，Ｌ，Ｍを成膜した基板と、励起フィルター３３、吸収フィルター４１を４日間さらした後、２０℃９５％の恒温恒湿槽に１００時間投入し、その前後で分光特性の変化を調べた。試験前後の半値波長の変化を表８に示す。
第４の実施形態によれば、励起フィルター３３の長波長側半値波長と吸収フィルター４１の短波長側半値波長との間隔を広くとった上で、蛍光観察性能に最も影響の大きい励起フィルター３３の長波長側と吸収フィルター４１の短波長側の高屈折率材料を、第１実施形態に用いたＴａ2Ｏ5に比べて屈折率の高いＮｂ2O5を用いることで層数が少なくとも、生体組織から蛍光を効率よく発生させ、かつ効率よく観察することができる。
本実施形態では、Ｎｂ2Ｏ5を用いたが、Ｎｂ2Ｏ5とＴａ2Ｏ5、あるいはＴｉＯ2あるいはこれらいずれかの混合物を用いても、これらの膜の屈折率を用いてフィルター膜厚を構成することで、同様の効果が得られた。
また、フィルターＨ，Ｇ，Ｌ，ＭをＲＦスパッタリング法で形成したものに代えて、イオンアシスト法やＲＦ印加方式のイオンプレーティング法、あるいはイオンビームスパッタリング法で形成したものを用いても、同様の結果が得られた。
第１及び第２比較例
第１実施形態および第３実施形態の比較例として、第１実施形態および第３実施形態におけるフィルターＨの半値波長と等しい半値波長になるようにＳｉＯ2（波長４００〜６５０ｎｍの屈折率が１．４５〜１．４７）、ＴｉＯ2（波長４００〜６５０ｎｍの屈折率が２．２９〜２．５０）を用いてＢＫ７の基板上の片面のみに真空蒸着法で成膜し、それぞれ第１比較例、第２比較例とした。Ｇ，Ｌ，Ｍについては層数が多く、真空蒸着法では困難なため、Ｈのみについて比較を行った。
膜構成を以下の表９に示す。
また、励起フィルター３３を構成するＬＷＰフィルターＨに関し、第１実施形態と比較した第１比較例における分光特性を図１６に、第３実施形態と比較した第２比較例における分光特性を図１７に示す。
これらの基板について、湿度を１０％から９５％まで変化させた際の半値波長の変化量を以下の表１０に示す。
第１及び第２比較例では、第１及び第３実施形態の特性と比べ、湿度による変化が大きいため、蛍光観察に励起フィルターおよび吸収フィルターに適用する際に励起フィルターの長波長側半値波長と吸収フィルターの短波長側半値波長との間隔を広くとらなければならない。
第５実施形態
第２実施形態における吸収フィルター５４の代わりに、第３実施形態における吸収フィルターを用いて第５実施形態とした。また、標本５３を、レーザー光源から出た波長４５１．１ｎｍ、強度８００ｍＷのレーザー光５１により蛍光が発生する標本５３に変更した。
レーザー光５１の波長は４５１．１ｎｍ、吸収フィルター５４の短波長側半値波長は４６２．８ｎｍであり、レーザー光５１と吸収フィルター５４の短波長側半値波長との間隔である波長幅は１１．７ｎｍとなっている。このため、標本５３から発生した蛍光を効率よく取り出し、受光部５５で高感度な状態で測定することができた。
第６実施形態
第２実施形態における吸収フィルター５４の代わりに、第４実施形態における吸収フィルターを用いて第６実施形態とした。また、標本５３を、レーザー光源から出た波長５６３．５ｎｍ、強度８００ｍＷのレーザー光５１により蛍光が発生する標本５３に変更した。
レーザー光５１の波長は５６３．５ｎｍ、吸収フィルター５４の短波長側半値波長は５６７．５ｎｍであり、レーザー光５１と吸収フィルター５４の短波長側半値波長との間隔である波長幅は４ｎｍとなっている。このため、標本５３から発生した蛍光を効率よく取り出し、受光部５５で高感度な状態で測定することができた。
本発明の蛍光観察用装置の第１実施形態にかかる、蛍光観察を行うことにより生体の疾患の有無等の診断を行う医療用内視鏡及びその光学系の概略構成図である。 第１実施形態の医療用内視鏡に使用するフィルターの波長と透過率との関係の分光特性を示すグラフであり、特性曲線Ｄが励起フィルター３３、特性曲線Ｅが吸収フィルター４１の透過率特性を夫々示している。 図１及び図２に示す特性曲線Ｄの励起フィルター３３を構成するロングウェーブパス（ＬＷＰ）フィルターＨ、ショートウェーブパス（ＳＷＰ）フィルターＧの光学特性を示すグラフである。 励起フィルター３３の構成を示す断面図である。 図１及び図２に示す特性曲線Ｄの励起フィルター３３を構成するフィルターＩ、Ｊ、Ｋの光学特性を示すグラフである。 特性曲線Ｅの吸収フィルター４１の構成を示す断面図である。 特性曲線Ｅの吸収フィルター４１を構成するＬＷＰフィルターＬ、ＳＷＰフィルターＭの透過率特性を示すグラフである。 本発明の蛍光観察用装置の第２実施形態にかかる蛍光強度測定器の光学系の概略構成図である。 第３実施形態の医療用内視鏡に使用するフィルターの波長と透過率との関係の分光特性を示すグラフであり、特性曲線Ｄが励起フィルター３３、特性曲線Ｅが吸収フィルター４１の透過率特性を夫々示している。 図９に示す特性曲線Ｄの励起フィルター３３を構成するＬＷＰフィルターＨ、ＳＷＰフィルターＧの光学特性を示すグラフである。 図９に示す特性曲線Ｅの吸収フィルター４１を構成するＬＷＰフィルターＬ、ＳＷＰフィルターＭの光学特性を示すグラフである。 第４実施形態の医療用内視鏡に使用するフィルターの波長と透過率との関係の分光特性を示すグラフであり、特性曲線Ｄが励起フィルター３３、特性曲線Ｅが吸収フィルター４１の透過率特性を夫々示している。 第４実施形態の医療用内視鏡に使用する励起フィルター３３の構成を示す断面図である。 図１２に示す特性曲線Ｄの励起フィルター３３を構成するＬＷＰフィルターＨ、ＳＷＰフィルターＧの光学特性を示すグラフである。 図１２に示す特性曲線Ｅの吸収フィルター４１を構成するＬＷＰフィルターＬ、ＳＷＰフィルターＭの光学特性を示すグラフである。 第１実施形態と第１比較例における励起フィルター３３を構成するＬＷＰフィルターＨの分光特性を比較して示すグラフである。 第３実施形態と第２比較例における励起フィルター３３を構成するＬＷＰフィルターＨの分光特性を比較して示すグラフである。 所定の分光特性を有する励起光１を照射して蛍光観察を行う際、標本への励起光１の照射によって励起光１の波長領域よりも長波長の波長領域を有する蛍光２が発生する関係を模式的に示す分光特性グラフである。
符号の説明
１ 蛍光観察用装置
２ 内視鏡
３ 光源装置
４ 撮像装置
５ ビデオプロセッサー
６ モニター装置
１１ 挿入部
１１ａ 先端部
１２ 操作部
１３ 接眼部
１４ ライトガイドケーブル
１５ ライトガイドコネクタ
１６ ライトガイドファイバー
１７ 配光光学系
１８ 対物光学系
１９ イメージガイドファイバー
２０ 接眼光学系
３１ 光源ランプ
３２ 電源回路
３３ 励起フィルター
３４ 集光光学系
３５ モーター
３６ 操作パネル
３７ 制御回路
４１，５４ 吸収フィルター
４２ 結像光学系
４３ ＣＣＤ
５１ レーザー光
５２ ミラー
５３ 標本
５３ａ 標本載置台
５５ 受光部
６１ 励起光（の透過率特性）
６１ａ 励起光のピーク（の透過率特性）
６２ 蛍光（の透過率特性）
６２ａ 蛍光のピーク（の透過率特性）
６３ 励起フィルター（の透過率特性）
６４ 吸収フィルター（の透過率特性）
３３１，３３２，３３３，４４１ 基板
３３４ スペーサー
３３５，４４２ 内枠
３３６，４４３ 外枠
Ａ 励起フィルターの長波長側半値波長
Ｂ 吸収フィルターの短波長側半値波長
Ｃ 励起フィルターの長波長側半値波長と吸収フィルターの短波長側半値波長との間隔
Ｈ，Ｌ ロングウェーブパス（ＬＷＰ）フィルター
Ｇ，Ｍ ショートウェーブパス（ＳＷＰ）フィルター
Ｉ 紫外光をカットするフィルター
Ｊ，Ｋ 赤外光をカットするフィルター

Claims (17)

  1. 照明光のうち特定の波長の励起光のみを透過させる励起フィルターと、前記励起光が標本に照明されることにより該標本から発生した蛍光のみを透過させるとともに該励起光を遮る吸収フィルターを有し、
    「前記励起フィルターの長波長側半値波長」と「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔が１ｎｍから６ｎｍの範囲となるようにし、湿度が１０％から９５％まで変化したときの前記励起フィルター及び前記吸収フィルターの半値波長の変化が０．５ｎｍ以内となるようにしたことを特徴とする蛍光観察用装置。
  2. 前記励起フィルターおよび／または前記吸収フィルターが９０層以上の多層膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の蛍光観察用装置。
  3. 前記励起フィルターおよび前記吸収フィルターが、低屈折率膜であるＳｉＯ2と、高屈折率膜であるＴａ2Ｏ5またはＮｂ2Ｏ5またはＴｉＯ2またはこれらのいずれかの混合膜とからなる、多層膜を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光観察用装置。
  4. 顕微鏡の光学系に組み込まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光観察用装置。
  5. 内視鏡の光学系に組み込まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光観察用装置。
  6. 励起光として使用するレーザー光と、前記励起光が標本に照明されることにより該標本から発生した蛍光のみを透過させるとともに励起光を遮る吸収フィルターを有し、
    「前記レーザー光の波長」と「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔が１ｎｍから１２ｎｍの範囲となるようにしたことを特徴とする蛍光観察用装置。
  7. 「前記レーザー光の波長」と「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔が６ｎｍから１２ｎｍの範囲となるようにしたことを特徴とする請求項６に記載の蛍光観察用装置。
  8. 湿度が１０％から９５％まで変化したときの前記吸収フィルターの半値波長の変化が０．５ｎｍ以内となるようにしたことを特徴とする請求項６または７に記載の蛍光観察用装置。
  9. 前記吸収フィルターが９０層以上の多層膜を含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の蛍光観察用装置。
  10. 前記吸収フィルターを構成する膜の交互の積層は、低屈折率膜がＳｉＯ2からなり、高屈折率膜がＴａ2Ｏ5またはＮｂ2Ｏ5またはＴｉＯ2またはこれらのいずれかの混合膜からなり、前記吸収フィルターが、前記交互に積層した多層膜を少なくとも１面に含むことを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の蛍光観察用装置。
  11. 前記励起フィルターは、少なくともロングウェーブパスフィルターと、ショートウェーブパスフィルターとを有し、前記ロングウェーブパスフィルターと前記ショートウェーブパスフィルターがそれぞれ異なる基板に成膜されて組み立てられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の蛍光観察用装置。
  12. 照明光のうち、特定の波長の励起光のみを透過させる励起フィルターと、励起光が標本に照明されることにより標本から発生した蛍光のみを透過し励起光を遮る吸収フィルターを有する蛍光観察用装置であって、
    前記励起フィルターと前記吸収フィルターとは、
    「前記励起フィルターの長波長側半値波長」と「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔が、１ｎｍから６ｎｍであり、
    「前記励起フィルターの長波長側で透過率が０．１％である波長」と「前記励起フィルターの長波長側半値波長」との間隔が、０．１ｎｍから５．９ｎｍであり、
    「前記吸収フィルターの短波長側で透過率が０．１％である波長」と「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」との間隔が、０．１ｎｍから５．９ｎｍであり、
    「前記励起フィルターの長波長側半値波長」と「前記励起フィルターの長波長側８０％透過率波長」との間隔が５．９ｎｍ以下であり、
    「前記吸収フィルターの短波長側半値波長」と「前記吸収フィルターの短波長側８０％透過率波長」との間隔が５．９ｎｍ以下である、
    特性で構成されていることを特徴とする蛍光観察用装置。
  13. 湿度が１０％から９５％まで変化したときの前記励起フィルター及び前記吸収フィルターの半値波長の変化が０．５ｎｍ以内となるようにしたことを特徴とする請求項１２に記載の蛍光観察用装置。
  14. 前記励起フィルターおよび／または前記吸収フィルターが、９０層以上の多層膜を含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載の蛍光観察用装置。
  15. 前記励起フィルターおよび前記吸収フィルターを構成する膜の交互の積層は、低屈折率膜がＳｉＯ2からなり、高屈折率膜がＴａ2Ｏ5またはＮｂ2Ｏ5またはＴｉＯ2またはこれらのいずれかの混合膜からなり、
    前記励起フィルターおよび前記吸収フィルターが、前記交互に積層したこれらの多層膜を少なくとも１面に含むことを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の蛍光観察用装置。
  16. 顕微鏡の光学系に組み込まれることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載の蛍光観察用装置。
  17. 内視鏡の光学系に組み込まれることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載の蛍光観察用装置。
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