JP2006187598A5 - - Google Patents

Claims (22)

1. 蛍光物質を励起するための励起光を生成する光源ユニットと、励起光を内視鏡の先端部まで光学的に伝送して生体に向けて照射する照明ユニットと、対物光学系と撮像素子を含み、生体の蛍光像を取得する撮像ユニットを備えた蛍光内視鏡装置において、
   前記光源ユニットは、波長の異なる複数の励起光を生成することが可能に構成され、
   前記撮像ユニットは、異なる波長成分を有する複数の蛍光像を取得することが可能に構成され、
   次の条件式を満足することを特徴とする蛍光内視鏡装置。
   ｎ＜ｍ＜３ｎ
   ただし、ｎは光源ユニットの生成する励起光の数であり、２以上の自然数、ｍは撮像ユニットが取得する波長成分の異なる蛍光像の数である。
2. 前記光源ユニットは、生体内に元来存在する自家蛍光物質を励起する第１の波長成分を有する励起光と、生体外から生体に投与された蛍光物質を励起する第２の波長成分を有する励起光の少なくとも２種類の励起光を生成することが可能に構成され、
   前記第１の波長成分を有する励起光は、５００ｎｍよりも短い波長の光で構成され、
   前記第２の波長成分を有する励起光は、５００ｎｍ以上の波長の光で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光内視鏡装置。
3. 前記第１の波長成分を有する励起光は、４０５ｎｍを含む狭帯域光であり、
   前記第２の波長成分を有する励起光は、６６０ｎｍを含む狭帯域光であり、
   それぞれの狭帯域光の半値全幅が３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の蛍光内視鏡装置。
4. 前記光源ユニットは、少なくとも、４００ｎｍ〜４３０ｎｍの波長範囲内の光で構成される励起光を生成する第１の照明状態と、６５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲内の光で構成される励起光を生成する第２の照明状態とを切換え可能に構成され、
   前記撮像ユニットには、２つの照明状態で生成される励起光をカットする光学フィルターが配置されていることを特徴とする請求項２に記載の蛍光内視鏡装置。
5. 前記光源ユニットは、波長の異なるコヒーレント光を生成する複数の半導体素子を含んでいることを特徴とする請求項４に記載の蛍光内視鏡装置。
6. 前記複数の半導体素子は、４０５ｎｍをピーク波長とするコヒーレント光と、６６０ｎｍをピーク波長とするコヒーレント光を生成することを特徴とする請求項５に記載の蛍光内視鏡装置。
7. 前記蛍光内視鏡装置は、更に、前記光源ユニットと前記撮像ユニットの動作を制御する制御ユニットを備え、
   前記制御ユニットは、前記撮像素子の露光時間を制御するタイミング制御回路を備え、
   前記半導体素子は、前記タイミング制御回路によって、それぞれ異なるタイミングで発光と消灯がコントロールされることを特徴とする請求項５に記載の蛍光内視鏡装置。
8. 前記照明ユニットは、前記複数の半導体素子が生成した励起光を内視鏡の先端部まで光学的に伝送する手段としてのライトガイドを備え、
   前記光源ユニットは、前記複数の半導体素子と前記ライトガイドの入射端面の間の光路中に、挿脱自在に構成されたチョッパーを備え、
   前記チョッパーは、前記複数の半導体素子から発したコヒーレント光を異なるタイミングで遮光することを特徴とする請求項５に記載の蛍光内視鏡装置。
9. 前記蛍光内視鏡装置は、更に、前記撮像素子が取得した画像信号をもとにして画像を生成する画像処理ユニットを備え、
   前記画像処理ユニットは、少なくとも前記第１の照明状態で生成される励起光が照明されている期間に前記撮像素子が取得した画像信号をもとにして、異なる波長成分を有する複数の蛍光画像を生成することを特徴とする請求項４に記載の蛍光内視鏡装置。
10. 前記蛍光内視鏡装置は、更に、前記撮像素子が取得した画像信号をもとにして画像を生成する画像処理ユニットを備え、
    前記画像処理ユニットは、それぞれの励起光が照明されている期間に前記撮像素子が取得した画像信号をもとにして、複数の蛍光画像を生成するとともに、それらのうちのいくつかの蛍光画像を合成することが可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の蛍光内視鏡装置。
11. 蛍光物質を励起するための励起光を生成する光源ユニットと、励起光を内視鏡の先端部まで光学的に伝送して生体に向けて照射する照明ユニットと、対物光学系と撮像素子を含み、生体の蛍光像を取得する撮像ユニットを備えた蛍光内視鏡装置において、
    前記光源ユニットは、波長の異なるｎ種類の励起光を生成することが可能に構成され、
    前記撮像素子には、撮像面の直前にそれぞれ異なる波長帯域の光を透過するｋ種類の光学フィルターが配置され、
    次の条件式を満足することを特徴とする蛍光内視鏡装置。
    ｎ＜ｋ＜３ｎ
    ただし、ｎは２以上の整数である。
12. 前記光学フィルターを物体側から見たときに、個々の光学フィルターが前記撮像素子の画素と重なるように配置され、
    同じ透過特性を持つ光学フィルターが配置された画素ごとに蛍光像の撮像が行われることを特徴とする請求項１１に記載の蛍光内視鏡装置。
13. 前記ｋ種類の光学フィルターには、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲において異なる透過特性を有する次の３つの光学フィルターが含まれていることを特徴とする請求項１１に記載の蛍光内視鏡装置。
    （１）４２０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長範囲で平均透過率が５０％以上であり、その他の波長範囲での平均透過率が５％以下である光学フィルター
    （２）６１０ｎｍ〜６４０ｎｍの波長範囲で平均透過率が５０％以上であり、その他の波長範囲での平均透過率が５％以下である光学フィルター
    （３）７１０ｎｍ〜７４０ｎｍの波長範囲で平均透過率が５０％以上であり、その他の波長範囲での平均透過率が５％以下である光学フィルター
    ただし、前記光学フィルターの平均透過率は、所定の波長範囲における光学フィルターの透過率Ｔの平均値である。前記光学フィルターの透過率Ｔは、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲に属する任意波長λの光の光学フィルターの入射面への入射光量をＩＬ１、光学フィルターの出射面からの波長λの光の出射光量をＩＬ２としたとき、Ｔ＝(ＩＬ２／ＩＬ１)×１００で表される。
14. 前記ｋ種類の光学フィルターには、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲において異なる透過特性を有する次の４つの光学フィルターが含まれていることを特徴とする請求項１１に記載の蛍光内視鏡装置。
    （１）４２０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長範囲で透過率Ｔが５０％以上であり、その他の波長範囲での平均透過率が５％以下である光学フィルター
    （２）６１０ｎｍ〜６４０ｎｍの波長範囲で透過率Ｔが５０％以上であり、その他の波長範囲での平均透過率が５％以下である光学フィルター
    （３）７１０ｎｍ〜７４０ｎｍの波長範囲で透過率Ｔが５０％以上であり、その他の波長範囲での平均透過率が５％以下である光学フィルター
    （４）７７０ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲で透過率Ｔが５０％以上であり、その他の波長範囲での平均透過率が５％以下である光学フィルター
    ただし、前記光学フィルターの平均透過率は、所定の波長範囲における光学フィルターの透過率Ｔの平均値である。前記光学フィルターの透過率Ｔは、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲に属する任意波長λの光の光学フィルターの入射面への入射光量をＩＬ１、光学フィルターの出射面からの波長λの光の出射光量をＩＬ２としたとき、Ｔ＝(ＩＬ２／ＩＬ１)×１００で表される。
15. 前記ｋ種類の光学フィルターには、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲において異なる透過特性を有する次の５つの光学フィルターが含まれていることを特徴とする請求項１１に記載の蛍光内視鏡装置。
    （１）４２０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長範囲で透過率Ｔが５０％以上であり、その他の波長範囲での平均透過率が５％以下である光学フィルター
    （２）６１０ｎｍ〜６３０ｎｍの波長範囲で透過率Ｔが５０％以上であり、その他の波長範囲での平均透過率が５％以下である光学フィルター
    （３）６９０ｎｍ〜７１０ｎｍの波長範囲で透過率Ｔが５０％以上であり、その他の波長範囲での平均透過率が５％以下である光学フィルター
    （４）７２０ｎｍ〜７４０ｎｍの波長範囲で透過率Ｔが５０％以上であり、その他の波長範囲での平均透過率が５％以下である光学フィルター
    （５）７７０ｎｍ〜７９０ｎｍの波長範囲で透過率Ｔが５０％以上であり、その他の波長範囲での平均透過率が５％以下である光学フィルター
    ただし、前記光学フィルターの平均透過率は、所定の波長範囲における光学フィルターの透過率Ｔの平均値である。前記光学フィルターの透過率Ｔは、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲に属する任意波長λの光の光学フィルターの入射面への入射光量をＩＬ１、光学フィルターの出射面からの波長λの光の出射光量をＩＬ２としたとき、Ｔ＝(ＩＬ２／ＩＬ１)×１００で表される。
16. 蛍光物質を励起するための波長の異なる複数の励起光を生成する光源ユニットと、励起光を生体に照射する照明ユニットと、生体の蛍光像を取得する撮像ユニットを備えた蛍光内視鏡装置において、
    前記撮像ユニットは、対物光学系と、撮像素子と、前記対物光学系の最も物体側の面から前記撮像素子の撮像面までの間に、透過する光の波長帯域を変更可能な素子とを備え、
    次の条件式を満足することを特徴とする蛍光内視鏡装置。
    ｎ＜ｍ_T＜３ｎ
    ただし、ｎは光源ユニットの生成する励起光の数であり、２以上の整数、ｍ_Tは撮像ユニットが検出する波長帯域の異なる蛍光の数である。
17. 前記光源ユニットは、生体内に元来存在する自家蛍光物質を励起する第１の波長成分を有する励起光と、生体外から生体に投与された蛍光物質を励起する第２の波長成分を有する励起光の少なくとも２種類の励起光を生成することが可能に構成され、
    前記第１の波長成分を有する励起光は、５００ｎｍよりも短い波長の光で構成され、
    前記第２の波長成分を有する励起光は、５００ｎｍ以上の波長の光で構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の蛍光内視鏡装置。
18. 前記第１の波長成分を有する励起光は、４０５ｎｍを含む狭帯域光であり、
    前記第２の波長成分を有する励起光は、６６０ｎｍを含む狭帯域光であり、
    それぞれの狭帯域光の半値全幅が３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１７に記載の蛍光内視鏡装置。
19. 前記光源ユニットは、少なくとも、４００ｎｍ〜４３０ｎｍの波長範囲内の光で構成される励起光を生成する第１の照明状態と、６５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲内の光で構成される励起光を生成する第２の照明状態とを切換え可能に構成され、
    前記撮像ユニットには、２つの照明状態で生成される励起光をカットする光学フィルターが配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の蛍光内視鏡装置。
20. 前記光源ユニットは、波長の異なるコヒーレント光を生成する複数の半導体素子を含んでいることを特徴とする請求項１９に記載の蛍光内視鏡装置。
21. 前記複数の半導体素子は、４０５ｎｍをピーク波長とするコヒーレント光と、６６０ｎｍをピーク波長とするコヒーレント光を生成することを特徴とする請求項２０に記載の蛍光内視鏡装置。
22. 前記照明ユニットは、前記複数の半導体素子が生成した励起光を内視鏡の先端部まで光学的に伝送する手段としてのライトガイドを備え、
    前記光源ユニットは、前記複数の半導体素子と前記ライトガイドの入射端面の間の光路中に、挿脱自在に構成されたチョッパーを備え、
    前記チョッパーは、前記複数の半導体素子から発したコヒーレント光を異なるタイミングで遮光することを特徴とする請求項２０に記載の蛍光内視鏡装置。