JP5114024B2 - 光イメージング装置 - Google Patents
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Description
図1から図10は本発明の実施形態1に係り、図1は実施形態1の光イメージング装置を示す全体構成図、図2は図1に示した内視鏡の挿入部の先端部の要部拡大図、図3は図2のライトガイドを伝達して照明レンズに入射した光の波長特性を示すグラフ、図4は図2の照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図5は図2の照明光フィルタを透過して被検体に照射される光の波長特性を示すグラフ、図6は図2の被検体からの戻り光の波長特性を示すグラフ、図7は図2の励起光カットフィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図8は図2の励起光カットフィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ、図9は図3〜図8のグラフを1つにまとめた波長特性を示すグラフ、図10は図9に対して照明光路由来の蛍光の代わりに照明光路由来のラマン散乱光を加えた波長特性を示すグラフである。
10mW×10−7=1nW
となる。
図11及び図12は本発明の実施形態2に係り、図11は実施形態2の光イメージング装置を示す全体構成図、図12は図11の光イメージング装置の波長特性を示すグラフである。上述した実施形態1は、近赤外光帯域の蛍光を検出して赤外蛍光観察を行う光イメージング装置に本発明を適用した構成のものであったが、この実施形態2は、可視光帯域の蛍光を検出して可視光蛍光観察を行う光イメージング装置に本発明を適用した構成のものとなっている。それ以外の構成は上述した実施形態1と同様であるために説明を省略し、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
図13から図26は本発明の実施形態3に係り、図13は実施形態3の光イメージング装置を示す全体構成図、図14は図13の励起光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図15は図13の励起光フィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ、図16は図13のRGBフィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図17は図13のライトガイドを伝達して照明光学系に入射した光の波長特性を示すグラフ、図18は図13の照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図19は図13の照明光フィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ、図20は図13の励起光カットフィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図21は図13の励起光カットフィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ、図22は図14〜図15及び図17〜図21のグラフを1つにまとめた波長特性を示すグラフ、図23はOD値が高くエッジが急峻な照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図24はOD値が低くエッジが緩やかな照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図25は図13の挿入部の変形例を示す要部拡大図、図26は短波長透過フィルタ(ショートウエーブパスフィルタ)のフィルタ特性を示すグラフである。
図27から図35は本発明の実施形態4に係り、図27は実施形態4の光イメージング装置を示す全体構成図、図28は図27の励起光フィルタ及び励起光カットフィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図29は図27の照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図30は被検体からの反射可視光の本来のスペクトルを示すグラフ、図31は図30のグラフに対して撮像部が受光する被検体からの反射可視光のスペクトルを示すグラフ、図32は図31のグラフに対して減衰した波長帯域500〜550nmのスペクトルを増幅する補正処理を施した反射可視光のスペクトルを示すグラフ、図33はG(緑)の波長帯域である500〜570nmの内の、波長帯域500〜550nm付近をOD値2〜3程度遮光している照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図34はG信号のみを増幅する画像補正回路を備えた画像生成装置の構成を示すブロック図、図35は図27の変形例を示す光イメージング装置の全体構成図である。
図36から図50は本発明の実施形態5に係り、図36は実施形態5の光イメージング装置を示す全体構成図、図37は照明光フィルタの第1の変形例を示す図、図38は照明光フィルタの第2の変形例を示す図、図39は照明光フィルタの第3の変形例を示す図、図40は照明光フィルタの第4の変形例を示す図、図41は照明光フィルタの第5の変形例を示す図、図42は照明光フィルタの第6の変形例を示す図、図43は照明光フィルタの第7の変形例を示す図、図44は照明光フィルタの第8の変形例を示す図、図45は図44の第1干渉型フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図46は図44の第2干渉型フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図47は照明光フィルタの第9の変形例を示す図、図48は図47の吸収型フィルタの第1の構成を示す図、図49は図47の吸収型フィルタの第2の構成を示す図、図50は照明光フィルタの第10の変形例を示す図である。
図47に示すように、照明光フィルタ68は、照明光学系45eに配置されている。この照明光学系45eは、ライトガイド64の光出射端に対向するロッドレンズ46と、リレーレンズ(平凸レンズ)47と、照明レンズ(平凹レンズ)15と、を含んで構成されている。
図51から図56は本発明の実施形態6に係り、図51は実施形態6の光イメージング装置を構成する光プローブ装置の全体構成図、図52は図51の照明光フィルタの変形例を示す図、図53は光学フィルタの第1の変形例を示す図、図54は光学フィルタの第2の変形例を示す図、図55は光学フィルタの第3の変形例を示す図、図56は光学フィルタの第4の変形例を示す図である。
図57から図60は本発明の実施形態7に係り、図57は実施形態7の光イメージング装置を示す全体構成図、図58は図57に示した内視鏡の挿入部の先端部の要部拡大図、図59は図58に示した挿入部の先端部の正面図、図60はキャップをプローブ先端部に取り付けた光プローブ装置の全体構成図である。
図61は本発明の実施形態8の光イメージング装置を示す全体構成図である。
次に、図62〜図74を参照して、照明光路において発生する蛍光またはラマン散乱光などの様子と、照明光フィルタを用いたときの低減効果と、について説明する。ここに、図62は測定システムの構成の概要を示す図、図63は照明光フィルタを設けていない内視鏡の先端部の構成を示す断面図、図64は照明光フィルタを設けた内視鏡の先端部の構成を示す断面図、図65は照明光フィルタの構成を示す斜視図、図66は照明光フィルタと励起光フィルタと励起光カットフィルタとのフィルタ特性を示すグラフ、図67は照明光フィルタを設けていない内視鏡の照明光路を通過した光の帯域特性を示す図、図68は照明光フィルタを設けた内視鏡の照明光路を通過した光の帯域特性を示す図、図69は照明光フィルタを設けていない内視鏡により被検体を照明し撮像している様子を示す図、図70は照明光フィルタを設けた内視鏡により被検体を照明し撮像している様子を示す図、図71は照明光フィルタを設けていない内視鏡により被検体を照明し撮像して得られた画像を示す図、図72は照明光フィルタを設けた内視鏡により被検体を照明し撮像して得られた画像を示す図、図73は図71に示した画像における中央付近の縦線で示す一ラインの輝度分布を示す図、図74は図72に示した画像における中央付近の縦線で示す一ラインの輝度分布を示す図である。
(付記1)
体腔内に挿入可能な挿入部と、
少なくとも励起光と一部の可視光帯域の光を含む光源からの光を体腔内の被検体に導く、前記挿入部内に設けた光伝達部と、
前記被検体からの戻り光を受光する、前記挿入部の先端部に設けた受光光学系と、
前記受光光学系によって受光した戻り光を検出する光検出部と、
前記光源から伝達されて前記被検体に出射されるまでの光路中に発生する蛍光または、ラマン散乱光を少なくとも低減する、前記光伝達部の経路中または光出射端に固定した照明光フィルタ部と、
を具備したことを特徴とする光イメージング装置。
体腔内に挿入可能な挿入部と、
光源からの光を体腔内の被検体に導く、前記挿入部内に設けた光伝達部と、
前記被検体からの戻り光を受光する、前記挿入部の先端部に設けた受光光学系と、
前記受光光学系によって受光した戻り光を検出する光検出部と、
前記光源からの光を前記光伝達部に導入する照明光導入光学系と、
前記光源からの光に対して所定の波長帯域の光を遮光する、前記照明光導入光学系の内部に設けた導入光フィルタ部と、
前記光源から伝達されて前記被検体に出射されるまでの光に対して所定の波長帯域の光を遮光する、前記光伝達部の経路中または光出射端に設けた照明光フィルタ部と、
を具備したことを特徴とする光イメージング装置。
体腔内に挿入可能な挿入部と、
光源からの光を体腔内の被検体に導く、前記挿入部内に設けた光伝達部と、
前記被検体からの戻り光を受光する、前記挿入部の先端部に設けた受光光学系と、
前記受光光学系によって受光した戻り光を検出する光検出部と、
前記挿入部の先端部に着脱自在なキャップと、
前記光源からの光を前記光伝達部に導入する照明光導入光学系と、
前記光源からの光に対して所定の波長帯域の光を遮光する、前記照明光導入光学系の内部に設けた導入光フィルタ部と、
前記光源から伝達されて前記被検体に出射されるまでの光に対して所定の波長帯域の光を遮光する、前記キャップに設けた照明光フィルタ部と、
を具備したことを特徴とする光イメージング装置。
前記光伝達部は、前記光源からの光を前記挿入部の先端部に導く、前記挿入部内に設けた導光部と、この導光部によって導いた光を前記挿入部の先端部から出射する、前記挿入部の先端部に設けた照明光学系とを有することを特徴とする付記1〜3のいずれか1つに記載の光イメージング装置。
前記光源からの光を前記光伝達部に導入する照明光導入光学系を有し、この照明光導入光学系の内部に所定の波長帯域の光を遮光する導入光フィルタ部を設けたことを特徴とする付記1に記載の光イメージング装置。
前記照明光フィルタ部は、前記光伝達部を構成している部材の内の、少なくとも一つの部材面上に形成した光学薄膜であることを特徴とする付記1または2に記載の光イメージング装置。
前記受光光学系の内部または受光端面に、前記被検体からの戻り光の内の、所定の波長帯域の光を遮光する受光フィルタ部を設けたことを特徴とする付記1に記載の光イメージング装置。
前記照明光フィルタ部は、透過帯域に可視光帯域を含むことを特徴とする付記2に記載の光イメージング装置。
前記照明光フィルタ部は、前記照明光学系の少なくとも一部を構成し、光吸収物質により形成した光吸収部材であることを特徴とする付記4に記載の光イメージング装置。
1.付記1または4において、
前記照明光フィルタ部は、少なくとも前記被検体内部の物質または前記被検体に注入された蛍光物質から蛍光を発生させるための蛍光波長帯域の光を透過する。
前記照明光フィルタ部は、近赤外光帯域の光を透過する。
前記照明光フィルタ部は、可視光帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を遮光する。
前記画像生成部は、前記反射光撮像部からの信号に基づき、反射光画像を生成する反射光画像生成部と、前記蛍光撮像部からの信号に基づき、蛍光画像を生成する蛍光画像生成部とを有する。
前記照明光フィルタ部は、透過帯域が少なくとも可視光帯域を含む。
前記照明光フィルタ部は、近赤外光帯域の光を透過する。
前記照明光フィルタ部は、可視光帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を遮光する。
前記キャップは、前記受光光学系によって受光される前記被検体からの戻り光の内の、所定の波長帯域の光を遮光する受光フィルタ部を有する。
前記撮像部は、前記被検体からの戻り光の内の、反射光を検出する反射光撮像部と、前記被検体からの蛍光を検出する蛍光撮像部とを有する。
前記挿入部は、内視鏡または内視鏡の処置具挿通用チャンネルに挿通可能な光プローブである。
前記照明光フィルタ部は、前記光源からの光によって、前記光源から前記導光部を経て前記照明光学系の先端面までの照明光路において発生する蛍光またはラマン散乱光の波長帯域を遮光する照明光路由来の遮光フィルタを有する。
前記導入光フィルタ部が遮光する波長帯域は、前記照明光フィルタ部が遮光する波長帯域と略同一である。
前記照明光フィルタ部が遮光する波長帯域における最大のOD値は、前記導入光フィルタ部が遮光する波長帯域における最大のOD値より低い。
前記照明光フィルタ部が遮光する波長帯域における最大のOD値は、4以下である。
前記照明光フィルタ部が遮光する波長帯域は、前記導入光フィルタ部が遮光する波長帯域よりも狭帯域である。
前記導入光フィルタ部は、前記被検体から蛍光を発生させるための励起光を透過する励起光透過フィルタと、可視光帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過する可視光透過フィルタとを有する。
前記導入光フィルタ部は、所定の波長帯域の光を吸収する吸収型フィルタを少なくとも有する。
前記導光部は、光ファイババンドルである。
前記光学薄膜は、複数の層から形成される誘電体薄膜層を含む。
前記光学薄膜は、所定の波長帯域の光を吸収する金属薄膜を含む。
前記受光フィルタ部の透過波長帯域は、前記照明光フィルタ部の透過波長帯域より長い。
前記照明光フィルタ部と前記受光フィルタ部とは、同一部材上に設けられている。
前記受光フィルタ部は、前記被検体から発生した蛍光のみを透過する。
前記受光フィルタ部は、近赤外光帯域の光を透過する。
前記照明光フィルタ部は、近赤外光帯域の光を透過する。
前記画像生成部は、前記反射光画像と蛍光画像とを合成する画像合成部を有する。
前記画像生成部は、前記照明光フィルタが遮光する波長特性の情報を記録する照明光フィルタ情報記録部と、
前記照明光フィルタ情報記録部からの情報に基づき、前記反射光画像生成部によって生成された反射光画像に補正をかける画像補正部を有する。
前記照明光フィルタ部は、波長帯域650〜900nmの内の、少なくとも一部の波長帯域の光を透過する。
前記照明光フィルタ部は、前記照明光路において発生する蛍光またはラマン散乱光よりも短い波長の光を透過する短波長透過フィルタにより形成される。
前記受光フィルタ部は、波長帯域700〜900nmの内の少なくとも一部の波長帯域の光の光を透過する。
前記照明光フィルタ部は、波長帯域650〜900nmの内の、少なくとも一部の波長帯域の光を透過する。
前記照明光フィルタ部は、可視光帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過する。
2…内視鏡
3…光源装置
4…画像生成装置
5…モニタ
6…挿入部
6a…先端部
7,8…ライトガイド
11…白色光源
14a,14b…照明窓
15a,15b…照明レンズ
21…被検体
22…対物レンズ
23…ビームスプリッタ
24,25…撮像部
26…可視光フィルタ
27…励起光カットフィルタ
31…通常画像処理回路
32…蛍光画像処理回路
33…画像合成回路
34…通常画像
35…蛍光画像
37a,37b…照明光フィルタ
50…励起光フィルタ
58…干渉型フィルタ
61…干渉型フィルタ
62…吸収型フィルタ
67c…吸収型フィルタ
68c…吸収型フィルタ
70…光プローブ装置
71…光プローブ
72…光源装置
73…撮像装置
95…キャップ
Claims (9)
- 励起光と、可視光帯域における少なくとも一部の帯域の光と、を含む光を発光する光源装置中の光源と、
体腔内に挿入可能な挿入部と、
前記光源からの光の中の前記被検体に照射される励起光の帯域を通過帯域とする前記光源装置中の励起光フィルタと、
前記挿入部に設けられていて、前記励起光フィルタを通過した光を体腔内の被検体に導くための光伝達部と、
前記挿入部の先端部に設けられていて、前記光伝達部により前記被検体へ導かれた光の、該被検体からの戻り光を受光するための受光光学系と、
前記受光光学系によって受光した戻り光の内の蛍光に係る蛍光画像を得るための蛍光撮像部と、
前記光伝達部により伝達されて該被検体に導かれる光が該光伝達部の光路中で発生させる蛍光またはラマン散乱光から、少なくとも前記蛍光撮像部により撮像される光の帯域と重なる帯域の光を低減するための、前記光伝達部を構成している部材の内の少なくとも一つの部材の表面上に形成された光学薄膜である照明光フィルタ部と、
を具備し、前記照明光フィルタ部が遮光する波長帯域における当該照明光フィルタ部のOD値は、前記励起光フィルタが遮光する波長帯域における当該励起光フィルタのOD値より低いことを特徴とする光イメージング装置。 - 前記照明光フィルタ部は、可視光帯域を透過帯域として含むように構成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の光イメージング装置。
- 前記光伝達部は、
前記挿入部に設けられていて、前記光源からの光を前記挿入部の先端部に導くための導光部と、
前記挿入部の先端部に設けられていて、前記導光部により導かれた光を該挿入部の先端部から出射するための照明光学系と、
を有して構成されたものであり、
前記照明光フィルタ部は、前記照明光学系に設けられたものであることを特徴とする請求項1に記載の光イメージング装置。 - 前記照明光フィルタ部は、光吸収物質により形成された光吸収部材を含むものであることを特徴とする請求項3に記載の光イメージング装置。
- 前記受光光学系は、受光した戻り光を前記蛍光撮像部へ導く光路上に、蛍光画像を得るために必要な帯域の光のみを通過させる受光フィルタ部を有して構成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の光イメージング装置。
- 前記受光光学系によって受光した戻り光の内の可視光帯域の光に係る反射光画像を得るための反射光撮像部をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の光イメージング装置。
- 前記反射光撮像部による反射光画像の取得と、前記蛍光撮像部による蛍光画像の取得とは、同時に行われるものであることを特徴とする請求項6に記載の光イメージング装置。
- 前記挿入部の先端部に着脱自在なキャップをさらに具備し、
前記照明光フィルタ部は、前記キャップに設けられたものであって、該キャップを前記挿入部の先端部に装着することにより、前記光伝達部の光出射端側に配設されるように構成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の光イメージング装置。 - 前記反射光画像と前記蛍光画像とを同時に表示するための合成画像を生成する画像合成部と、
前記画像合成部により生成された合成画像を表示するための画像表示部と、
をさらに具備したことを特徴とする請求項6に記載の光イメージング装置。
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