JP5246698B2 - 撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、第１励起光または第２励起光が照射された被写体からの蛍光像を撮像する撮像装置に関する。
特許文献１には、撮像素子の手前に励起光カットフィルタを設けることが記載されている。また、特許文献２には、撮像素子の手前側に、２つの蛍光を透過する２つのフィルタを有する回転フィルタ設けることにより蛍光画像を撮像することが記載されている。
特開２００３−１０２６８０号公報
しかしながら、特許文献１では、４７０−７００ｎｍの波長帯域を透過する励起光カットフィルタを撮像素子の手前に設けるので、通常光の撮像の場合には青色の画像を殆ど撮像することができず、カラー画像の画質の精度が劣ってしまう。また、他の励起光をカットしたい場合には対応することができない。
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、撮像装置であって、第１励起光または第２励起光が照射された被写体からの蛍光像を撮像する撮像装置であって、前記第１励起光の波長帯域を含む第１波長帯域の光のうち、前記第１励起光の波長帯域の光をフィルタリングして、前記第１励起光の波長帯域以外の光を透過する第１フィルタと、前記第１フィルタを透過した光を受光する第１受光素子と、前記第２励起光の波長帯域を含み前記第１波長帯域とは異なる第２波長帯域の光のうち、前記第２励起光の波長帯域の光をフィルタリングして、前記第２励起光の波長帯域以外の光を透過する第２フィルタと、前記第２フィルタを透過した光を受光する第２受光素子とを備える。
前記第１波長帯域および前記第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の光を透過する第３フィルタと、前記第３フィルタを透過した光を受光する第３受光素子とをさらに備えてよく、前記第１波長帯域、前記第２波長帯域、および前記第３波長帯域のそれぞれは、赤色波長帯域、緑色波長帯域、および青色波長帯域のいずれかであってもよい。
前記撮像装置は、前記被写体に白色光を照射して前記被写体の可視光像を撮像する通常撮像モード、および前記被写体に前記第１励起光または前記第２励起光を照射して前記被写体の蛍光像を撮像する蛍光撮像モードを有し、前記通常撮像モードにおいて、前記第１受光素子が受光した前記第１波長帯域の光、前記第２受光素子が受光した前記第２波長帯域の光、および前記第３受光素子が受光した前記第３波長帯域の光から、前記被写体の可視光画像を生成する可視光画像生成部と、前記蛍光撮像モードにおいて、前記第１受光素子、前記第２受光素子、または前記第３受光素子が受光した光から、前記被写体の蛍光画像を生成する蛍光画像生成部とをさらに備えてよい。
前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、および前記第３フィルタのいずれかのフィルタは、前記第１励起光が照射された被写体からの蛍光を透過してよい。
前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、および前記第３フィルタのいずれかのフィルタは、前記第２励起光が照射された前記被写体からの蛍光を透過してよい。
前記第１受光素子、前記第２受光素子、および前記第３受光素子のうち、前記被写体からの蛍光を受光する受光素子は、前記被写体からの蛍光を受光しない受光素子より高い感度を有してよい。
前記第１受光素子、前記第２受光素子、および前記第３受光素子が同一平面状に配列された撮像素子と、前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動ドライバとをさらに備えてよく、前記撮像素子駆動ドライバは、前記複数の第１受光素子、前記複数の第２受光素子、および前記複数の第３受光素子のうち、前記被写体からの蛍光を受光する複数の受光素子の蓄積電荷を加算して読み出してよい。
前記被写体からの蛍光を３つに分割して、前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、および前記第３フィルタにそれぞれ供給する光分割部と、前記第１フィルタを透過した光を受光する複数の前記第１受光素子が配列された第１撮像素子と、前記第２フィルタを透過した光を受光する複数の前記第２受光素子が配列された第２撮像素子と、前記第３フィルタを透過した光を受光する複数の前記第３受光素子が配列された第３撮像素子と、前記第１撮像素子、前記第２撮像素子、および前記第３撮像素子を駆動する撮像素子駆動ドライバとを備えてよく、前記撮像素子駆動ドライバは、前記複数の第１受光素子、前記複数の第２受光素子、および前記複数の第３受光素子のうち、前記被写体からの蛍光を受光する複数の受光素子の蓄積電荷を加算して読み出してよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本実施の形態の撮像装置１００を示す。本実施の形態では、撮像装置１００を内視鏡システムに適用して説明する。撮像装置１００は、内視鏡１０１、可視光画像生成部１０２、蛍光画像生成部１０３、表示部１０４、記録部１０５、照射部１０６、鉗子１０７、及びモード切替部１１０を備える。なお、図１のＡ部は、内視鏡１０１の先端部１２１を拡大して示す。
内視鏡１０１は、鉗子口１１１、撮像部１１２、及びライトガイド１１３を有する。内視鏡１０１の先端部１２１は、その先端面１３０に撮像部１１２の一部としてのレンズ１３１を有する。また、先端部１２１は、その先端面１３０にライトガイド１１３の一部としての出射口１３２を有する。
照射部１０６は、光を被写体に照射する。照射部１０６は、少なくとも波長が異なる２以上の励起光を被写体に照射する。また、照射部１０６は、白色光を被写体に照射する。また、照射部１０６は、光源１０８と、回転フィルタ１０９とを有する。光源１０８は、白色光を発光する。光源１０８は、電球であってもよく、ＬＥＤであってもよい。回転フィルタ１０９は、白色光を透過するフィルタと、波長が異なる２以上の励起光をそれぞれ透過する複数のフィルタとを有する。照射部１０６は、この回転フィルタ１０９を回転させることにより、照射する光の波長帯域を切り替えて、白色光と励起光とを被写体に照射する。なお、内視鏡１０１の先端部１２１に、白色光を発光するＬＥＤと、異なる波長の励起光を発光する複数のＬＥＤとを設けてよく、ＬＥＤが発光することにより被写体に光を照射してもよい。
ライトガイド１１３は、例えば、光ファイバで構成されている。ライトガイド１１３は、照射部１０６が照射した光を内視鏡１０１の先端部１２１にガイドする。照射部１０６が照射した光は、ライトガイド１１３を介して先端面１３０の出射口１３２から出射されて被写体に照射される。
撮像部１１２は、レンズ１３１、色フィルタ部１７０、撮像素子１６０、及び撮像素子駆動ドライバ１８０を有する。色フィルタ部１７０は、赤色の波長帯域の光を透過するＲ色フィルタ、緑色の波長帯域の光を透過するＧ色フィルタ、及び青色の波長帯域の光を透過するＢ色フィルタを有する。また、撮像素子１６０は、Ｒ色フィルタを透過した光を受光するＲ受光素子と、Ｇ色フィルタを透過した光を受光するＧ受光素子と、Ｂ色フィルタを透過した光を受光するＢ受光素子とを有する。撮像素子駆動ドライバ１８０は、撮像素子１６０の受光素子の蓄積電荷を読み出す。また、撮像素子駆動ドライバ１８０は、撮像素子１６０の受光素子の蓄積電荷を加算して読み出してよい。つまり、ビニングして読み出してもよい。撮像部１１２は、図示しないＡＤ変換器等を有しており、ＡＤ変換器は、撮像素子１６０から読み出された画像データをデジタル信号の画像データに変換する。この撮像素子駆動ドライバ１８０は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって制御される。情報処理装置は撮像部１１２の中に設けてもよく、撮像装置１００の中に設けても良い。
可視光画像生成部１０２は、撮像素子１６０のそれぞれのＲ受光素子、Ｇ受光素子、及びＢ受光素子が受光した光から被写体の可視光画像を生成する。つまり、それぞれの受光素子の蓄積電荷から被写体の可視光画像を生成する。蛍光画像生成部１０３は、Ｒ受光素子、Ｇ受光素子、又はＢ受光素子が受光した光から、被写体の蛍光画像を生成する。つまり、Ｒ受光素子、Ｇ受光素子、又はＢ受光素子の蓄積電荷から、被写体の蛍光画像を生成する。この可視光画像生成部１０２及び蛍光画像生成部１０３は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現してもよく、電子回路又は電気回路によって実現してもよい。
表示部１０４は、可視光画像生成部１０２が生成した可視光画像を表示する。また、表示部１０４は、蛍光画像生成部１０３が生成した蛍光画像を表示する。表示部１０４は、液晶、有機ＥＬ、プラズマなどのディスプレイと、該ディスプレイを制御する表示制御部とを有してよい。表示制御部は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現されてもよい。また、記録部１０５は、可視光画像生成部１０２が生成した可視光画像を記録する。また、記録部１０５は、蛍光画像生成部１０３が生成した蛍光画像を記録する。記録部１０５は、フラッシュメモリ等の記録媒体と、該記録媒体に画像を記録する記録制御部とを有してよい。記録制御部は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現されてもよい。
モード切替部１１０は、被写体に白色光を照射して被写体の可視光像を撮像する通常撮像モードと、被写体に励起光を照射して被写体の蛍光像を撮像する蛍光撮像モードとのどちらかのモードに切り替える。モード切替部１１０は、ユーザの指示にしたがって、モードを切り替えてもよい。モード切替部１１０は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現されてもよい。モード切替部１１０が通常撮像モードに切り替えると、照射部１０６は、白色光を被写体に照射する。そして、可視光画像生成部１０２は、その戻り光を受光したそれぞれ受光素子の蓄積電荷から可視光画像を生成する。また、モード切替部１１０が蛍光撮像モードに切り替えると、照射部１０６は、励起光を被写体に照射する。そして、蛍光画像生成部１０３は、励起光により励起された蛍光を受光したＲ受光素子、Ｇ受光素子、又はＢ受光素子の蓄積電荷から蛍光画像を生成する。
鉗子口１１１は、鉗子１０７が挿入される。鉗子口１１１は、鉗子１０７を先端部１２１にガイドする。なお、鉗子１０７は、各種の先端形状を備えてよい。また、鉗子口１１１は、鉗子１０７のほかに、生体を処置する種々の処理具が挿入されてよい。ノズル１３３は、水あるいは空気を送出する。
図２は、回転フィルタ１０９の一例を示す。回転フィルタ１０９は、フィルタ１４１、フィルタ１４２、フィルタ１４３、及びフィルタ１４４を有する。回転フィルタ１０９には、同一円周上にフィルタ１４１、フィルタ１４２、フィルタ１４３、及びフィルタ１４４が配設されている。回転フィルタ１０９の中央には、回転の中心となる軸１４５が設けられている。
フィルタ１４１は、白色光を透過する。フィルタ１４１は、光源１０８が発光した光をそのまま透過してもよい。また、フィルタ１４１の代わりに空洞であってもよい。フィルタ１４２は、励起光を透過する。ここでは、フィルタ１４２は、生体組織に生来含有されている自家蛍光物質であるフラビンアデニンヌクレオチド（ＦＡＤ）を励起する励起光を透過する。つまり、フィルタ１４２は、ピーク波長約４６０ｎｍの光を透過する。フィルタ１４３は、励起光を透過する。フィルタ１４３は、フィルタ１４２が透過する波長帯域とは異なる波長帯域の励起光を透過する。ここでは、フィルタ１４３は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）５５５の蛍光色素を励起する励起光を透過する。つまり、フィルタ１４３は、ピーク波長約５５５ｎｍの光を透過する。フィルタ１４４は、励起光を透過する。フィルタ１４４は、フィルタ１４２とフィルタ１４３とがそれぞれ透過する波長帯域とは異なる波長帯域の励起光を透過する。ここでは、フィルタ１４４は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）６４７の蛍光色素を励起する励起光を透過する。つまり、フィルタ１４４は、ピーク波長約６４７ｎｍの光を透過する。
図３は、光源１０８と、回転フィルタ１０９との対応関係の一例を示す。照射部１０６は、回転フィルタ１０９を、軸１４５を中心に回転させることにより、光源１０８が発光した光の光路上に、フィルタ１４１、フィルタ１４２、フィルタ１４３、及びフィルタ１４４の何れかのフィルタをセットすることができる。照射部１０６は、この回転フィルタ１０９を回転させることにより、白色光及び波長が異なるそれぞれの励起光をそれぞれ照射することができる。例えば、照射部１０６は、白色光を照射する場合は、フィルタ１４１を光路上にセットして光を照射する。また、ＦＡＤを励起する励起光を照射する場合は、フィルタ１４２を光路上にセットして光を照射する。また、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）５５５を励起する励起光を照射する場合は、フィルタ１４３を光路上にセットして光を照射する。また、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）６４７を励起する励起光を照射する場合は、フィルタ１４４を光路上にセットして光を照射する。なお、照射部１０６は、光源１０８と回転フィルタ１０９を制御する照射制御部を備える。この照射制御部が光源１０８の発光、回転フィルタ１０９の回転を制御する。照射制御部は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現してよい。
図４は、色フィルタ部１７０と、撮像素子１６０との対応関係の一例を示す。色フィルタ部１７０は、Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３を複数有する。Ｒ色フィルタ１７１を透過した光は、撮像素子１６０のＲ受光素子１６１に受光される。また、Ｇ色フィルタ１７２を透過した光は、撮像素子１６０のＧ受光素子１６２に受光される。また、Ｂ色フィルタ１７３を透過した光は、撮像素子１６０のＢ受光素子１６３に受光される。また、１つの色フィルタを透過した光は、１つの受光素子に受光される。つまり、それぞれのＲ色フィルタ１７１を透過した光は、Ｒ受光素子１６１のそれぞれに受光される。また、それぞれのＧ色フィルタ１７２を透過した光は、Ｇ受光素子１６２のそれぞれに受光される。また、それぞれのＢ色フィルタ１７３を透過した光は、Ｂ受光素子１６３のそれぞれに受光される。
図５（ａ）は、励起光と、該励起光により励起された蛍光の波長の様子の一例を示す。励起光２０１は、ＦＡＤを励起させ、励起光２０２は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）５５５を励起させ、励起光２０３は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）６４７を励起させる。つまり、フィルタ１４２は、励起光２０１の波長帯域を透過させる。また、フィルタ１４３は、励起光２０２を透過させる。また、フィルタ１４４は、励起光２０３を透過させる。蛍光２１１は、励起光２０１により励起されたＦＡＤの自家蛍光を示す。蛍光２１１のピーク波長は、５２５ｎｍとなる。また、蛍光２１２は、励起光２０２により励起された蛍光を示す。励起光２０２のピーク波長は、５７０ｎｍとなる。また、蛍光２１３は、励起光２０３により励起された蛍光を示す。励起光２０３のピーク波長は、６６０ｎｍとなる。
図５（ｂ）は、Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３の透過特性の一例を示す。Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３は、色再現に適したオーバーラップした透過特性を有する。Ｒ色フィルタ１７１は、主に赤色の光を透過する。本実施形態では、Ｒ色フィルタ１７１が透過する光の波長帯域を赤色波長帯域という。Ｇ色フィルタ１７２は、主に緑色の光を透過する。本実施形態では、Ｇ色フィルタ１７２が透過する光の波長帯域を緑色波長帯域という。Ｂ色フィルタ１７３は、主に青色の光を透過する。本実施形態では、Ｂ色フィルタ１７３が透過する波長帯域を青色波長帯域という。
Ｒ色フィルタ１７１は、赤色波長帯域の光のうち、励起光２０３の波長帯域の光をフィルタリングして、励起光２０３の波長帯域以外の光を透過する。つまり、Ｒ色フィルタ１７１は、赤色波長帯域に含まれる励起光２０３の波長帯域以外の赤色波長帯域の光を透過して、励起光２０３の波長帯域の光を透過しない。また、Ｇ色フィルタ１７２は、緑色波長帯域のうち、励起光２０２の波長帯域の光をフィルタリングして、励起光２０２の波長帯域以外の光を透過する。つまり、Ｇ色フィルタ１７２は、緑色波長帯域に含まれる励起光２０２の波長帯域以外の緑色波長帯域の光を透過して、励起光２０２の波長帯域の光を透過しない。また、Ｂ色フィルタ１７３は、青色波長帯域の光のうち、励起光２０１の波長帯域の光をフィタリングして、励起光２０１の波長帯域以外の光を透過する。つまり、Ｂ色フィルタ１７３は、青色波長帯域に含まれる励起光２０１の波長帯域以外の青色波長帯域の光を透過して、励起光２０１の波長帯域の光を透過しない。
また、Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３の何れかのフィルタは、励起光２０１により励起される蛍光２１１を透過する。また、Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３の何れかのフィルタは、励起光２０２により励起される蛍光２１２を透過する。また、Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３の何れかのフィルタは、励起光２０３により励起される蛍光２１３を透過する。ここでは、Ｇ色フィルタ１７２が蛍光２１１と蛍光２１２を透過する。また、Ｒ色フィルタ１７１が蛍光２１３を透過する。
これにより、照射部１０６が、励起光２０１を照射しても、励起光２０１はＲ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタによってフィルタリングされるので、励起光２０１が撮像素子１６０に撮像されることはなく、励起光２０１により励起された蛍光２１１がＧ受光素子１６２で受光される。また、励起光２０２を照射しても、励起光２０２はＲ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタによってフィルタリングされるので、励起光２０２が撮像素子１６０に撮像されることはなく、励起光２０２により励起された蛍光２１２がＧ受光素子１６２で受光される。また。励起光２０３を照射しても、励起光２０３はＲ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタによってフィルタリングされるので、励起光２０３が撮像素子１６０に撮像されることはなく、励起光２０３により励起された蛍光２１３がＲ受光素子１６１で受光される。
また、Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３は、励起光の波長帯域をフィルタリングする透過特性を有するので、白色光を照射した場合でも、綺麗なカラー画像をとることができ、画質が低下することはない。つまり、基本的に、Ｒ色フィルタ１７１は赤色波長帯域を透過して、Ｇ色フィルタ１７２は緑波長帯域を透過して、Ｂ色フィルタ１７３は青色波長帯域を透過するので綺麗なカラー画像を撮像することができる。なお、色フィルタは、該色フィルタが透過する波長帯域に含まれる励起光の波長帯域のみをフィルタリングする透過特性を有するようにしてもよい。例えば、Ｒ色フィルタ１７１は、励起光２０３の波長帯域の光のみをフィルタリングして、赤色波長帯域の光を透過する透過特性を有してもよい。
また、蛍光２１１と蛍光２１３とは、異なる受光素子で撮像されるので、励起光２０１と励起光２０３とを同時に照射した場合は、蛍光２１１の画像と蛍光２１３の画像とを同時に撮像することができる。つまり、蛍光２１１はＧ受光素子１６２で受光されるので、それぞれのＧ受光素子１６２の蓄積電荷から蛍光２１１の画像を得ることができる。また、蛍光２１３はＲ受光素子１６１で受光されるので、それぞれのＧ受光素子１６２の蓄積電荷から蛍光２１３の画像を得ることができる。また、同様に、蛍光２１２と蛍光２１３とは、異なる受光素子で撮像されるので、励起光２０２と励起光２０３とを同時に照射した場合は、同時に蛍光２１２の画像と蛍光２１３の画像とを同時に得ることができる。この場合は、照射部１０６は、撮像素子１６０の露光時間内に異なる２つの励起光を照射してもよく、異なる２つの励起光を透過するフィルタを用いて異なる２つの励起光を同時に照射してもよい。また、蛍光は、Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３のうち、何れかの色フィルタのみを透過することが好ましい。つまり、Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３の透過特性がオーバーラップしている波長帯域内の波長を持たない蛍光であることが好ましい。
次に、撮像装置１００の動作について説明する。モード切替部１１０が通常観察モードに切り替えると、照射部１０６は、回転フィルタ１０９を回転させることにより、白色光を透過するフィルタ１４１を光路上にセットして、白色光を観察部位である被写体に照射する。そして、被写体からのその戻り光が、レンズ１３１及び色フィルタ部１７０を介して撮像素子１６０で受光される。つまり、戻り光のうち、赤色の光はＲ色フィルタ１７１を透過してＲ受光素子１６１で受光され、緑色の光はＧ色フィルタ１７２を透過してＧ受光素子１６２で受光され、青色の光はＢ色フィルタ１７３を透過してＢ受光素子１６３で受光される。そして、撮像素子駆動ドライバ１８０は、撮像素子が撮像した画像を読み出す。つまり、撮像素子駆動ドライバ１８０は、それぞれの受光素子の蓄積電荷を読み出す。
可視光画像生成部１０２は、読み出された画像から被写体の可視光画像を生成する。つまり、可視光画像生成部１０２は、読み出された画像から被写体のカラー画像を生成する。また、可視光画像生成部１０２は、読み出された画像から輝度色差信号の画像を生成してもよい。表示部１０４は、可視光画像生成部１０２が生成した可視光画像を表示してもよい。また、記録部１０５は、可視光画像生成部１０２が生成した可視光画像を記録してもよい。
モード切替部１１０が蛍光観察モードに切り替えると、照射部１０６は、回転フィルタ１０９を回転させることにより、励起光を透過するフィルタ１４２、フィルタ１４３、フィルタ１４４の何れかのフィルタを光路上にセットして、励起光を観察部位である被写体に照射する。光路上にフィルタ１４４をセットして、励起光２０３を照射した場合は、被写体からの励起光２０３の戻り光と、励起光により励起された蛍光２１３とがレンズ１３１を介して色フィルタ部１７０に入射する。この場合は、観察部位である被写体の表面にはＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）６４７を散布しているものとする。色フィルタ部１７０のＲ色フィルタ１７１は、励起光２０３をフィルタリングするので、撮像素子１６０は、蛍光２１３のみを撮像する。詳しくは、Ｒ色フィルタ１７１を透過する光を受光するＲ受光素子１６１が蛍光２１３を受光する。
また、照射部１０６が、励起光２０２を被写体に照射した場合は、励起光２０２の戻り光と、励起光により励起された蛍光２１２とがレンズ１３１を介して色フィルタ部１７０に入射する。この場合は、被写体の表面にはＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）５５５を散布しているものとする。色フィルタ部１７０のＧ色フィルタ１７２は、励起光２０２をフィルタリングするので、撮像素子１６０は、蛍光２１２のみを撮像する。詳しくは、Ｇ色フィルタ１７２を透過する光を受光するＧ受光素子１６２が蛍光２１２を受光する。
また、照射部１０６が、励起光２０１を被写体に照射した場合は、励起光２０１の戻り光と、励起光により励起された蛍光２１１とがレンズ１３１を介して色フィルタ部１７０に入射する。この場合は、蛍光２１１は自家蛍光なので被写体の表面にはＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）５５５等を散布しなくてもよい。色フィルタ部１７０のＢ色フィルタ１７３は、励起光２０１をフィルタリングするので、撮像素子１６０は、蛍光２１１のみを撮像する。詳しくは、Ｇ色フィルタ１７２を透過する光を受光するＧ受光素子１６２が蛍光２１１を受光する。
撮像素子駆動ドライバ１８０は、蛍光を受光した受光素子の蓄積電荷を加算して読み出してよい。これにより、蛍光を受光する受光素子の感度を上げることができる。撮像素子１６０がＣＭＯＳの場合は、蛍光を受光した受光素子の蓄積電荷のみを加算して読み出してもよい。なお、予め蛍光を受光する受光素子がわかっている場合は、該受光素子自体の感度を蛍光を受光しない受光素子より高くしてもよい。蛍光画像生成部１０３は、読み出された画像から被写体の蛍光画像を生成する。つまり、加算して読み出された受光素子の蓄積電荷から蛍光画像を生成する。表示部１０４は、蛍光画像生成部１０３が生成した蛍光画像を表示してもよいまた、記録部１０５は、蛍光画像生成部１０３が生成した蛍光画像を記録してもよい。
このように、色フィルタ部１７０のＲ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３のそれぞれの色フィルタは、それぞれ赤色波長帯域、緑色波長帯域、青色波長帯域の光を透過するとともに、励起光の波長帯域をフィルタリングするようにしたので、１つの色フィルタ部１７０で、蛍光画像と可視光画像との両方を撮像することができる。また、わざわざ励起光カットフィルタを設ける必要もないので、カラー画像の画質を低下させることなく、コストもかからない。つまり、励起光は狭帯域なので、励起光の波長帯域をフィルタリングしても、ＲＧＢのバランスに影響を与えることなく、綺麗カラー画像を撮像することができる。また、蛍光を受光した受光素子の蓄積電荷を加算して感度を上げるので、光の強度が少ない蛍光であっても、明るい画像を撮像することができる。なお、所定のプログラムを実行することによって、ＣＰＵ等の情報処理装置を撮像装置１００として機能させるようにしてもよい。
上記実施の形態は、以下のように変形してもよい。
（１）上記実施の形態では、単板式であったが、３板式であってもよい。図６は、本変形例（１）の撮像装置１００の撮像部１１２の一例を示す。撮像部１１２は、レンズ１３１、光分割部１９１、Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、Ｂ色フィルタ１７３、Ｒ撮像素子１６５、Ｇ撮像素子１６６、Ｂ撮像素子１６７、撮像素子駆動ドライバ１８０を有する。
光分割部１９１は、レンズ１３１を介して入射した光を３つの光束の光に分割する。光分割部１９１が分割した３つの光束の光は、それぞれＲ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３に入射する。Ｒ撮像素子１６５は、Ｒ色フィルタ１７１を透過した光を撮像する。Ｇ撮像素子１６６は、Ｇ色フィルタ１７２を透過した光を撮像する。Ｂ撮像素子１６７は、Ｂ色フィルタ１７３を透過した光を撮像する。ここで、図５に示すように、Ｒ色フィルタ１７１は、赤色波長帯域に含まれる励起光２０３をフィルタリングして、励起光以外の赤色波長帯域を透過する。したがって、励起光２０３を照射しても、励起光２０３はＲ撮像素子１６５に撮像されることがない。また、Ｇ色フィルタ１７２は、緑色波長帯域に含まれる励起光２０２をフィルタリングして、励起光以外の緑色の波長帯域を透過する。したがって、励起光２０２を照射しても、励起光２０２はＧ撮像素子１６６に撮像されることがない。また、Ｂ色フィルタ１７３は、青色波長帯域に含まれる励起光２０１をフィルタリングして、励起光以外の青色の波長帯域を透過する。したがって、励起光２０１を照射しても、励起光２０１はＢ撮像素子１６７に撮像されることはない。
撮像素子駆動ドライバ１８０は、通常撮像モードの場合は、Ｒ撮像素子１６５、Ｇ撮像素子１６６、及びＢ撮像素子１６７がそれぞれ撮像した画像を読み出す。つまり、撮像素子駆動ドライバ１８０は、Ｒ撮像素子１６５のそれぞれの受光素子の蓄積電荷を読み出す。また、撮像素子駆動ドライバ１８０は、Ｇ撮像素子１６６のそれぞれの受光素子の蓄積電荷を読み出す。また、撮像素子駆動ドライバ１８０は、Ｂ撮像素子１６７のそれぞれの受光素子の蓄積電荷を読み出す。この読み出されたそれぞれの画像は可視光画像生成部１０２に出力される。以後の動作は、上記実施の形態と同様なので説明を省略する。
また、撮像素子駆動ドライバ１８０は、蛍光観察モードの場合は、蛍光を撮像した撮像素子の蓄積電荷のみを読み出してよい。例えば、励起光２０３が照射された場合は、撮像素子駆動ドライバ１８０は、Ｒ撮像素子１６５のそれぞれの受光素子の蓄積電荷を読み出してよい。また、撮像素子駆動ドライバ１８０は、蛍光を撮像した撮像素子の蓄積電荷を加算して読み出してよい。つまり、撮像素子駆動ドライバ１８０は、蛍光を撮像した撮像素子のそれぞれの受光素子の蓄積電荷を加算してよみだしてよい。また、予め蛍光を受光する撮像素子が決まっている場合は、該撮像素子自体の感度を、蛍光を受光しない撮像素子より高くしてもよい。この読み出された画像は蛍光画像生成部１０３に出力される。以後の動作は、上記実施の形態と同様なので説明を省略する。
（２）上記実施の形態では、照射部１０６は、３種類の励起光を照射するようにしたが、２種類の励起光を照射してもよく、４種類以上の励起光を照射するようにしてもよい。
（３）上記実施の形態では、照射部１０６は、ＦＡＤを励起する励起光２０１、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）５５５を励起する励起光２０２、及びＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）６４７を励起する励起光２０３を照射するようにしたが、これらに限られず他の励起光を照射してもよい。また、Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３のうち、照射される励起光を含む波長帯域を透過する色フィルタは、該励起光の波長帯域をフィルタリングする透過特性を有すればよい。また、Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３のうち何れかのフィルタは、励起光により励起された蛍光を透過するようにしてもよい。蛍光がＲ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３のうち何れかのフィルタを透過するような蛍光色素を用いてもよい。
（４）照射部１０６は、それぞれの色波長帯域に含まれる励起光をそれぞれ照射するようにしたが、２つの色波長帯域にそれぞれ含まれる励起光のみをそれぞれ照射してもよい。つまり、赤色波長帯域に含まれる励起光、緑色波長帯域に含まれる励起光、青色波長帯域に含まれる励起光のうち、２つの色波長帯域にそれぞれ含まれる励起光のみを照射してもよい。例えば、照射部１０６は、赤色波長帯域に含まれる励起光と、緑波長帯域に含まれる励起光を照射してもよい。また、赤色波長帯域に含まれる励起光と、青色波長帯域に含まれる励起光を照射してもよい。また、何れかの色波長帯域に含まれる励起光のみを照射してもよい。この場合は、照射部１０６が照射する励起光を含む波長帯域の光を透過する色フィルタが、該励起光をフィルタリングする透過特性を有することになる。例えば、照射部１０６が照射する励起光をＧ色フィルタ１７２が透過する場合は、Ｇ色フィルタ１７２は、該励起光をフィルタリングする透過特性を有する。
（５）上記変形例（１）〜（４）を任意に組み合わせた態様であってもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
本実施の形態の撮像装置１００を示す。 回転フィルタ１０９の一例を示す。 光源１０８と、回転フィルタ１０９との対応関係の一例を示す。 色フィルタ部１７０と、撮像素子１６０との対応関係の一例を示す。 励起光と、該励起光により励起された蛍光の波長の様子の一例、及び、Ｒ色フィルタ１７１、Ｇ色フィルタ１７２、及びＢ色フィルタ１７３の透過特性の一例を示す。 本変形例（１）の撮像装置１００の撮像部１１２の一例を示す。
符号の説明
１００ 撮像装置
１０１ 内視鏡
１０２ 可視光画像生成部
１０３ 蛍光画像生成部
１０４ 表示部
１０５ 記録部
１０６ 照射部
１０７ 鉗子
１０８ 光源
１０９ 回転フィルタ
１１０ モード切替部
１１１ 鉗子口
１１２ 撮像部
１１３ ライトガイド
１２１ 先端部
１３０ 先端面
１３１ レンズ
１３２ 出射口
１３３ ノズル
１４１ フィルタ
１４２ フィルタ
１４３ フィルタ
１４４ フィルタ
１４５ 軸
１６０ 撮像素子
１６１ Ｒ受光素子
１６２ Ｇ受光素子
１６３ Ｂ受光素子
１６５ Ｒ撮像素子
１６６ Ｇ撮像素子
１６７ Ｂ撮像素子
１７０ 色フィルタ部
１７１ Ｒ色フィルタ
１７２ Ｇ色フィルタ
１７３ Ｂ色フィルタ
１８０ 撮像素子駆動ドライバ
１９１ 光分割部
２０１ 励起光
２０２ 励起光
２０３ 励起光
２１１ 蛍光
２１２ 蛍光
２１３ 蛍光

Claims (7)

  1. 第１励起光または第２励起光が照射された被写体からの蛍光像を撮像する撮像装置であって、
    前記第１励起光の波長帯域を含む第１波長帯域の光のうち、前記第１励起光の波長帯域の光をフィルタリングして、前記第１励起光の波長帯域以外の光を透過する第１フィルタと、
    前記第１フィルタを透過した光を受光する第１受光素子と、
    前記第２励起光の波長帯域を含み前記第１波長帯域とは異なる第２波長帯域の光のうち、前記第２励起光の波長帯域の光をフィルタリングして、前記第２励起光の波長帯域以外の光を透過する第２フィルタと、
    前記第２フィルタを透過した光を受光する第２受光素子と、
    前記第１波長帯域および前記第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の光を透過する第３フィルタと、
    前記第３フィルタを透過した光を受光する第３受光素子と
    を備え、
    前記第１波長帯域、前記第２波長帯域、および前記第３波長帯域のそれぞれは、赤色波長帯域、緑色波長帯域、および青色波長帯域のいずれかである撮像装置。
  2. 前記撮像装置は、
    前記被写体に白色光を照射して前記被写体の可視光像を撮像する通常撮像モード、および前記被写体に前記第１励起光または前記第２励起光を照射して前記被写体の蛍光像を撮像する蛍光撮像モードを有し、
    前記通常撮像モードにおいて、前記第１受光素子が受光した前記第１波長帯域の光、前記第２受光素子が受光した前記第２波長帯域の光、および前記第３受光素子が受光した前記第３波長帯域の光から、前記被写体の可視光画像を生成する可視光画像生成部と、
    前記蛍光撮像モードにおいて、前記第１受光素子、前記第２受光素子、または前記第３受光素子が受光した光から、前記被写体の蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と
    をさらに備える請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、および前記第３フィルタのいずれかのフィルタは、
    前記第１励起光が照射された被写体からの蛍光を透過する
    請求項１又は２に記載の撮像装置。
  4. 前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、および前記第３フィルタのいずれかのフィルタは、
    前記第２励起光が照射された前記被写体からの蛍光を透過する
    請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
  5. 前記第１受光素子、前記第２受光素子、および前記第３受光素子のうち、前記被写体からの蛍光を受光する受光素子は、前記被写体からの蛍光を受光しない受光素子より高い感度を有する
    請求項４に記載の撮像装置。
  6. 複数の前記第１受光素子、複数の前記第２受光素子、および複数の前記第３受光素子が同一平面状に配列された撮像素子と、
    前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動ドライバと
    をさらに備え、
    前記撮像素子駆動ドライバは、
    前記複数の第１受光素子、前記複数の第２受光素子、および前記複数の第３受光素子のうち、前記被写体からの蛍光を受光する複数の受光素子の蓄積電荷を加算して読み出す
    請求項４に記載の撮像装置。
  7. 前記被写体からの蛍光を３つに分割して、前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、および前記第３フィルタにそれぞれ供給する光分割部と、
    前記第１フィルタを透過した光を受光する複数の前記第１受光素子が配列された第１撮像素子と、
    前記第２フィルタを透過した光を受光する複数の前記第２受光素子が配列された第２撮像素子と、
    前記第３フィルタを透過した光を受光する複数の前記第３受光素子が配列された第３撮像素子と、
    前記第１撮像素子、前記第２撮像素子、および前記第３撮像素子を駆動する撮像素子駆動ドライバと
    を備え、
    前記撮像素子駆動ドライバは、
    前記複数の第１受光素子、前記複数の第２受光素子、および前記複数の第３受光素子のうち、前記被写体からの蛍光を受光する複数の受光素子の蓄積電荷を加算して読み出す
    請求項４に記載の撮像装置。
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