JP6973549B2 - Observation system and control method of observation system - Google Patents
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Description
本開示は、観察システム及び観察システムの制御方法に関する。 The present disclosure relates to an observation system and a control method for the observation system.
近年、内視鏡装置や顕微鏡装置等の患者の術野を観察する観察装置の光源として、これまで広く用いられてきたランプ光源に代えて、レーザが用いられつつある。光源としてレーザを使用する利点としては、例えば、光源の電気光変換効率が高いために低消費電力化が期待できることや、波長帯域が狭いことから、血管などの組織の光吸収特性と組み合わせ、特定組織の強調観察がしやすくなること等が挙げられる。更に、内視鏡装置においてレーザを光源として利用する場合には、例えば、ライトガイドへの光結合効率が高いことから低消費電力化がより期待できることや、レーザ光の指向性の高さから細径ライトガイドへの光結合効率が高く細径の内視鏡挿入部を実現できること等が、更なる利点として挙げられる。 In recent years, as a light source for an observation device for observing a patient's surgical field such as an endoscope device or a microscope device, a laser is being used instead of a lamp light source that has been widely used so far. The advantages of using a laser as a light source are, for example, that low power consumption can be expected due to the high electrical light conversion efficiency of the light source, and that the wavelength band is narrow, so it can be specified by combining it with the light absorption characteristics of tissues such as blood vessels. It is easy to emphasize and observe the tissue. Further, when a laser is used as a light source in an endoscope device, for example, low power consumption can be expected because the light coupling efficiency to the light guide is high, and the high directivity of the laser light makes it fine. Further advantages include the ability to realize a small-diameter endoscope insertion portion with high optical coupling efficiency to the diameter light guide.
ここで、レーザ光を用いた観察においては、その観察像の画質を向上させるために様々な技術が開発されている。例えば、レーザ光によって物体を照射し、その照射野を観察した場合、レーザ光の可干渉性の高さに起因して、明暗の斑点模様が現れることがある。この現象は、物体の粗面でランダムな光の干渉が起こり、ランダムな強度分布を持った干渉パターンが現れるために発生する。このような斑点模様はスペックル（ｓｐｅｃｋｌｅ）ノイズと呼ばれ、照射野観察の妨げとなり得る。そこで、スペックルノイズの発生を抑制し、より高品質な観察像を得るために、下記特許文献１〜特許文献５に例示する技術が提案されている。
Here, in observation using a laser beam, various techniques have been developed in order to improve the image quality of the observed image. For example, when an object is irradiated with a laser beam and the irradiation field is observed, a spot pattern of light and dark may appear due to the high coherence of the laser beam. This phenomenon occurs because random light interference occurs on the rough surface of an object, and an interference pattern with a random intensity distribution appears. Such a speckle pattern is called speckle noise and can interfere with the observation of the irradiation field. Therefore, in order to suppress the generation of speckle noise and obtain a higher quality observation image, the techniques exemplified in the following
例えば下記特許文献１では、コヒーレンス長以上の光路差長を有する複数本の光ファイバを束ねたバンドルファイバをノイズ低減装置として利用する内視鏡システムが開示されている。
For example,
例えば下記特許文献２では、強度変調したレーザ光を光ファイバで出力するモジュールを複数台使用し、それぞれの光ファイバを束ね、更に単一の光ファイバに光結合する内視鏡用光源装置が開示されている。
For example,
例えば下記特許文献３には、光源である半導体レーザに供給する駆動電流に高周波信号を重畳して半導体レーザを多モード発振させる高周波重畳手段を備えた照明装置が開示されている。
For example,
例えば下記特許文献４には、光ファイバを振動させる加振手段が内視鏡挿入部内に配置された内視鏡が開示されている。
For example,
例えば下記特許文献５には、得られた撮像画像を画像処理して観察画像として出力する内視鏡システムが開示されている。
For example,
一方、観察装置においては、白色光のような広波長帯域の光によって術野を観察する通常観察モードと、所定の波長帯域の光（以下、狭帯域光とも呼称する）によって励起される蛍光を検出することにより術野内の当該蛍光が発せられた部位のみを集中的に観察する特殊観察モードと、を切り替えられるものが存在する。このような観察装置では、観察モードの切り替えに応じて、照射光が、白色光と狭帯域光との間で切り替えられることとなる。 On the other hand, in the observation device, a normal observation mode for observing the surgical field with light in a wide wavelength band such as white light and fluorescence excited by light in a predetermined wavelength band (hereinafter, also referred to as narrow band light) are performed. There is a mode that can be switched between a special observation mode in which only the site where the fluorescence is emitted in the surgical field is intensively observed by detection. In such an observation device, the irradiation light is switched between the white light and the narrow band light according to the switching of the observation mode.
ここで、白色光と狭帯域光とが切り替えられる場合には、これらの光は、同一の光軸上を導光されて、術野に対して照射されることが望ましい。白色光と狭帯域光とが別々の光路を辿って照射される場合には、術野に対する白色光の照射角度と狭帯域光の照射角度とが互いに異なるものとなる可能性があり、通常観察モードで得られる観察像（通常観察像）と、特殊観察モードで得られる観察像（蛍光観察像）とで、影の見え方が変化する等、ユーザによる観察像の視認性が低下する恐れがあるからである。 Here, when the white light and the narrow band light are switched, it is desirable that these lights are guided on the same optical axis and irradiated to the surgical field. When white light and narrow band light are irradiated along different optical paths, the irradiation angle of white light and the irradiation angle of narrow band light for the surgical field may be different from each other, and normal observation is performed. There is a risk that the visibility of the observation image by the user may decrease, such as changes in the appearance of shadows between the observation image obtained in the mode (normal observation image) and the observation image obtained in the special observation mode (fluorescence observation image). Because there is.
白色光と狭帯域光とを切り替え可能であり、かつ、これらの光が同一の光軸上を導光されて照射される観察装置としては、下記特許文献６〜特許文献９に例示するものが提案されている。 Examples of the observation device that can switch between white light and narrow band light and that these lights are guided and irradiated on the same optical axis are exemplified in the following Patent Documents 6 to 9. Proposed.
例えば下記特許文献６では、白色光又はレーザ光（すなわち狭帯域光）が、ハーフミラーを介して同一の光軸上を導光される内視鏡装置が開示されている。 For example, Patent Document 6 below discloses an endoscope device in which white light or laser light (that is, narrow-band light) is guided on the same optical axis via a half mirror.
例えば下記特許文献７では、白色光とレーザ光とが、白色光を透過させる透過部とレーザ光を反射する反射部とが組み合わされて構成される合波部材によって同一光軸上に合波される内視鏡用光源装置が開示されている。 For example, in Patent Document 7 below, white light and laser light are combined on the same optical axis by a combiner member composed of a combination of a transmitting portion that transmits white light and a reflecting portion that reflects laser light. A light source device for an endoscope is disclosed.
例えば下記特許文献８、９では、白色光又はレーザ光が、ダイクロイックミラーを介して同一の光軸上を導光される内視鏡用光源装置が開示されている。
For example,
しかしながら、上記特許文献１では素線長さがそれぞれコヒーレンス長以上のバンドルファイバデバイス、上記特許文献２では複数ファイバ光源デバイス及び強度変調装置、上記特許文献３では高周波重畳回路、上記特許文献４では機械的加振手段、上記特許文献５では画像処理装置と、光源としての機能を実現するための構成に加えて更なる装置が必要となるため、装置全体が大型化するとともに、スペックルノイズ低減（すなわち高画質化）のためのコストが別途必要になってしまう。また、上記特許文献６〜特許文献９に記載の技術では、例えばスペックルノイズの低減については考慮されておらず、観察像の高品質化について十分に検討がなされているとは言い難い。
However, in
このように、患者の術野を観察する観察装置においては、観察用途に応じて照射光の波長帯域を切り替えることと、より高品質な観察像を得ることと、をともに実現する技術については、これまで十分に検討がなされていなかった。そこで、本開示では、照射光の波長帯域を切り替えることと、より高品質な観察像を得ることと、を両立させることが可能な、新規かつ改良された観察システム及び観察システムの制御方法を提案する。
In this way, in the observation device for observing the surgical field of the patient, the technology for switching the wavelength band of the irradiation light according to the observation application and obtaining a higher quality observation image are described. Until now, it has not been fully examined. Therefore, in the present disclosure, we propose a new and improved observation system and a control method for the observation system, which can achieve both switching the wavelength band of the irradiation light and obtaining a higher quality observation image. do.
本開示によれば、広帯域光を出射する第１の光源部と、前記広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射する第２の光源部と、前記第２の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより２次光源を生成する放射角度変更部材と、前記第１の光源部から出射された前記広帯域光と前記２次光源から出射された前記狭帯域光とを合波する合波部材と、を備え、前記放射角度変更部材は、前記合波部材により合波された光が入射するライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、照明装置が提供される。 According to the present disclosure, a first light source unit that emits wideband light, a second light source unit that emits narrow band light having a wavelength band narrower than that of the broadband light, and the second light source unit that emits the second light source unit. A radiation angle changing member that generates a secondary light source by changing the radiation angle of the narrow band light, the wide band light emitted from the first light source unit, and the narrow band light emitted from the secondary light source. The radiation angle changing member comprises, and the radiation angle changing member comprises an incident angle between the wideband light and the narrow band light at the incident end surface of the light guide to which the light combined by the combined member is incident. A lighting device is provided that changes the emission angle of the narrow-band light so as to approach.
また、本開示によれば、第１の光源部から広帯域光を出射することと、第２の光源部から、前記広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射することと、放射角度変更部材によって前記第２の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより２次光源を生成することと、合波部材によって、前記第１の光源部から出射された前記広帯域光と前記２次光源から出射された前記狭帯域光とを合波することと、を含み、前記放射角度変更部材は、前記合波部材により合波された光が入射するライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、照明方法が提供される。 Further, according to the present disclosure, a wide band light is emitted from the first light source unit, a narrow band light having a wavelength band narrower than that of the wide band light is emitted from the second light source unit, and a radiation angle changing member. A secondary light source is generated by changing the emission angle of the narrow band light emitted from the second light source unit, and the broadband light emitted from the first light source unit by a combiner member. And the narrow band light emitted from the secondary light source are combined, and the radiation angle changing member is provided at the incident end surface of the light guide to which the light combined by the combined member is incident. An illumination method is provided in which the emission angle of the narrow band light is changed so that the incident angles of the wide band light and the narrow band light are close to each other.
また、本開示によれば、患者の術野に照射される広帯域光及び励起光の少なくともいずれかを出力する照明装置、を備え、前記照明装置は、広帯域光を出射する第１の光源部と、前記広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射する第２の光源部と、前記第２の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより２次光源を生成する放射角度変更部材と、前記第１の光源部から出射された前記広帯域光と前記２次光源から出射された前記狭帯域光とを合波する合波部材と、を備え、前記放射角度変更部材は、前記合波部材により合波された光が入射するライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、観察装置が提供される。 Further, according to the present disclosure, a lighting device that outputs at least one of wideband light and excitation light irradiated to the surgical field of a patient is provided, and the lighting device includes a first light source unit that emits wideband light. A secondary light source is generated by changing the emission angle of the second light source unit that emits narrow band light having a wavelength band narrower than that of the wide band light and the narrow band light emitted from the second light source unit. The radiation angle changing member includes a radiation angle changing member and a combiner member that combines the wideband light emitted from the first light source unit and the narrow band light emitted from the secondary light source. Changes the emission angle of the narrow band light so that the incident angles of the wide band light and the narrow band light approach each other at the incident end face of the light guide to which the light combined by the combine member is incident. Equipment is provided.
本開示によれば、広帯域光を出射する第１の光源部と、広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射する第２の光源部と、が設けられる。従って、これらの光源部の駆動を適宜制御することにより、照射光の波長帯域を切り替えることができる。また、第２の光源部から出射される複数の波長帯域の狭帯域光の光路上に、狭帯域光の放射角度を変更する放射角度変更部材が設けられる。当該放射角度変更部材によって、各狭帯域光の放射角度が統一されるため、当該狭帯域光、又は当該狭帯域光と広帯域光とが合波された光を照射する際に、色むらを低減することができ、観察像の品質をより向上させることができる。このように、本開示によれば、照射光の波長帯域を切り替えることと、より高品質な観察像を得ることと、を両立させることが可能になる。 According to the present disclosure, a first light source unit that emits wideband light and a second light source unit that emits narrowband light having a wavelength band narrower than that of wideband light are provided. Therefore, the wavelength band of the irradiation light can be switched by appropriately controlling the drive of these light source units. Further, a radiation angle changing member for changing the radiation angle of the narrow band light is provided on the optical path of the narrow band light of a plurality of wavelength bands emitted from the second light source unit. Since the radiation angle of each narrow band light is unified by the radiation angle changing member, color unevenness is reduced when irradiating the narrow band light or light in which the narrow band light and the wide band light are combined. The quality of the observed image can be further improved. As described above, according to the present disclosure, it is possible to achieve both switching the wavelength band of the irradiation light and obtaining a higher quality observation image.
以上説明したように本開示によれば、照射光の波長帯域を切り替えることと、より高品質な観察像を得ることと、を両立させることが可能になる。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、又は本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。 As described above, according to the present disclosure, it is possible to achieve both switching the wavelength band of the irradiation light and obtaining a higher quality observation image. It should be noted that the above effects are not necessarily limited, and together with or in place of the above effects, any of the effects shown herein, or any other effect that can be grasped from this specification. May be played.
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態
１−１．照明装置の構成
１−２．スペックルノイズの低減効果
２．第２の実施形態
３．変形例
３−１．白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される変形例
３−２．更なる波長帯域の光源が追加される変形例
４．適用例
４−１．ＰＤＤ及びＰＤＴについて
４−２．内視鏡装置
４−２−１．内視鏡装置の構成
４−２−２．内視鏡装置の動作
４−２−３．内視鏡装置の他の構成例
４−３．顕微鏡装置
４−３−１．顕微鏡装置の構成
４−３−２．顕微鏡装置の動作
５．補足
The explanations will be given in the following order.
1. 1. First Embodiment 1-1. Configuration of lighting equipment 1-2. Speckle
（１．第１の実施形態）
（１−１．照明装置の構成）
図１〜図５を参照して、本開示の第１の実施形態に係る照明装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る照明装置の一構成例を示す図である。図２は、図１に示す照明装置からの出力光が入射するライトガイドの構成について説明するための説明図である。図３〜図５は、図１に示す照明装置のダイクロイックミラーの特性について説明するための説明図である。
(1. First Embodiment)
(1-1. Configuration of lighting equipment)
The configuration of the lighting device according to the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a lighting device according to the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a configuration of a light guide to which the output light from the lighting device shown in FIG. 1 is incident. 3 to 5 are explanatory views for explaining the characteristics of the dichroic mirror of the lighting device shown in FIG. 1.
なお、第１の実施形態及び後述する第２の実施形態に係る照明装置は、内視鏡装置や顕微鏡装置等の患者の術部を観察する観察装置の光源部として好適に適用され得る。以下では、一例として、下記（４−３．顕微鏡装置）を除いて、第１及び第２の実施形態に係る照明装置が内視鏡装置に適用された場合について説明する。第１及び第２の実施形態に係る照明装置が内視鏡装置に適用される場合には、照明装置から出射された光は、内視鏡の鏡筒内に続くライトガイドの端部に入射することとなるため、以下の照明装置の構成を示す各図面では、光が入射される当該ライトガイドの一端を併せて図示している。 The lighting device according to the first embodiment and the second embodiment described later can be suitably applied as a light source unit of an observation device for observing a surgical site of a patient such as an endoscope device or a microscope device. Hereinafter, as an example, a case where the lighting device according to the first and second embodiments is applied to the endoscope device will be described except for the following (4-3. Microscope device). When the illuminating device according to the first and second embodiments is applied to the endoscope device, the light emitted from the illuminating device is incident on the end of the light guide continuing into the lens barrel of the endoscope. Therefore, in each drawing showing the configuration of the lighting device below, one end of the light guide to which light is incident is also shown.
図１を参照すると、第１の実施形態に係る照明装置１０は、白色光を出射する第１の光源部１０１と、第１のコリメート光学系１０３と、を有する。また、照明装置１０は、所定の波長帯域の光を出射する少なくとも１つのレーザ光源からなる第２の光源部１２０と、結合光学系１０５と、光ファイバ１０７と、第３のコリメート光学系１０９と、拡散部材１１１と、第２のコリメート光学系１１３と、ダイクロイックミラー１１５と、コンデンサ光学系１１７と、を更に有する。また、図示は省略するが、照明装置１０は、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０の駆動を制御する駆動制御部（後述する図１０に示す第１光源部駆動制御部１１２１及び第２光源部駆動制御部１１２３に対応する）を有する。
Referring to FIG. 1, the illuminating
第１の光源部１０１から出射された白色光は、第１のコリメート光学系１０３を通過することによって略平行光となって、ダイクロイックミラー１１５に入射する。一方、第２の光源部１２０から出射されたレーザ光は、結合光学系１０５、光ファイバ１０７、第３のコリメート光学系１０９、拡散部材１１１及び第２のコリメート光学系１１３をこの順に通過して、略平行光となってダイクロイックミラー１１５に入射する。ダイクロイックミラー１１５によって、白色光及びレーザ光が合波され、合波された光が、コンデンサ光学系１１７を介して、ライトガイド１３０の端部に入射する。
The white light emitted from the first
ここで、照明装置１０では、第２の光源部１２０を構成するレーザ光源としては、観察目的に応じた、蛍光観察において励起光として機能し得る波長帯域の光を出射可能なものが搭載され得る。そして、照明装置１０は、白色光によって術野を観察する通常観察モードと、所定の波長帯域の光（以下、狭帯域光とも呼称する）によって励起される蛍光を検出することにより術野内の当該蛍光が発せられた部位を集中的に観察する特殊観察モードと、通常観察と特殊観察とを同時に行う通常／特殊観察モードと、を切り替え可能に構成される（詳細は下記（４．適用例）で説明する）。なお、特殊観察モード及び通常／特殊観察モードにおける蛍光観察は、励起光照射部位の自家蛍光を検出するものであってもよいし、照射部位に導入された各種蛍光試薬（光感受性薬剤）に起因する薬剤蛍光を検出するものであってもよい。
Here, in the
通常観察モードでは、第１の光源部１０１からの白色光と第２の光源部１２０からのレーザ光とが合波されて生成された白色光が、術野に対して照射される。これにより、白色光に基づく通常観察像が得られる。なお、以下の説明では、第１の光源部１０１からの白色光と第２の光源部１２０からのレーザ光とが合波されて生成された白色光のことを、第１の光源部１０１からの白色光と区別するために、便宜的に、合波白色光とも呼称することとする。通常観察モードでは、第２の光源部１２０からのレーザ光の出力は、合波白色光が所望の色合い（例えば、第１の光源部１０１から出射された元々の白色光と似た色合いや、任意の標準光源に対応する色合い等）になるように適宜調整される。
In the normal observation mode, the white light generated by combining the white light from the first
特殊観察モードでは、第１の光源部１０１から白色光が出射されず（すなわち第１の光源部１０１の白色光源がオフされ）、第２の光源部１２０から観察目的に応じた波長帯域のレーザ光のみが出射される（すなわち観察目的に応じたレーザ光源のみがオンされる）ことにより、狭帯域光が術野に対して照射される。これにより、蛍光に基づく蛍光観察像が得られる。蛍光観察像では、例えば腫瘍等、観察目的に応じた部位のみが示される。
In the special observation mode, white light is not emitted from the first light source unit 101 (that is, the white light source of the first
通常／特殊観察モードでは、通常観察モードと同様に、合波白色光が術野に対して照射されるが、その際、第２の光源部１２０からのレーザ光の出力が、観察目的に応じた強度（すなわち蛍光観察に適した強度）に調整される。これにより、通常観察像と特殊観察像とが重ね合わされた画像が得られる。
In the normal / special observation mode, as in the normal observation mode, combined wave white light is applied to the surgical field, but at that time, the output of the laser light from the second
以下、照明装置１０の各構成部材について、より詳細に説明する。
Hereinafter, each component of the
第２の光源部１２０は、照明装置１０において少なくとも１つ設けられる。第２の光源部１２０は、所定の波長帯域のレーザ光を出射する少なくとも１つのレーザ光源によって構成される。図示する例では、第２の光源部１２０は、赤色帯域のレーザ光（例えば、中心波長が約６３８（ｎｍ）のレーザ光）を出射するレーザ光源１２１Ｒと、緑色帯域のレーザ光（例えば、中心波長が約５３２（ｎｍ）のレーザ光）を出射するレーザ光源１２１Ｇと、青色帯域のレーザ光（例えば、中心波長が約４５０（ｎｍ）のレーザ光）を出射するレーザ光源１２１Ｂと、を有する。各レーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂには、コリメータ光学系が設けられており、各波長帯域のレーザ光は、平行光束として出射される。
At least one second
レーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂとしては、例えば、半導体レーザや固体レーザ等、各種の公知のレーザ光源を用いることができる。あるいは、レーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂとして、これらのレーザ光源と波長変換機構とを組み合わせたものが使用されてもよい。第２の光源部１２０では、レーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂの駆動は、それぞれ独立に制御され得る。
As the
このように、第２の光源部１２０は、例えば、光の三原色に対応する各波長帯域の光を出射するレーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂによって構成され得る。第２の光源部１２０をこのように構成することにより、後述するように、各色に対応するレーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂの出力を適宜調整することにより、合波白色光の色温度を調整することが可能になる。
As described above, the second
ただし、第１の実施形態はかかる例に限定されず、第２の光源部１２０を構成するレーザ光源の種類は、観察目的や観察対象の種類等に応じて適宜選択されてよい。例えば、各種の蛍光観察が行われる場合であれば、第２の光源部１２０は、各蛍光観察方法に応じた励起光に対応する波長帯域のレーザ光を出射するレーザ光源を含むように構成され得る。例えば、ＩＣＧ（Ｉｎｄｏｃｙａｎｉｎｅ ｇｒｅｅｎ）蛍光造影法による観察が行われる場合であれば、第２の光源部１２０は、近赤外帯域のレーザ光を出射するレーザ光源を少なくとも含むように構成される。
However, the first embodiment is not limited to such an example, and the type of the laser light source constituting the second
第２の光源部１２０は、レーザ光源１２１Ｒからの赤色レーザ光に対応する波長帯域の光を反射するダイクロイックミラー１２２Ｒと、レーザ光源１２１Ｇからの緑色レーザ光に対応する波長帯域の光を反射するダイクロイックミラー１２２Ｇと、レーザ光源１２１Ｂからの青色レーザ光に対応する波長帯域の光を反射するダイクロイックミラー１２２Ｂと、を更に有する。ダイクロイックミラー１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂによって、各レーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂから射出された平行光束となっているレーザ光が合波され、１つの光束として、後段の結合光学系１０５に向かって出射される。
The second
なお、ダイクロイックミラー１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂは、レーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂからのレーザ光を合波する合波部材の一例であり、当該合波部材としては、他の任意の部材が用いられてよい。例えば、各レーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂからのレーザ光を合波する部材としては、波長で合波する場合にはダイクロイックプリズムが用いられてもよいし、偏光で合波する場合には偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ：Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）が用いられてもよいし、振幅で合波する場合にはビームスプリッターが用いられてもよい。
The dichroic mirrors 122R, 122G, and 122B are examples of a combiner member that combines laser light from the
結合光学系１０５は、例えば集光レンズ（コレクタレンズ）によって構成され、第２の光源部１２０から出射されたレーザ光を、光ファイバ１０７の入射端に光結合させる。なお、図１に示す例では、結合光学系１０５を便宜的に一の凸レンズとして図示しているが、結合光学系１０５の具体的な構成はかかる例に限定されない。結合光学系１０５は、レーザ光を光ファイバ１０７の入射端に光結合させる機能を有すればよく、公知の光学素子が適宜組み合わされて構成されてよい。
The coupled
光ファイバ１０７は、第２の光源部１２０から出射されたレーザ光を、後段に設けられた第３のコリメート光学系１０９へと導光する。光ファイバ１０７の出射光は、回転対称なビームとなるため、当該光ファイバ１０７によってレーザ光が導光されることにより、その面内での輝度分布がより一様化される。
The
光ファイバ１０７の種類は特に限定されるものではなく、光ファイバ１０７としては、公知のマルチモード光ファイバ（例えば、ステップインデックス型マルチモードファイバ）を利用することが可能である。また、光ファイバ１０７のコア径も特に限定されるものではなく、例えばコア径が１（ｍｍ）程度のものが利用されてよい。
The type of the
第１の実施形態では、光ファイバ１０７の入射端において、各レーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂからのレーザ光の入射開口数がなるべく一致するように、当該光ファイバ１０７の入射端へと当該レーザ光が導光される。このとき、レーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂから出射されるレーザ光をコリメートするレンズの焦点距離を最適化したり、当該レーザ光の結合光学系１０５（すなわちコレクタレンズ）への入射位置を調整する等して、光ファイバ１０７の出射端から出射されるレーザ光が、光ファイバ１０７の中心光軸近傍の光量が周辺部の光量と比べて低くなるようなドーナツ状の光線ではなく、光ファイバ１０７の中心光軸近傍の光量が周辺部の光量と同等であるような中実の光線となることが望ましい。
In the first embodiment, the laser beam is directed to the incident end of the
第３のコリメート光学系１０９は、光ファイバ１０７の出射端の後段に設けられ、光ファイバ１０７から出射されたレーザ光を平行光束へと変換する。第３のコリメート光学系１０９によりレーザ光が平行光束へと変換されることにより、後段に設けられた拡散部材１１１において、レーザ光の拡散状態を容易に制御することが可能となる。なお、図１に示す例では、第３のコリメート光学系１０９を便宜的に一の凸レンズとして図示しているが、第３のコリメート光学系１０９の具体的な構成はかかる例に限定されない。第３のコリメート光学系１０９は、レーザ光を平行光束に変換する機能を有すればよく、公知の光学素子が適宜組み合わされて構成されてよい。
The third collimating
拡散部材１１１は、第３のコリメート光学系１０９の後側焦点位置近傍に設けられ、第３のコリメート光学系１０９から出射された平行光束となっているレーザ光を拡散させることにより、２次光源を構成する。すなわち、拡散部材１１１における光の出射端が、２次光源として機能することとなる。また、光ファイバ１０７から出射される光の角度は、各レーザ光によりバラツキがあるのが一般的だが、拡散部材１１１を通すことにより、これらの発散角が統一されることとなる。このように、第１の実施形態によれば、拡散部材１１１により、例えば上記特許文献６〜９に示す一般的な既存の照明装置で発生することが予想される、照射時の色むらが低減されることになる。
The
拡散部材１１１により生成される２次光源のサイズは、第３のコリメート光学系１０９の焦点距離によって制御することができる。また、拡散部材１１１の拡散角度により、その出射光のＮＡを制御することが可能である。両者の効果により、ライトガイド１３０の入射端に結合する際の集光スポットのサイズと入射ＮＡの両方を独立に制御することが可能となる。なお、拡散部材１１１が配置される、第３のコリメート光学系１０９の後側焦点位置近傍が、実際にどのくらいの範囲となるかについては、特に限定されるものではないが、当該範囲は、例えば、第３のコリメート光学系１０９の後側焦点位置を含み、その上流側及び下流側に焦点距離±１０％程度の範囲とすることが好ましい。
The size of the secondary light source generated by the diffusing
なお、拡散部材１１１の具体的な種類は特に限定されるものではなく、拡散部材１１１としては、公知の拡散素子が利用されてよい。このような拡散素子の例として、例えば、フロスト型のすりガラスやガラス内に光拡散物質を分散させることで拡散特性を利用したオパール型の拡散板やホログラフィック拡散板を挙げることができる。ホログラフィック拡散板は、所定の基板上にホログラフィックパターンが施されたものであり、出射光の拡散角度を任意の角度に設定することができるため、拡散部材１１１として用いられることが特に好ましい。
The specific type of the
拡散部材１１１から出射されたレーザ光は、第２のコリメート光学系１１３に導光される。第２のコリメート光学系１１３は、拡散部材１１１からの光（すなわち２次光源からの光）を平行光束に変換し、ダイクロイックミラー１１５に入射させる。なお、ダイクロイックミラー１１５は、ダイクロイックプリズムであってもよい。
The laser beam emitted from the diffusing
ここで、第２のコリメート光学系１１３を通過したレーザ光は完全な平行光でなくてもよく、平行光に近い状態となった発散光であってもよい。換言すれば、第２のコリメート光学系１１３と後述するコンデンサ光学系１１７とは、無限共役ではなく有限共役であってよい。本明細書では、コリメート光学系を通過し、平行光又は平行光に近い状態になった光のことを、便宜的に、略平行光と呼称することとする。すなわち、略平行光は、平行光又は発散光を含む概念である。なお、白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される場合における照明装置１０の構成例は、下記（３−１．白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される変形例）で改めて詳しく説明する。
Here, the laser light that has passed through the second collimated
第１の光源部１０１は、照明装置１０において少なくとも１つ設けられ、白色光を出射する。第１の光源部１０１を構成する白色光源は、白色光を出射するものであればよく、その種類は限定されない。例えば、当該白色光源としては、白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、レーザ励起蛍光体、キセノンランプ、ハロゲンランプ等、任意の光源が用いられてよい。第１の実施形態では、一例として、青色ＬＥＤによって励起される蛍光体を用いたいわゆる蛍光体方式の白色ＬＥＤが、第１の光源部１０１の白色光源として用いられることとする。
At least one first
第１の光源部１０１から出射された白色光は、第１のコリメート光学系１０３によって平行光束に変換され、拡散部材１１１から出射されたレーザ光とは異なる方向（図示する例では互いの光軸が略直交する方向）からダイクロイックミラー１１５に入射する。なお、第１のコリメート光学系１０３を通過した白色光は完全な平行光でなくてもよい。換言すれば、第１のコリメート光学系１０３と後述するコンデンサ光学系１１７とは、無限共役ではなく有限共役であってよい。すなわち、第１のコリメート光学系１０３は、白色光を略平行光として、ダイクロイックミラー１１５に入射させる。
The white light emitted from the first
なお、図１に示す例では、第１のコリメート光学系１０３を便宜的に一の凸レンズとして図示しているが、第１のコリメート光学系１０３の具体的な構成はかかる例に限定されない。第１のコリメート光学系１０３は、白色光を略平行光にする機能を有すればよく、公知の光学素子が適宜組み合わされて構成されてよい。
In the example shown in FIG. 1, the first collimating
ダイクロイックミラー１１５は、第１の光源部１０１から出射された白色光と、第２の光源部１２０から出射されたレーザ光とを合波する。図示する例では、ダイクロイックミラー１１５は、第２の光源部１２０からのレーザ光に対応する波長帯域の光のみを透過させ、それ以外の波長帯域の光を反射するように設計されている。
The
照明装置１０では、拡散部材１１１、第２のコリメート光学系１１３、ダイクロイックミラー１１５及びコンデンサ光学系１１７は、この順に略一列に配置される。また、第１の光源部１０１及び第１のコリメート光学系１０３は、レーザ光の光軸と略直交する方向からダイクロイックミラー１１５に白色光が入射するように配置される。従って、拡散部材１１１から出射されダイクロイックミラー１１５に入射したレーザ光は、ダイクロイックミラー１１５を透過してコンデンサ光学系１１７に入射する。また、ダイクロイックミラー１１５に入射した白色光のうち、レーザ光の波長帯域以外の成分が、ダイクロイックミラー１１５によって反射されコンデンサ光学系１１７に入射する。
In the
このように、ダイクロイックミラー１１５は、第１の光源部１０１から出射される白色光から第２の光源部１２０から出射されるレーザ光に対応する波長帯域の光の成分を減衰又は除去するとともに、レーザ光に対応する波長帯域の光の成分が減衰又は除去された白色光に、第２の光源部１２０から出射されるレーザ光を合波する機能を有する。つまり、ダイクロイックミラー１１５によって合波された光は、所定の波長帯域がレーザ光によって補われた白色光であり得る。なお、ダイクロイックミラー１１５の特性及びダイクロイックミラー１１５によって合波された光の特性の詳細については、図３〜図５を参照して後述する。
As described above, the
コンデンサ光学系１１７は、例えば集光レンズ（コレクタレンズ）によって構成され、ダイクロイックミラー１１５によって合波された光を、所定の近軸横倍率でライトガイド１３０の入射端に結像させる。
The condenser
ここで、第２のコリメート光学系１１３とコンデンサ光学系１１７による結像倍率（［コンデンサ光学系１１７の焦点距離］／［第２のコリメート光学系１１３の焦点距離］）は、２次光源のサイズ及び発散角が、ライトガイド１３０のコア径と入射ＮＡにマッチングするように設定される。また、第１のコリメート光学系１０３とコンデンサ光学系１１７による結像倍率（［コンデンサ光学系１１７の焦点距離］／［第１のコリメート光学系１０３］）は、ライトガイドのコア径及び入射ＮＡにマッチングさせ、白色光が高効率でライトガイド１３０の入射端に結合されるように設定される。
Here, the image magnification by the second collimating
図２にライトガイド１３０の一構成例を示す。図２では、ライトガイド１３０の端部を図示している。図示するように、ライトガイド１３０は、ファイバコア部とファイバクラッド部とから構成される光ファイバが複数束ねられて構成されている。ここで、第１の実施形態に係るコンデンサ光学系１１７は、一般的な構成とは異なり、照明対象（第１の実施形態であればライトガイド１３０の入射端）の面積をなるべく満たすように２次光源を結像させるように構成されている。つまり、第１の実施形態では、コンデンサ光学系１１７は、ライトガイド１３０の入射端に結像される２次光源の像の大きさが、当該ライトガイド１３０の入射端の直径と略同一になるように、当該２次光源からの光を当該ライトガイド１３０の入射端に集光するように構成され得る。これにより、照明装置１０全体としてのスペックルノイズを低減させることができる。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the
ここで、スペックルノイズは、光源の輝度分布に依存することが知られている。例えば、光源が理想的な点光源である場合には、その輝度分布はδ関数とみなすことができ、当該光源からの光が照射される物体面のあらゆる点同士が干渉して、可干渉性が高くなる。つまり、スペックルノイズは大きくなる。このような光源（点光源）は、コヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）な光源と言われ、コヒーレントな光源が用いられた場合にはスペックルノイズは大きくなる。 Here, it is known that speckle noise depends on the luminance distribution of the light source. For example, when the light source is an ideal point light source, its luminance distribution can be regarded as a delta function, and all points on the object surface irradiated with the light from the light source interfere with each other and are coherent. Will be higher. That is, the speckle noise becomes large. Such a light source (point light source) is called a coherent light source, and when a coherent light source is used, speckle noise becomes large.
一方、光源として、大きさ無限大の一様光源を仮定した場合には、その輝度分布は均一なものとなり、当該光源からの光が照射される物体面上の同一位置でしか干渉が生じず、可干渉性が低くなる。つまり、スペックルノイズは小さくなる。このような大きさが無限大の光源は、インコヒーレント（ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ）な光源と言われ、インコヒーレントな光源が用いられた場合にはスペックルノイズは小さくなる。 On the other hand, if a uniform light source of infinite size is assumed as the light source, the brightness distribution will be uniform, and interference will occur only at the same position on the object surface to which the light from the light source is irradiated. , Interferability is low. That is, the speckle noise becomes small. Such a light source having an infinite size is called an incoherent light source, and when an incoherent light source is used, speckle noise becomes small.
実際に照明装置１０に搭載される光源は、空間的にコヒーレント光源とインコヒーレント光源の間に位置する部分的コヒーレントな光源であるため、見かけ上の光源の大きさが大きく、光源の輝度分布が一様であるほど、可干渉性が低くなり、スペックルノイズは低減すると考えられる。
Since the light source actually mounted on the
ここで、ライトガイド１３０の入射端の直径よりも２次光源の像が小さくなるように当該２次光源からの光がライトガイド１３０の入射端に集光された場合には、ライトガイド１３０を構成する光ファイバが部分的にしか導光に寄与しないため、結果として、ライトガイド１３０の射出光を観察部位に照射する場合に、当該観察部位の被照射面から観察した時の見かけ上の光源サイズが小さくなり、スペックルノイズが悪化してしまうことが懸念される。
Here, when the light from the secondary light source is focused on the incident end of the
一方、ライトガイド１３０の入射端の直径よりも２次光源の像が大きくなるように当該２次光源からの光がライトガイド１３０の入射端に集光された場合には、ライトガイド１３０の入射端面においてレーザ光のケラレが発生し、光結合効率が落ちてしまうことが懸念される。
On the other hand, when the light from the secondary light source is focused on the incident end of the
従って、上述したように、ライトガイド１３０の入射端の直径と、２次光源の像の大きさとが略等しくなるように、当該２次光源からの光がライトガイド１３０の入射端に集光されることにより、ライトガイド１３０の入射端面での光結合効率を向上させつつ、スペックルノイズを低減することができるのである。
Therefore, as described above, the light from the secondary light source is focused on the incident end of the
ここで、例えば上記特許文献６〜９に示すような既存の一般的な照明装置では、このようなスペックルノイズを低減する構成は適用されていない。このように、第１の実施形態に係る照明装置１０によれば、一般的な照明装置に比べて、スペックルノイズがより低減された観察像を得ることが可能になる。
Here, for example, in the existing general lighting equipment as shown in Patent Documents 6 to 9, such a configuration for reducing speckle noise is not applied. As described above, according to the
なお、図１に示す例では、コンデンサ光学系１１７を便宜的に一の凸レンズとして図示しているが、コンデンサ光学系１１７の具体的な構成はかかる例に限定されない。コンデンサ光学系１１７は、上述した各機能を有すればよく、公知の光学素子が適宜組み合わされて構成されてよい。
In the example shown in FIG. 1, the condenser
ここで、図３〜図５を参照して、ダイクロイックミラー１１５の特性及びダイクロイックミラー１１５によって合波された光の特性について説明する。図３（ａ）は、第１の光源部１０１から出射される白色光のスペクトルの一例を示している。図３（ｂ）は、ダイクロイックミラー１１５の反射特性の一例を示している。
Here, with reference to FIGS. 3 to 5, the characteristics of the
図３（ｂ）を参照すると、ダイクロイックミラー１１５は、白色光の波長帯域のうち、大部分を反射するとともに、第２の光源部１２０から出射されるレーザ光に対応する波長帯域の光を透過させる特性を有している。図示する例では、ダイクロイックミラー１１５は、赤色レーザ光の中心波長である約６３８（ｎｍ）を含む所定の幅の波長帯域の光と、緑色レーザ光の中心波長である約５３２（ｎｍ）を含む所定の幅の波長帯域の光と、青色レーザ光の中心波長である約４５０（ｎｍ）を含む所定の幅の波長帯域の光と、を、透過させるように設計されている。
Referring to FIG. 3B, the
図３（ｃ）は、第１の光源部１０１から出射された白色光がダイクロイックミラー１１５を通過した後の光のスペクトルの一例を示している。図３（ｃ）に示すように、ダイクロイックミラー１１５を通過した後の白色光は、第２の光源部１２０から出射されるレーザ光に対応する波長帯域の成分が減衰されたものとなっている。このように、ダイクロイックミラー１１５によって、レーザ光に対応する波長帯域のみが減衰されるので、白色光とレーザ光とを合波する際のロスを最小限に抑えることが可能となる。また、白色光が略平行光で、入射角度に幅がある場合には、ダイクロイックミラー１１５の入射角依存により、波長シフトが起こり、減衰した波長帯域もシフトされるため、ライトガイド１３０出射後は、図３（ｃ）よりもスペクトルが均一化される良い傾向にある。
FIG. 3C shows an example of the spectrum of the white light emitted from the first
なお、図３に示すダイクロイックミラー１１５の特性は一例であり、第１の実施形態はかかる例に限定されない。ダイクロイックミラー１１５の特性は、第２の光源部１２０として用いられるレーザ光源の特性に応じて適宜設定され得る。例えば、上述したＩＣＧ蛍光造影法による観察が行われる場合であれば、第２の光源部１２０にとしては近赤外帯域のレーザ光（例えば中心波長が約８０８（ｎｍ）であるレーザ光）が用いられ得るため、当該レーザ光の波長帯域に対応する範囲の光を透過させる特性を有するダイクロイックミラー１１５が用いられる。
The characteristics of the
図４は、ダイクロイックミラー１１５の透過特性の一例を示している。図３（ｂ）を参照して説明したように、ダイクロイックミラー１１５によって、第２の光源部１２０から出射されるレーザ光に対応する波長帯域の光が透過され、第１の光源部１０１から出射される白色光の波長帯域の大部分が反射されることが分かる。図示する例では、ダイクロイックミラー１１５は、レーザ光の利用効率を向上させるために、対応する波長帯域の光の約９０（％）を透過させるように設定されている。
FIG. 4 shows an example of the transmission characteristics of the
図５は、ダイクロイックミラー１１５によって、第１の光源部１０１から出射される白色光と第２の光源部１２０から出射されるレーザ光とが合波された後の光のスペクトルの一例を示している。図示する例では、白色光に対して、赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光が合波された場合のスペクトルが示されている。このように、第１の実施形態では、白色光とレーザ光とが合波されて、いわば新たな白色光（すなわち合波白色光）が生成され得る。第１の実施形態では、この合波白色光が、通常観察モード及び通常／特殊観察モードにおいて、術野に対して照射される。なお、特殊観察モードでは、第１の光源部１０１は駆動されず、第２の光源部１２０のみが駆動され、蛍光観察を行う際の励起光に対応する波長帯域のレーザ光が、術野に対して照射される。
FIG. 5 shows an example of the spectrum of light after the white light emitted from the first
ここで、例えば上記特許文献６、８、９に示される既存の一般的な照明装置では、白色光及びレーザ光が合波部材により同一の光軸上を導光されるが、その際、白色光源及びレーザ光源の駆動を適宜制御したり、フィルタの光路からの退避及び光路への配置を適宜制御したりすることにより、白色光及びレーザ光のいずれかが選択的に術野に対して照射される。つまり、特許文献６、８、９に記載の技術では、通常観察モードでは、白色光源からの白色光が、直接、術野に対して照射されることになる。また、特許文献７に記載の技術では、白色光及びレーザ光が合波部材により合波されて生成される白色光が術野に対して照射されるが、当該合波部材は、その一部が白色光の全波長帯域の成分を透過する透過部によって構成されているため、結果的には、当該透過部を透過した白色光源からの白色光が、直接、術野に対して照射されることになる。
Here, for example, in the existing general lighting device shown in
このように、上記特許文献６〜９に例示される既存の一般的な照明装置では、通常観察モードでは、ハロゲンランプや白色ＬＥＤ等の白色光源からの白色光が、直接、術野に対して照射され得る。従って、術野に対して照射される白色光のスペクトルは、各種のフィルタ等を用いてある程度は調整可能であったとしても、基本的には白色光源の種類に応じて固定的であり、照射される白色光のスペクトルを詳細に制御することは困難であった。 As described above, in the existing general lighting devices exemplified in the above Patent Documents 6 to 9, in the normal observation mode, white light from a white light source such as a halogen lamp or a white LED is directly directed to the surgical field. Can be irradiated. Therefore, even if the spectrum of white light irradiated to the surgical field can be adjusted to some extent by using various filters or the like, it is basically fixed according to the type of white light source and irradiated. It was difficult to control the spectrum of white light in detail.
一方、第１の実施形態によれば、上述したように、第１の光源部１０１から出射される白色光と第２の光源部１２０から出射されるレーザ光とが合波されて生成された白色光が、通常観察モード及び通常／特殊観察モードにおいて、術野に対して照射され得る。また、第２の光源部１２０は、例えば、光の三原色に対応する各波長帯域の光を出射するレーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂによって構成され得る。当該構成によれば、第２の光源部１２０から出射されるレーザ光の混合比を適宜調整することにより、合波白色光のスペクトルを制御し、その色温度を調整することが可能になる。このように、第１の実施形態によれば、フィルタ等によって照明装置よりも後段で色温度の調整を行うのではなく、光源側で色温度の調整を行うことが可能となる。
On the other hand, according to the first embodiment, as described above, the white light emitted from the first
なお、このとき、第２の光源部１２０から出射されるレーザ光の混合比は、例えば、各レーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂの駆動電流を制御してそのレーザ光の出力を制御することにより調整されてもよいし、ダイクロイックミラー１１５における各レーザ光に対応する波長帯域の光の透過率を調整することにより制御されてもよい。
At this time, the mixing ratio of the laser light emitted from the second
一例として、合波白色光において所定の色温度を実現するための各光源の出力の設定例を下記表１に示す。例えば、照明装置１０によってＤ６５標準光源（ｘ＝０．３１３，ｙ＝０．３２９）による白色光を実現したい場合には、白色光源とレーザ光源の出力を表１（ａ）列のように設定すればよい。また、例えば、照明装置１０によってＤ５０常用光源（ｘ＝０．３４６，ｙ＝０．３５９）による白色光を実現したい場合には、白色光源とレーザ光源の出力を表１（ｂ）列のように設定すればよい。なお、下記表１に示す設定はあくまで一例であり、白色光源及びレーザ光源の出力を適宜調整することにより、他の各種の光源による白色光の色温度を実現可能であることは言うまでもない。
As an example, Table 1 below shows an example of setting the output of each light source for achieving a predetermined color temperature in combined wave white light. For example, when it is desired to realize white light by the D65 standard light source (x = 0.313, y = 0.329) by the
以上、図１〜図５を参照して、第１の実施形態に係る照明装置１０の構成について説明した。以上説明したように、第１の実施形態によれば、レーザ光の光路上に拡散部材１１１が設けられることにより、第２の光源部１２０から出射される複数のレーザ光の発散角が統一されるため、照明装置１０からの出力光の照射時の色むらが低減される。また、コンデンサ光学系１１７が、ライトガイド１３０の入射端の面積をなるべく満たすように２次光源からの光を当該ライトガイド１３０の入射端に結像させるように構成されることにより、照明装置１０全体としてのスペックルノイズを低減させることができる。また、第２の光源部１２０におけるレーザ光の混合比を調整することにより、合波白色光の色温度を調整することができる。従って、第１の実施形態によれば、白色光を用いた観察（すなわち、通常観察モード又は通常／特殊観察モードにおける観察）において、より均一で品質の高い白色光を照射光として用いることができ、より高品質な観察像を得ることが可能となる。
As described above, the configuration of the
また、第１の実施形態に係る照明装置１０では、上述したように、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０の駆動を適宜制御することにより、通常観察モードと、特殊観察モードと、通常／特殊観察モードと、を切り替えることが可能である。このように、第１の実施形態によれば、照射光の波長帯域を切り替えることと、より高品質な観察像を得ることと、を両立させることが可能になる。
Further, in the
ここで、以上説明した構成例では、第２の光源部１２０から出射されるレーザ光の利用効率を高めるために、図４に示すように、レーザ光の波長帯域に対応する光の透過率が９０（％）程度になるように、ダイクロイックミラー１１５の性能が調整されていた。ただし、第１の実施形態はかかる例に限定されない。例えば、レーザパワーに余裕がある場合には、ダイクロイックミラー１１５におけるレーザ光の波長帯域に対応する光の透過率が、５０（％）等、他の値に設定されてもよい。また、ダイクロイックミラー１１５において、各波長帯域のレーザ光の波長帯域に対応する光の透過率が、互いに異なる値に設定されてもよい。
Here, in the configuration example described above, in order to improve the utilization efficiency of the laser light emitted from the second
また、以上説明した構成例では、ダイクロイックミラー１１５によって反射された白色光と、ダイクロイックミラー１１５を透過したレーザ光とが合波されていたが、第１の実施形態はかかる例に限定されない。ダイクロイックミラー１１５の反射特性及び透過特性が、上述した特性とは逆になるように設定されることにより、ダイクロイックミラー１１５を透過した白色光と、ダイクロイックミラー１１５によって反射されたレーザ光とが合波され、合波された光が、コンデンサ光学系１１７を介してライトガイド１３０に入射するように、照明装置１０が構成されてもよい。
Further, in the configuration example described above, the white light reflected by the
また、図１に示す構成は、あくまで照明装置１０の一構成例を示すものであり、照明装置１０の構成はかかる例に限定されない。照明装置１０には、一般的な既存の照明装置に搭載され得る各種の光学素子が更に備えられてもよい。例えば、第１の光源部１０１の白色光源としてキセノンランプを使用する場合には、第１の光源部１０１の後段に、照射時に生体の発熱に寄与し得る近赤外帯域の光を減衰又は除去するフィルタ等が設けられてもよい。または、被写体の観察に用いられる撮像素子の前段に近赤外帯域の光を減衰又は除去するフィルタ等が設けられてもよい。あるいは、当該フィルタを設ける代わりに、当該フィルタの機能がダイクロイックミラー１１５によって実現されてもよい。すなわち、ダイクロイックミラー１１５の反射特性又は透過特性が調整されることにより、合波の際に、第１の光源部１０１から出射された白色光から近赤外帯域の成分が減衰又は除去されてもよい。
Further, the configuration shown in FIG. 1 shows only one configuration example of the
（１−２．スペックルノイズの低減効果）
第１の実施形態に係る照明装置１０と同様の構成を有する実験装置を作成し、当該実験装置を用いて、第１の光源部１０１から出射される白色光と第２の光源部１２０から出射されるレーザ光とが合波されて生成される白色光を観察対象に対して照射した際のスペックルノイズについて調べた。結果を図６に示す。図６は、第１の実施形態に係る照明装置１０によるスペックルノイズの低減効果を示す図である。
(1-2. Speckle noise reduction effect)
An experimental device having the same configuration as the
図６（ａ）に示すグラフ図の横軸は、第１の光源部１０１の出力（Ｌ＿ＬＥＤ）と、第２の光源部１２０の出力（Ｌ＿Ｌａｓｅｒ）との比（Ｌ＿ＬＥＤ／Ｌ＿Ｌａｓｅｒ）を示している。Ｌ＿ＬＥＤは、第１の光源部１０１を構成する白色光源（白色ＬＥＤ）の総出力であり、Ｌ＿Ｌａｓｅｒは、第２の光源部１２０を構成するレーザ光源１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂの総出力である。また、図６（ａ）に示すグラフ図の縦軸は、合波白色光を用いて観察された観察像におけるスペックル量に対応する、スペックルコントラストレシオ（ＳＣＲ）を示している。一方、図６（ｂ）は、合波白色光を用いて観察された観察像の一例を示している。
The horizontal axis of the graph shown in FIG. 6A shows the ratio (L_LED / L_Laser) of the output (L_LED) of the first
図６から、白色光源とレーザ光源との出力比（Ｌ＿ＬＥＤ／Ｌ＿Ｌａｓｅｒ）に応じて、スペックルノイズ量が変化しており、当該出力比が１、すなわち、白色光源の出力とレーザ光源の出力とがほぼ等しい場合に、スペックルノイズ量がより低減されることが分かる。当該結果から、第１の実施形態によれば、合波される白色光源とレーザ光源との出力比を調整することにより、スペックルノイズをより低減できることが確認された。 From FIG. 6, the speckle noise amount changes according to the output ratio (L_LED / L_Laser) of the white light source and the laser light source, and the output ratio is 1, that is, the output of the white light source and the output of the laser light source. It can be seen that the amount of speckle noise is further reduced when is almost equal. From the results, it was confirmed that according to the first embodiment, speckle noise can be further reduced by adjusting the output ratio of the combined white light source and the laser light source.
（２．第２の実施形態）
図７を参照して、本開示の第２の実施形態に係る照明装置の構成について説明する。図７は、第２の実施形態に係る照明装置の一構成例を示す図である。ここで、図７に示す第２の実施形態に係る照明装置は、上述した図１に示す第１の実施形態に係る照明装置１０において、結合光学系１０５、光ファイバ１０７及び第３のコリメート光学系１０９が省略されたものに対応する。従って、以下の第２の実施形態についての説明では、第１の実施形態と重複する事項についてはその詳細な説明を省略し、第１の実施形態と相違する事項について主に説明する。
(2. Second embodiment)
The configuration of the lighting device according to the second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of the lighting device according to the second embodiment. Here, the illuminating device according to the second embodiment shown in FIG. 7 is the illuminating
図７を参照すると、第２の実施形態に係る照明装置２０は、白色光を照射する第１の光源部１０１と、第１のコリメート光学系１０３と、所定の波長帯域の光を出射する少なくとも１つのレーザ光源からなる第２の光源部１２０と、拡散部材１１１と、第２のコリメート光学系１１３と、ダイクロイックミラー１１５と、コンデンサ光学系１１７と、を有する。ここで、これらの各部材の構成及び機能は、図１に示す各部材の構成及び機能と同様であるため、各部材についての詳細な説明は省略する。
Referring to FIG. 7, the
照明装置２０では、第１の実施形態に係る照明装置１０と同様に、第１の光源部１０１から出射された白色光は、第１のコリメート光学系１０３によって略平行光に変換され、ダイクロイックミラー１１５に入射する。一方、照明装置２０では、第１の実施形態に係る照明装置１０とは異なり、第２の光源部１２０から出射されたレーザ光は、直接拡散部材１１１に入射し、拡散されたレーザ光（すなわち２次光源からのレーザ光）が第２のコリメート光学系１１３によって略平行光に変換され、ダイクロイックミラー１１５に入射する。照明装置２０のように、より簡略化された構成であっても、第１の実施形態と同様の、合波白色光の品質向上の効果を得ることができ、観察像をより高品質なものとすることができる。
In the
以上、図７を参照して、第２の実施形態に係る照明装置２０の構成について説明した。以上説明したように、第２の実施形態によれば、より簡易な構成で第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。従って、第１の実施形態で得られる効果に加えて、照明装置２０の小型化、製造コストの低減を実現することができる。
As described above, the configuration of the
ただし、上記（１−１．照明装置の構成）で説明したように、光ファイバ１０７によってレーザ光が導光されることにより、当該光ファイバ１０７から出射されるレーザ光の輝度分布がより一様化されるという効果がある。従って、出力光の品質をより一層高品質なものとするためには、第１の実施形態に係る照明装置１０のように光ファイバ１０７が設けられることが好ましい。第１の実施形態に係る照明装置１０の構成を採用するか、第２の実施形態に係る照明装置２０の構成を採用するかは、用途に応じて求められる出力光の品質や、装置の製造コスト等を総合的に考慮して適宜決定されてよい。
However, as described in (1-1. Configuration of the lighting device), the laser beam is guided by the
（３．変形例）
以上説明した第１及び第２の実施形態におけるいくつかの変形例について説明する。なお、以下の各変形例についての説明では、一例として、図１に示す第１の実施形態に係る照明装置１０に対して各変形例に対応する構成が適用された場合について説明するが、第２の実施形態に係る照明装置２０に対しても、同様に、各変形例に対応する構成が適用され得る。
(3. Modification example)
Some modifications of the first and second embodiments described above will be described. In the following description of each modification, as an example, a case where the configuration corresponding to each modification is applied to the
（３−１．白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される変形例）
図８を参照して、白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される変形例における、照明装置の構成について説明する。図８は、白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される場合における、照明装置の一構成例を示す図である。
(3-1. Modification example in which both white light and laser light are combined as divergent light)
With reference to FIG. 8, a configuration of a lighting device in a modified example in which both white light and laser light are combined as divergent light will be described. FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a lighting device when both white light and laser light are combined as divergent light.
ここで、図８に示す本変形例に係る照明装置は、上述した図１に示す第１の実施形態に係る照明装置１０において、第１のコリメート光学系１０３、第２のコリメート光学系１１３及びコンデンサ光学系１１７の光学特性が変更されたものに対応する。従って、以下の本変形例についての説明では、第１の実施形態と重複する事項についてはその詳細な説明を省略し、第１の実施形態と相違する事項について主に説明する。
Here, the lighting device according to the present modification shown in FIG. 8 is the
図８を参照すると、本変形例に係る照明装置３０は、白色光を照射する第１の光源部１０１と、第１のコリメート光学系１０３ａと、所定の波長帯域の光を出射する少なくとも１つのレーザ光源からなる第２の光源部１２０と、結合光学系１０５と、光ファイバ１０７と、第３のコリメート光学系１０９と、拡散部材１１１と、第２のコリメート光学系１１３ａと、ダイクロイックミラー１１５と、コンデンサ光学系１１７ａと、を有する。ここで、第１の光源部１０１、第２の光源部１２０、結合光学系１０５、光ファイバ１０７、第３のコリメート光学系１０９、拡散部材１１１及びダイクロイックミラー１１５の構成及び機能は、図１に示すこれらの部材の構成及び機能と同様であるため、これらの部材の各々についての詳細な説明は省略する。
Referring to FIG. 8, the
本変形例では、第１のコリメート光学系１０３ａは、第１の光源部１０１から出射された白色光を、完全な平行光ではなく、発散光としてダイクロイックミラー１１５に入射させる。第２のコリメート光学系１１３ａは、白色光に合わせて、第２の光源部１２０から出射され、拡散部材１１１によって拡散されたレーザ光（すなわち２次光源からのレーザ光）を、完全な平行光ではなく、発散光としてダイクロイックミラー１１５に入射させる。ダイクロイックミラー１１５において、ともに発散光である白色光とレーザ光とが合波され、合波された光が、コンデンサ光学系１１７ａによってライトガイド１３０の端部に結合される。この際、第１の実施形態と同様に、コンデンサ光学系１１７ａは、２次光源からの光がライトガイド１３０の入射端の面積をなるべく満たすように、当該２次光源からの光を当該ライトガイド１３０の入射端面に集光するように構成されている。
In this modification, the first collimating
ここで、一般的に、ＬＥＤでは、高出力を得るためにその発光面積を大きくする必要があるため、ＬＥＤから出射された光は、等方的に放射される性質が強く、コリメートレンズを用いたとしても完全な平行光にすることは困難である。従って、第１の実施形態においても、第１の光源部１０１として白色ＬＥＤを用いた場合には、第１のコリメート光学系１０３によって第１の光源部１０１からの白色光を完全な平行光にすることは難しい。本変形例は、このように、白色光を完全な平行光に変換することが困難である場合に対応して、当該白色光に合わせてレーザ光も発散光とし、両者をともに発散光として合波するものである。その意味で、図８に示す照明装置３０は、第１の実施形態において第１の光源部１０１として白色ＬＥＤを用いた場合における照明装置１０の構成を、より厳密に図示したものであるとも言える。
Here, in general, since it is necessary to increase the light emitting area of an LED in order to obtain a high output, the light emitted from the LED has a strong property of being isotropically radiated, and a collimated lens is used. Even if it is, it is difficult to make it completely parallel light. Therefore, even in the first embodiment, when the white LED is used as the first
本変形例では、上述したように、ともに発散光である白色光とレーザ光とが合波され、合波された光が、コンデンサ光学系１１７ａによってライトガイド１３０の端部に結合される。つまり、第１のコリメート光学系１０３ａとコンデンサ光学系１１７ａと、及び、第２のコリメート光学系１１３ａとコンデンサ光学系１１７ａと、は、ともに有限共役である。コンデンサ光学系１１７ａの光学特性は、第１のコリメート光学系１０３ａ及び第２のコリメート光学系１１３ａの光学特性に応じて、合波された光がライトガイド１３０の入射端面に適切に結合されるように、適宜設計される。これにより、本変形例に係る照明装置３０では、第１の実施形態と同様の、合波白色光の品質向上の効果を得ることができ、観察像をより高品質なものとすることができる。
In this modification, as described above, white light and laser light, both of which are divergent lights, are combined, and the combined light is coupled to the end of the
なお、図８に示す例では、第１のコリメート光学系１０３ａ、第２のコリメート光学系１１３ａ及びコンデンサ光学系１１７ａをそれぞれ便宜的に一の凸レンズによって図示しているが、これらの光学系の具体的な構成はかかる例に限定されない。第１のコリメート光学系１０３ａ、第２のコリメート光学系１１３ａ及びコンデンサ光学系１１７ａは、それぞれ、上述した各機能を有すればよく、公知の光学素子が適宜組み合わされて構成されてよい。
In the example shown in FIG. 8, the first collimating
以上、白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される変形例における、照明装置３０の構成について説明した。以上説明したように、例えば第１の光源部１０１として白色ＬＥＤが用いられ、白色光を完全な平行光に変換することが困難である場合であっても、本変形例のように、第１のコリメート光学系１０３ａ、第２のコリメート光学系１１３ａ及びコンデンサ光学系１１７ａの光学特性を適宜調整することにより、第１の実施形態と同様の効果を奏する照明装置３０を構成することが可能になる。
The configuration of the
（３−２．更なる波長帯域の光源が追加される変形例）
以上説明した第１及び第２の実施形態では、白色光と、赤色レーザ光と、緑色レーザ光と、青色レーザ光と、が合波される場合について説明した。当該構成では、特殊観察モードでは、赤色レーザ光、緑色レーザ光、青色レーザ光、又はこれらのレーザ光のうちのいずれかが混合されたものが、照射光として用いられることとなる。しかしながら、特殊観察モードにおける観察目的によっては、これらのレーザ光とは異なる他の波長帯域の光を照射光として用いたいという要望があり得る。ここでは、第１及び第２の実施形態の一変形例として、第１の実施形態に係る照明装置１０に対して、更なる波長帯域の光源が追加される場合における、照明装置の構成について説明する。
(3-2. Modification example in which a light source in a further wavelength band is added)
In the first and second embodiments described above, the case where the white light, the red laser light, the green laser light, and the blue laser light are combined has been described. In this configuration, in the special observation mode, a red laser light, a green laser light, a blue laser light, or a mixture of any of these laser lights is used as the irradiation light. However, depending on the purpose of observation in the special observation mode, there may be a desire to use light in a wavelength band different from these laser lights as irradiation light. Here, as a modification of the first and second embodiments, the configuration of the illuminating device when a light source having a further wavelength band is added to the illuminating
図９を参照して、更なる波長帯域の光源が追加される変形例における、照明装置の構成について説明する。図９は、更なる波長帯域の光源が追加される場合における、照明装置の一構成例を示す図である。 With reference to FIG. 9, the configuration of the illuminating device in the modified example in which the light source of the additional wavelength band is added will be described. FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a lighting device when a light source having a further wavelength band is added.
ここで、図９に示す本変形例に係る照明装置は、上述した図１に示す第１の実施形態に係る照明装置１０に対して、後述する第３の光源部１１９が追加されたものに対応する。従って、以下の本変形例についての説明では、第１の実施形態と重複する事項についてはその詳細な説明を省略し、第１の実施形態と相違する事項について主に説明する。
Here, the lighting device according to the present modification shown in FIG. 9 is a
図９を参照すると、本変形例に係る照明装置４０は、白色光を照射する第１の光源部１０１と、第１のコリメート光学系１０３と、所定の波長帯域の光を出射する少なくとも１つのレーザ光源からなる第２の光源部１２０と、結合光学系１０５と、光ファイバ１０７と、第３のコリメート光学系１０９と、拡散部材１１１と、第２のコリメート光学系１１３と、ダイクロイックミラー１１５と、コンデンサ光学系１１７と、第３の光源部１１９と、ダイクロイックミラー１２５と、を有する。ここで、第３の光源部１１９及びダイクロイックミラー１２５以外の各部材の構成及び機能は、図１に示すこれらの部材の構成及び機能と同様であるため、これらの部材の各々についての詳細な説明は省略する。また、ダイクロイックミラー１２５のことを、白色光とレーザ光とを合波するためのダイクロイックミラー１１５と区別するために、第２のダイクロイックミラー１２５とも呼称する。
Referring to FIG. 9, the
図示するように、本変形例に係る照明装置４０では、第１の光源部１０１からダイクロイックミラー１１５に向かう光路の途中に、第２のダイクロイックミラー１２５が設けられる。そして、第１の光源部１０１からダイクロイックミラー１１５に向かう光路に対して略垂直な方向から第２のダイクロイックミラー１２５に対して出射光が入射するように、第３の光源部１１９が設けられる。
As shown in the figure, in the
第３の光源部１１９は、第２の光源部１２０から出射されるレーザ光とは異なる波長帯域の光を出射する。ここでは、一例として、第３の光源部１１９が、中心波長４１０（ｎｍ）の紫外光を出射するＬＥＤによって構成される場合について説明する。なお、簡単のため、図示は省略しているが、第３の光源部１１９からの出射光を略平行光にして第２のダイクロイックミラー１２５に入射させるコリメータレンズ等が、第３の光源部１１９の後段に設けられる。
The third
第２のダイクロイックミラー１２５は、第１の光源部１０１から出射される白色光を透過させるとともに、第３の光源部１１９から出射される波長４１０（ｎｍ）近傍の紫外光を反射する特性を有する。これにより、第２のダイクロイックミラー１２５によって、白色光と紫外光とが合波され、合波された光が、ダイクロイックミラー１１５に入射する。
The second
ダイクロイックミラー１１５は、第１の実施形態と同様に、第２の光源部１２０からのレーザ光に対応する波長帯域の光を透過させる特性を有する。従って、本変形例では、白色光と紫外光とが合波された光からレーザ光に対応する波長帯域の成分が減衰又は除去された光が、ダイクロイックミラー１１５によって反射され、当該光にレーザ光が合波されることとなる。このように、本変形例に係る照明装置４０では、第１の実施形態に係る照明装置１０の出力光に対して紫外光が重畳された光を、合波白色光として出力することが可能となる。
Similar to the first embodiment, the
以上、図９を参照して、更なる波長帯域の光源が追加される変形例における、照明装置４０の構成について説明した。以上説明したように、本変形例によれば、第１の実施形態に係る照明装置１０の出力光に対して第３の光源部１１９からの出射光が重畳された光が、合波白色光として出力され得る。第３の光源部１１９からの出射光が追加されること以外は、第１の実施形態と同様に合波白色光が生成されるため、本変形例に係る照明装置４０において、第１の実施形態と同様に、通常観察モード又は通常／特殊観察モードにおいて照射光として用いられる合波白色光の品質向上の効果を得ることができ、観察像をより高品質なものとすることができる。一方、特殊観察モードでは、観察目的に応じて、第３の光源部１１９のみを駆動することにより、紫外光を術部に対して照射することができる。このように、本変形例では、第１の実施形態で得られる効果を実現しつつ、観察目的に応じた波長帯域の光をより適切に出力することができるため、より多様な用途に対応し得る照明装置４０が実現される。
As described above, with reference to FIG. 9, the configuration of the
ここで、更なる波長帯域の光源を追加する場合には、第２の光源部１２０にレーザ光源を追加する構成も考えられる。例えば、上記の例であれば、第２の光源部１２０に紫外光に対応する波長帯域のレーザ光を出射するレーザ光源を追加することでも、照明装置４０と同様の出力光は得ることができる。しかしながら、一般的に、レーザ光源は、ＬＥＤに比べて高価であり、構成も大型化する傾向にある。図示した構成のように、第３の光源部１１９をＬＥＤによって構成することにより、より低コスト、かつ小型に、照明装置４０を実現することが可能になる。
Here, when adding a light source in a further wavelength band, a configuration in which a laser light source is added to the second
なお、第２のダイクロイックミラー１２５の反射特性及び透過特性は、上述した特性とは逆になるように設定されてもよい。この場合、第２のダイクロイックミラー１２５を透過した紫外光と、ダイクロイックミラー１２５によって反射された白色光とが合波され、合波された光が、ダイクロイックミラー１１５に入射することになる。また、第１の実施形態と同様に、ダイクロイックミラー１１５の反射特性及び透過特性が、上述した特性とは逆になるように設定されてもよい。
The reflection characteristics and transmission characteristics of the second
また、第２のイクロイックミラー１２５は、白色光と紫外光とを合波するための合波部材の一例であり、白色光と紫外光との合波は、例えば偏光ビームスプリッター等、他の種類の合波部材によって行われてもよい。
Further, the second
また、以上説明した第１の実施形態、第２の実施形態、及び各変形例に係る構成は、可能な範囲で互いに組み合わされてもよい。ここで、上記（３−１．白色光及びレーザ光がともに発散光として合波される変形例）で説明したように、一般的に、ＬＥＤからの出射光については、コリメータレンズを用いても完全な平行光とすることが難しい。従って、図９に示す構成例において、第１の光源部１０１及び／又は第３の光源部１１９としてＬＥＤを用いた場合には、その出射光は、ともに完全な平行光ではなく発散光となり得る。よって、図９に示す構成例において第１の光源部１０１及び／又は第３の光源部１１９としてＬＥＤを用いる場合には、図８に示す構成例と組み合わせて、発散光に対応するように、第１のコリメート光学系１０３、第２のコリメート光学系１１３及びコンデンサ光学系１１７の光学特性が適宜調整されることが好ましい。
Further, the configurations according to the first embodiment, the second embodiment, and each modification described above may be combined with each other to the extent possible. Here, as described above (3-1. Modification example in which both white light and laser light are combined as divergent light), in general, the light emitted from the LED can be obtained by using a collimator lens. It is difficult to make it completely parallel light. Therefore, in the configuration example shown in FIG. 9, when the LED is used as the first
（４．適用例）
以上説明した第１の実施形態、第２の実施形態、及び各変形例に係る照明装置１０、２０、３０、４０の適用例について説明する。ここでは、一適用例として、照明装置１０、２０、３０、４０が、光線力学的診断（ＰＤＤ：Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ）及び光線力学的治療（ＰＤＴ：Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ Ｔｈｅｒａｐｙ）を実行可能な観察装置に適用される場合について説明する。
(4. Application example)
The first embodiment and the second embodiment described above, and application examples of the
以下では、まず、ＰＤＤ及びＰＤＴについて説明する。そして、ＰＤＤ及びＰＤＴを実行可能な一般的な既存の観察装置について説明するとともに、これら一般的な観察装置における課題について説明する。次いで、照明装置１０、２０、３０、４０が適用された観察装置の構成例及び動作例について説明する。
In the following, PDD and PDT will be described first. Then, a general existing observation device capable of executing PDD and PDT will be described, and problems in these general observation devices will be described. Next, a configuration example and an operation example of the observation device to which the
（４−１．ＰＤＤ及びＰＤＴについて）
ＰＤＤ及びＰＤＴは、光感受性薬剤を用いた侵襲性の少ない腫瘍診断、治療法であり、早期肺がん、早期食道癌、胃がん、早期子宮頸がん、悪性脳腫瘍等の診断及び治療に適用されている。
(4-1. PDD and PDT)
PDD and PDT are less invasive tumor diagnosis and treatment methods using photosensitive agents, and are applied to diagnosis and treatment of early lung cancer, early esophageal cancer, gastric cancer, early cervical cancer, malignant brain tumor and the like. ..
ＰＤＤでは、所定の波長帯域の励起光により励起されて蛍光を発する光感受性薬剤の性質が利用される。患者に投与された光感受性薬剤は腫瘍に選択的に集積する性質を有しているため、術野に励起光を照射し、光感受性薬剤から発せられる蛍光を検出することにより、腫瘍部位を診断することができる。 In PDD, the property of a light-sensitive agent that is excited by excitation light in a predetermined wavelength band to emit fluorescence is utilized. Since the photosensitizer administered to the patient has the property of selectively accumulating in the tumor, the tumor site is diagnosed by irradiating the surgical field with excitation light and detecting the fluorescence emitted from the photosensitizer. can do.
ＰＤＴでは、所定の波長帯域の励起光の照射により活性酸素を発生する光感受性薬剤の性質が利用される。上述したように、患者に投与された光感受性薬剤は腫瘍に選択的に集積する性質を有しているため、術野に励起光を照射することにより、主に腫瘍部位で活性酸素が発生し、腫瘍部位を変性、細胞死させることにより、当該腫瘍部位の治療を行うことができる。ＰＤＤ及びＰＤＴを行うための励起光の照射は、上述した実施形態における特殊観察モードでの照明装置１０、２０、３０、４０の動作に対応している。
In PDT, the property of a light-sensitive agent that generates active oxygen by irradiation with excitation light in a predetermined wavelength band is utilized. As described above, since the photosensitizer administered to the patient has the property of selectively accumulating in the tumor, irradiating the surgical field with excitation light generates active oxygen mainly at the tumor site. By degenerating the tumor site and causing cell death, the tumor site can be treated. The irradiation of the excitation light for performing PDD and PDT corresponds to the operation of the
励起光のみを術野に照射した場合には、腫瘍部位は観察できるものの、術野全体の通常の状態を観察することはできない。従って、一般的に、ＰＤＤ及びＰＤＴを実行可能な観察装置には、通常観察を行うための白色光の照射と、ＰＤＤ及びＰＤＴを行うための励起光の照射とを、切り替える又は同時に行う機能が搭載されているものが存在する。 When only the excitation light is applied to the surgical field, the tumor site can be observed, but the normal state of the entire surgical field cannot be observed. Therefore, in general, an observation device capable of performing PDD and PDT has a function of switching or simultaneously performing irradiation of white light for performing normal observation and irradiation of excitation light for performing PDD and PDT. There is something that is installed.
例えば、特開２００６−０００１５７号公報（以下、参考文献１と呼称する）には、通常観察用の白色光の照射と、蛍光観察用のレーザ光（励起光）の照射とを切り替え可能な観察装置（内視鏡装置）用の光源装置が開示されている。参考文献１に記載の技術では、白色光源から発せられる白色光を透過させるとともにレーザ光源からの励起光のほとんどを反射させる特性を有するダイクロイックミラーによって、白色光と励起光とが同一の光軸上を導光される。そして、白色光源の後段に設けられる遮蔽板の移動及びレーザ光源の駆動が適宜制御されることにより、白色光又は励起光がライトガイドの端部に入射する。このように、参考文献１に記載の光源装置は、通常観察モードと特殊観察モードとを切り替え可能に構成されている。なお、参考文献１は、上記特許文献９と同一の文献である。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-000157 (hereinafter referred to as Reference 1) provides an observation in which irradiation of white light for normal observation and irradiation of laser light (excitation light) for fluorescence observation can be switched. A light source device for a device (endoscopic device) is disclosed. In the technique described in
例えば、特開２００６−２９６５１６号公報（以下、参考文献２と呼称する）には、蛍光観察時の観察光（すなわち蛍光）の取入口近傍に、通常観察のための白色光源を設けることにより、蛍光を発している病変部の周辺領域を明視野観察可能な観察装置（顕微鏡装置）が開示されている。参考文献２に記載の技術では、観察光の取入口に設けられる光源として、病変部から発せられる蛍光に対応する波長領域が他の波長帯域よりも相対的に低い強度を有するか、又はフィルタによりカットされた可視光を発する白色光源を用いることにより、蛍光を発している病変部及びその周辺領域の同時観察を可能としている。このように、参考文献２に記載の観察装置は、通常／特殊観察モードでの術野の観察が可能に構成されている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-296516 (hereinafter referred to as Reference 2) provides a white light source for normal observation in the vicinity of the intake of observation light (that is, fluorescence) during fluorescence observation. An observation device (microscope device) capable of bright-field observation of the peripheral region of a fluorescent lesion is disclosed. In the technique described in
例えば、特開２００９−２２６０６７号公報（以下、参考文献３と呼称する）には、白色光源と、当該白色光源からの白色光から所定の波長帯域の光をそれぞれ抽出する複数のフィルタが面内の互いに異なる領域に設けられた回転フィルタと、を有する観察装置が開示されている。参考文献３に記載の技術では、回転フィルタに、白色光から第１の光感受性薬剤に対応する励起光の波長帯域に応じた光を抽出する第１のフィルタと、白色光から第２の光感受性薬剤に対応する励起光の波長帯域に応じた光を抽出する第２のフィルタと、白色光から可視光の波長帯域に応じた光を抽出する第３のフィルタと、が設けられる。そして、当該回転フィルタの回転角度が制御され、白色光が通過するフィルタが切り替えられることにより、励起光の照射と可視光の照射とが切り替えられる。このように、参考文献３に記載の観察装置は、通常観察モードと特殊観察モードとを切り替え可能に構成されている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-226067 (hereinafter referred to as Reference 3) includes an in-plane light source and a plurality of filters for extracting light in a predetermined wavelength band from white light from the white light source. Disclosed are observation devices having rotation filters provided in different regions of the same. In the technique described in
しかしながら、参考文献１に記載の技術では、白色光と励起光とを同時に照射する使用方法（すなわち通常／特殊観察モードに対応する使用方法）は想定されておらず、白色光と励起光とが時分割で照射される。従って、上述したような白色光を遮断する遮蔽板及び当該遮蔽板の駆動機構を設ける必要があり、装置が複雑化、大型化する可能性がある。また、装置の構成上、ダイクロイックミラーを経由してライトガイドに入射する白色光は、励起光に対応する波長成分がカット又は減衰された白色光であり、本来の白色光とは色合いが異なるため、通常観察時に高品質な観察像が得られない恐れがある。また、参考文献１に記載の光源装置には、レーザ光源の出力を調整するために、励起光の強度を検出する光検出器が設けられているが、当該光検出器に白色光も到達し得る構成になっているため、当該光検出器の検出値が、励起光の強度と白色光の強度とが重畳されたものとなり、レーザ光源の出力が適切に制御されず、蛍光観察時に高品質な観察像が得られない恐れもある。
However, in the technique described in
また、参考文献２に記載の技術では、通常観察のための白色光の光路と蛍光観察のための励起光の光路とが互いに異なり、術野に対するこれらの光の照射角度も互いに異なる。従って、術野の形状に起因して観察像に現れる影が、通常観察時と蛍光観察時とで変化し得る。よって、通常観察時では影が見られなかった部位に、蛍光観察時には影が発生する事態が生じる可能性がある。蛍光観察時に影になっている部分は、励起光は到達し得ない部分であるため、通常観察時に蛍光観察をしようと狙いを定めた部分が、実際に蛍光観察をしようとした際には観察できないこととなり、ユーザの要望に応じた適切な観察が困難になる恐れがある。
Further, in the technique described in
また、参考文献３に記載の技術では、参考文献１に記載の技術と同様に、白色光と励起光とを同時に照射する使用方法（すなわち通常／特殊観察モードに対応する使用方法）は想定されておらず、白色光と励起光とが時分割で照射される。参考文献３に記載の技術では、上述したように、回転フィルタを用いて時分割での白色光又は励起光の照射を実現しているが、当該回転フィルタ及び当該回転フィルタの駆動機構が必要となるために、装置が複雑化、大型化する可能性がある。
Further, in the technique described in
このように、一般的な既存の技術では、通常観察及び／又は蛍光観察をより簡易な構成で実行するとともに、通常観察及び／又は蛍光観察においてより高品質な観察像を取得可能な構成については、十分に検討されていなかった。一方、本開示によれば、以上説明した第１の実施形態、第２の実施形態、及び各変形例に係る照明装置１０、２０、３０、４０を観察装置に適用することにより、通常観察及び／又は蛍光観察をより簡易な構成で実行することと、通常観察及び／又は蛍光観察においてより高品質な観察像を得ることと、を両立させることが可能となる。以下、照明装置１０、２０、３０、４０が適用される観察装置の構成例について詳しく説明する。
As described above, in a general existing technique, a configuration capable of performing normal observation and / or fluorescence observation with a simpler configuration and obtaining a higher quality observation image in normal observation and / or fluorescence observation is provided. , Was not fully considered. On the other hand, according to the present disclosure, by applying the
（４−２．内視鏡装置）
（４−２−１．内視鏡装置の構成）
図１０〜図１２を参照して、照明装置１０、２０、３０、４０が、内視鏡装置に適用された場合における、当該内視鏡装置の構成について説明する。図１０は、第１の実施形態、第２の実施形態、及び各変形例に係る照明装置１０、２０、３０、４０が適用された内視鏡装置の一構成例を示す図である。図１１及び図１２は、図１０に示す内視鏡装置のダイクロイックミラーの特性について説明するための説明図である。
(4-2. Endoscope device)
(4-2-1. Configuration of endoscope device)
With reference to FIGS. 10 to 12, the configuration of the endoscope device when the
なお、以下の説明では、一例として、第２の実施形態に係る照明装置２０に対応する構成が内視鏡装置に搭載される場合について説明する。ただし、本適用例はかかる例に限定されず、他の照明装置１０、３０、４０に対応する構成が内視鏡装置に搭載されてもよい。
In the following description, as an example, a case where the configuration corresponding to the
図１０を参照すると、内視鏡装置１は、照明装置１１００と、内視鏡部１２００と、画像処理装置１３００と、表示装置１４００と、を有する。なお、図１０では、照明装置１１００からの出力光が照射される観察部位１５００を併せて模擬的に図示している。
Referring to FIG. 10, the
（照明装置１１００）
照明装置１１００は、通常観察用の白色光（合波白色光）及び蛍光観察用の励起光を生成する。照明装置１１００によって生成された合波白色光及び／又は励起光が、ライトガイド１３０に入射し、当該ライトガイド１３０によって後述する鏡筒１２１０内に導光され、鏡筒１２１０の先端から観察部位１５００に対して照射される。
(Lighting device 1100)
The illuminating
ここで、照明装置１１００は、上述した第２の実施形態に係る照明装置２０に対応するものである。ただし、内視鏡装置１に搭載するに当たり、いくつかの部材が追加されている。
Here, the
具体的には、照明装置１１００は、白色光を照射する第１の光源部１０１と、第１のコリメート光学系１０３と、所定の波長帯域の光を出射する少なくとも１つのレーザ光源からなる第２の光源部１２０ｂと、拡散部材１１１と、第２のコリメート光学系１１３と、ダイクロイックミラー１１５ｂと、コンデンサ光学系１１７と、レーザラインフィルタ１１０１と、ハーフミラー１１０３と、光検出器１１０５と、ハーフミラー１１０７と、光検出器１１０９と、制御部１１２０と、を有する。
Specifically, the
このように、照明装置１１００は、第２の実施形態に係る照明装置２０に対して、レーザラインフィルタ１１０１、ハーフミラー１１０３、光検出器１１０５、ハーフミラー１１０７及び光検出器１１０９が追加されるとともに、第２の光源部１２０及びダイクロイックミラー１１５の光学特性が変更されたものに対応する。他の部材の構成及び機能は、図７に示すこれらの各部材の構成及び機能と同様であるため、これらの部材の各々についての詳細な説明は省略する。また、制御部１１２０は、図７では図示を省略していた、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂの駆動を制御する制御部に対応するものである。
As described above, in the
ここで、第２の光源部１２０ｂは、照明装置２０の第２の光源部１２０に対して、出射可能なレーザ光の波長帯域が変更されたものに対応し、ダイクロイックミラー１１５ｂは、照明装置２０のダイクロイックミラー１１５に対して、反射特性及び透過特性が変更されたものに対応する。第２の光源部１２０ｂ及びダイクロイックミラー１１５ｂのその他の構成及び機能は、照明装置２０におけるこれらの部材の構成及び機能と同様であるため、第２の光源部１２０ｂ及びダイクロイックミラー１１５ｂについても、既に説明した事項と重複する事項についてはその詳細な説明を省略する。
Here, the second
なお、図１０では、第２の光源部１２０ｂを簡略化して図示しているが、第２の光源部１２０ｂは、図７に示す第２の光源部１２０と同様に、少なくとも１つのレーザ光源によって構成されている。ただし、第２の光源部１２０ｂを構成するレーザ光源の少なくとも１つとしては、ＰＤＤ及びＰＤＴにおいて励起光として用いられる波長帯域のレーザ光を出射可能なものが搭載されている。
Although the second
レーザラインフィルタ１１０１は、図示するように、例えば第３のコリメート光学系１０９と拡散部材１１１との間に設けられる。レーザラインフィルタ１１０１は、所定の波長帯域以外の光のみを透過する、いわゆるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）である。レーザラインフィルタ１１０１は、レーザ発振波長以外のスペクトル（例えば、第２の光源部１２０を構成するレーザ光源の自然放出光成分等）を除去するように設定される。第２の光源部１２０ｂから出射されるレーザ光がレーザラインフィルタ１１０１を通過することによって、観察像においてノイズとなり得る余分な波長帯域の成分が当該レーザ光から除去され、励起光に対応する波長帯域の成分のみがレーザ光から抽出されることとなる。
As shown in the figure, the
レーザラインフィルタ１１０１の後段には、ハーフミラー１１０３が設けられる。ハーフミラー１１０３によって分波されたレーザ光の一部は、光検出器１１０５に入射する。光検出器１１０５は、光の強度を検出する機能を有しており、その検出値は、後述する制御部１１２０の第２光源部駆動制御部１１２３に提供される。第２光源部駆動制御部１１２３は、当該検出値に基づいて、例えば第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の総出力が一定になるように、第２の光源部１２０ｂの各レーザ光源の駆動を制御する。このように、第２の光源部１２０ｂから出射されるレーザ光の出力をモニタする構成が設けられることにより、その出力をより安定的なものとすることができる。
A
第１の光源部１０１からダイクロイックミラー１１５ｂに向かう光路上には、ハーフミラー１１０７が設けられる。ハーフミラー１１０７によって分波された白色光の一部は、光検出器１１０９に入射する。光検出器１１０９は、光の強度を検出する機能を有しており、その検出値は、後述する制御部１１２０の第１光源部駆動制御部１１２１に提供される。第１光源部駆動制御部１１２１は、当該検出値に基づいて、例えば第１の光源部１０１からの白色光の出力が一定になるように、第１の光源部１０１の白色光源の駆動を制御する。このように、第１の光源部１０１から出射される白色光の出力をモニタする構成が設けられることにより、その出力をより安定的なものとすることができる。
A
なお、ハーフミラー１１０３、１１０７は、分波部材の一例であり、ハーフミラー１１０３、１１０７に代えて他の分波部材が用いられてもよい。また、光検出器１１０５、１１０９としては、各種の公知の光検出器が用いられてよい。
The half mirrors 1103 and 1107 are examples of demultiplexing members, and other demultiplexing members may be used instead of the half mirrors 1103 and 1107. Further, as the
制御部１１２０は、照明装置１１００の動作を統合的に制御する。制御部１１２０は、その機能として、第１光源部駆動制御部１１２１と、第２光源部駆動制御部１１２３と、を有する。制御部１１２０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサ、又はこれらのプロセッサが搭載されたマイコン等によって構成され、これらのプロセッサが所定のプログラムに従った演算処理を実行することにより、制御部１１２０の各機能が実現される。
The
第１光源部駆動制御部１１２１は、第１の光源部１０１の発光出力を制御する。具体的には、第１光源部駆動制御部１１２１は、第１の光源部１０１の白色光源（例えば白色ＬＥＤ）の駆動電流を変化させることにより、その発光出力を制御することができる。上述したように、第１光源部駆動制御部１１２１は、光検出器１１０９の検出値によって、白色光の強度をモニタすることができ、白色光の強度が一定になるように、第１の光源部１０１の駆動を制御することができる。
The first light source unit
第２光源部駆動制御部１１２３は、第２の光源部１２０ｂの発光出力を制御する。具体的には、第２光源部駆動制御部１１２３は、第２の光源部１２０ｂのレーザ光源の駆動電流を変化させることにより、その発光出力を制御することができる。上述したように、第２光源部駆動制御部１１２３は、光検出器１１０５の検出値によって、レーザ光の強度をモニタすることができ、レーザ光の強度が一定になるように、第２の光源部１２０ｂの駆動を制御することができる。
The second light source unit
また、第２光源部駆動制御部１１２３は、第２の光源部１２０ｂのレーザ光源のデバイス温度を一定に保つことにより、当該レーザ光源の発振波長を一定に保つ制御を行う機能を更に有してもよい。例えば、当該レーザ光源に、サーモエレクトリッククーラ及び測温素子が内蔵されており、第２光源部駆動制御部１１２３は、当該測温素子による測温情報に基づいて、サーモエレクトリッククーラの駆動を制御して、レーザ光源のデバイス温度を一定に保つことができる。
Further, the second light source unit
ここで、ＰＤＤ及びＰＤＴにおいて使用される光感受性薬剤の励起光波長及び蛍光波長の一例を、下記表２に示す。 Here, an example of the excitation light wavelength and the fluorescence wavelength of the light-sensitive agent used in PDD and PDT is shown in Table 2 below.
本構成例では、第２の光源部１２０ｂは、用いられる光感受性薬剤の励起光波長に対応するレーザ光を出射するように構成される。また、ダイクロイックミラー１１５ｂは、第１の光源部１０１から出射される白色光から、用いられる光感受性薬剤の励起光波長に対応する光を減衰又はカットするとともに、第２の光源部１２０から出射されるレーザ光（すなわち用いられる光感受性薬剤の励起光波長に対応する光）を透過する特性を有するように構成される。
In this configuration example, the second
以下では、一例として、光感受性薬剤としてレザフィリンが用いられる場合における内視鏡装置１の構成及び動作について説明する。また、上記（２．第２の実施形態）で説明した構成例では、第２の光源部１２０ｂは、互いに異なる３つの波長帯域のレーザ光を合波して出射していたが、ここでは、説明を簡単にするために、第２の光源部１２０ｂは、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域のレーザ光のみを出射するものとして説明を行う。これは、第２の光源部１２０ｂを構成する複数のレーザ光源のうち、レザフィリンの励起光波長に対応するレーザ光を出射可能なレーザ光源のみが駆動されている状態に対応する。
In the following, as an example, the configuration and operation of the
光感受性薬剤としてレザフィリンが用いられる場合におけるダイクロイックミラー１１５ｂの特性について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１では、第１の光源部１０１から出射される白色光のスペクトルと、第２の光源部１２０ｂから出射されるレーザ光のスペクトルと、ダイクロイックミラー１１５ｂの透過特性とが、同一のグラフに図示されている。
The characteristics of the
図示するように、第１の光源部１０１から出射される白色光は、概ね４００（ｎｍ）〜７５０（ｎｍ）の波長帯域を含む、広帯域な発光スペクトルを有する。一方、第２の光源部１２０ｂから出射されるレーザ光は、発振ピーク波長がレザフィリンの励起光波長（６６４（ｎｍ））に対応する、狭帯域の発光スペクトルを有する。
As shown in the figure, the white light emitted from the first
また、ダイクロイックミラー１１５ｂは、励起光の波長（すなわち第２の光源部１２０ｂからのレーザ光のピーク波長）を中心として数十（ｎｍ）程度の波長帯域の光を透過させるバンドパス特性を有する。図示する例では、ダイクロイックミラー１１５ｂは、レザフィリンの励起光波長（６６４（ｎｍ））を中心とする約２０（ｎｍ）の波長帯域の光を透過させる特性を有する。
Further, the
図１２は、ダイクロイックミラー１１５ｂによって合波された光のスペクトルを示している。図示するように、第１の光源部１０１から出射された白色光は、レザフィリンの励起光波長である６６４（ｎｍ）を中心とした約２０（ｎｍ）のバンド幅の成分が減衰され、約４００（ｎｍ）〜６５４（ｎｍ）及び約６７４（ｎｍ）〜７５０（ｎｍ）までの、２分割された広帯域スペクトル形状を有する。一方、第２の光源部１２０ｂから出射されたレーザ光については、レーザラインフィルタ１１０１を通過した後のスペクトル形状がそのまま維持される。第１の光源部１０１から出射された白色光及び第２の光源部１２０ｂから出射されたレーザ光がダイクロイックミラー１１５ｂによって合波された光は、これらのスペクトルが重ね合わされたスペクトルを有する。すなわち、当該合波された光は、第１の光源部１０１から出射された白色光からレザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域の成分が減衰されるとともに、当該減衰された成分が第２の光源部１２０ｂから出射されたレーザ光によって補われて生成された白色光（すなわち合波白色光）であると言える。
FIG. 12 shows the spectrum of the light waved by the
（内視鏡部１２００）
内視鏡部１２００は、鏡筒１２１０と、撮像ユニット１２２０と、を有する。本構成例では、内視鏡部１２００は、硬性内視鏡として構成されている。鏡筒１２１０は、略円筒形状を有し、内部にはライトガイド１３０（すなわち導光部材）が、その先端部まで延設される。鏡筒１２１０が患者の体腔内に挿入され、ライトガイド１３０を導光された光（すなわち照明装置１１００からの出力光）が当該先端部から照射されることにより、観察部位１５００に対して白色光及び／又は励起光が照射される。
(Endoscope unit 1200)
The
観察部位１５００に白色光及び／又は励起光が照射されると、その反射光が、鏡筒１２１０内を逆方向に導光され、撮像ユニット１２２０に至る。図１０では、撮像ユニット１２２０における光の伝播を、破線矢印で模擬的に図示している。
When the
撮像ユニット１２２０は、光学フィルタ１２２１と、第１の撮像素子１２２３と、第２の撮像素子１２２５と、を有する。観察部位１５００からの反射光は、撮像ユニット１２２０に至ると、光学フィルタ１２２１に入射する。
The
光学フィルタ１２２１は、ダイクロイックミラー等の分光素子であり、例えば、波長が６７０（ｎｍ）以上の光を透過して第１の撮像素子１２２３に入射させるとともに、波長が６７０（ｎｍ）未満の光を反射して第２の撮像素子１２２５に入射させるように構成される。従って、第１の撮像素子１２２３は、レザフィリンの励起光（波長６６４（ｎｍ））は受光しないが、レザフィリンの蛍光（波長６７２（ｎｍ））は受光することとなる。このように、光学フィルタ１２２１は、薬剤励起光及び薬剤蛍光のうち、薬剤蛍光のみが一方の撮像素子（図示する例では第１の撮像素子１２２３）に入射するように構成される。
The
第１の撮像素子１２２３及び第２の撮像素子１２２５は、カラー撮像が可能な撮像素子である。第１の撮像素子１２２３及び第２の撮像素子１２２５の種類は限定されず、第１の撮像素子１２２３及び第２の撮像素子１２２５としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等、各種の公知の撮像素子を用いることができる。
The
第１の撮像素子１２２３の出力は、後述する画像処理装置１３００の長波長帯域画像生成部１３０１に入力される。また、第２の撮像素子１２２５の出力は、後述する画像処理装置１３００の短波長帯域画像生成部１３０３に入力される。
The output of the first
（画像処理装置１３００）
画像処理装置１３００は、撮像ユニット１２２０によって検出された観察部位１５００からの反射光に基づいて、観察部位１５００の撮像画像（観察像）を生成する。画像処理装置１３００は、その機能として、長波長帯域画像生成部１３０１と、短波長帯域画像生成部１３０３と、観察像生成部１３０５と、入力部１３０７と、を有する。画像処理装置１３００は、例えばＣＰＵやＤＳＰ等のプロセッサ、又はこれらのプロセッサが搭載されたマイコン等によって構成され、これらのプロセッサが所定のプログラムに従った演算処理を実行することにより、画像処理装置１３００の各機能が実現する。例えば、画像処理装置１３００は、プロセッサやマイコンが搭載されたＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理装置であってよい。
(Image processing device 1300)
The
長波長帯域画像生成部１３０１は、第１の撮像素子１２２３からの出力信号に基づいて観察部位１５００の画像を生成する。長波長帯域画像生成部１３０１によって生成される画像のことを、以下では第１の画像とも呼称する。光学フィルタ１２２１によって、第１の撮像素子１２２３は、波長が６７０（ｎｍ）以上の光を受光しているため、長波長帯域画像生成部１３０１は、波長が６７０（ｎｍ）以上である比較的長波長帯域の光に基づいて第１の画像を生成する。このように、長波長帯域画像生成部１３０１は、励起光波長よりも長波長帯域であって蛍光波長を含む波長帯域の光に基づいて第１の画像を生成する。
The long wavelength band
短波長帯域画像生成部１３０３は、第２の撮像素子１２２５からの出力信号に基づいて観察部位１５００の画像を生成する。短波長帯域画像生成部１３０３によって生成される画像のことを、以下では第２の画像とも呼称する。光学フィルタ１２２１によって、第２の撮像素子１２２５は、波長が６７０（ｎｍ）未満の光を受光しているため、短波長帯域画像生成部１３０３は、波長が６７０（ｎｍ）未満である比較的短波長帯域の光に基づいて第２の画像を生成する。このように、短波長帯域画像生成部１３０３は、蛍光波長よりも短波長帯域であって励起光波長を含む波長帯域の光に基づいて第２の画像を生成する。
The short wavelength band
観察像生成部１３０５は、長波長帯域画像生成部１３０１によって生成された第１の画像と、短波長帯域画像生成部１３０３によって生成された第２の画像と、の少なくともいずれかに基づいて、観察像を生成する。観察像生成部１３０５によって生成された画像が、最終的にユーザによって視認される観察部位１５００の観察像となる。ここで、観察像生成部１３０５の具体的な処理は観察モードに応じて異なる。観察像生成部１３０５の処理の詳細については、下記（４−２−２．内視鏡装置の動作）で改めて説明する。観察像生成部１３０５は、生成した画像についての情報を、表示装置１４００に送信する。
The observation
入力部１３０７は、ユーザの操作入力を受け付ける入力インターフェースである。入力部１３０７は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ及びレバー等、ユーザによって操作される入力装置によって構成される。ユーザは、入力部１３０７を介して、各種の情報や各種の指示を内視鏡装置１に対して入力することができる。
The
例えば、ユーザは、入力部１３０７を介して、観察モードとして通常観察モード、特殊観察モード及び通常／特殊観察モードのうちのいずれかを選択する旨の指示を、内視鏡装置１に対して入力することができる。選択された観察モードについての情報は、観察像生成部１３０５並びに照明装置１１００の第１光源部駆動制御部１１２１及び第２光源部駆動制御部１１２３に入力され、観察像生成部１３０５、第１光源部駆動制御部１１２１及び第２光源部駆動制御部１１２３は、選択された観察モードに応じて、画像を生成したり、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０を駆動させたりする。
For example, the user inputs to the
また、例えば、ユーザは、入力部１３０７を介して、照明装置１１００の第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０からの出射光の強度についての指示を、内視鏡装置１に対して入力することができる。入力された強度についての情報は、照明装置１１００の第１光源部駆動制御部１１２１及び第２光源部駆動制御部１１２３に入力され、第１光源部駆動制御部１１２１及び第２光源部駆動制御部１１２３は、指示された強度が実現されるように第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０を駆動させる。
Further, for example, the user gives an instruction regarding the intensity of the emitted light from the first
（表示装置１４００）
表示装置１４００は、画像処理装置１３００の観察像生成部１３０５によって生成された画像を表示する。表示装置１４００の種類は限定されず、表示装置１４００は、例えば、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置等であってよい。ユーザは、表示装置１４００に表示された画像を視認することにより、観察部位１５００の診断や治療を行う。
(Display device 1400)
The
以上、図１０〜１２を参照して、照明装置２０が適用された内視鏡装置１の一構成例について説明した。なお、図１０に示す内視鏡装置１の構成は、あくまで一例であり、内視鏡装置１の具体的な構成は、以上説明した機能が実現される範囲において、適宜変更されてよい。例えば、内視鏡装置１には、図示した構成以外にも、一般的な既存の内視鏡装置に備えられる各種の光学素子が更に設けられてもよい。
As described above, with reference to FIGS. 10 to 12, one configuration example of the
また、照明装置１１００の制御部１１２０の各機能、及び画像処理装置１３００の各機能は、必ずしも図示するように各装置に搭載されなくてもよく、これらの機能はいずれの装置によって実行されてもよい。例えば、制御部１１２０の各機能のうちの一部又は全てが、画像処理装置１３００に搭載されてもよい。あるいは、逆に、画像処理装置１３００の各機能のうちの一部又は全てが、照明装置１１００に搭載されてもよい。また、上述した例では、画像処理装置１３００に設けられる入力部１３０７を介して、照明装置２１００の駆動に関する指示入力が行われていたが、照明装置２１００にも入力部１３０７と同様の機能が設けられてもよく、ユーザは、当該入力部を介して照明装置２１００に対して各種の指示を入力してもよい。
Further, each function of the
（４−２−２．内視鏡装置の動作）
以上説明した内視鏡装置１の、観察モードに応じた動作について説明する。内視鏡装置１では、その観察モードとして、通常観察モード、特殊観察モード及び通常／特殊観察モードのうちのいずれかを選択することができる。
(4-2-2. Operation of endoscope device)
The operation of the
（通常観察モード）
通常観察モードでは、概ね４００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の可視光に対応する広帯域の光が観察部位１５００に照射され、当該観察部位１５００の画像が取得される。ユーザによって、入力部１３０７を介して、観察モードとして通常観察モードを選択する旨の指示が入力されると、当該指示に応じて、照明装置１１００の第１光源部駆動制御部１１２１及び第２光源部駆動制御部１１２３によって、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂがともに駆動される。
(Normal observation mode)
In the normal observation mode, the
このとき、照明装置１１００からの出力光は、図１２に示すように、第１の光源部１０１からの白色光と、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光とが合波された光（合波白色光）となる。ここで、通常観察モードでは、合波白色光が、第１の光源部１０１から出射された元々の白色光に似た色合いになるように、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の出力が適宜調整され得る。すなわち、ダイクロイックミラー１１５ｂによって減衰又は除去された波長帯域の成分が、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光によって、元々の白色光を再現し得るように補完されるように、当該レーザ光の出力が調整され得る。
At this time, as shown in FIG. 12, the output light from the illuminating
撮像ユニット１２２０では、上述したように、波長が６７０（ｎｍ）以上の光が第１の撮像素子１２２３に入射され、波長が６７０（ｎｍ）未満の光が第２の撮像素子１２２５に入射される。従って、画像処理装置１３００の長波長帯域画像生成部１３０１では、第１の画像として、波長が６７０（ｎｍ）以上の赤色帯域の光に基づく画像が生成される。また、短波長帯域画像生成部１３０３では、第２の画像として、波長が６７０（ｎｍ）未満の赤色帯域、緑色帯域及び青色帯域の光に基づく画像が生成される。
In the
通常観察モードでは、観察像生成部１３０５は、長波長帯域画像生成部１３０１によって生成された第１の画像のＲＧＢ値と、短波長帯域画像生成部１３０３によって生成された第２の画像のＲＧＢ値と、を足し合わせることにより、合成画像を生成する。このようにして生成された合成画像は、可視光帯域（約４００（ｎｍ）〜７５０（ｎｍ））の照射光に対応する通常観察像となる。
In the normal observation mode, the observation
なお、上記の例では、通常観察モードにおいて第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０がともに駆動される場合について説明したが、通常観察モードにおける内視鏡装置１の動作はかかる例に限定されない。例えば、ダイクロイックミラー１１５ｂによってレザフィリンの励起光に対応する波長である６６４（ｎｍ）近傍の波長帯域の光が除去又は低減された白色光であっても、観察部位１５００の観察に支障がない場合には、第１の光源部１０１のみが駆動されてもよい。
In the above example, the case where the first
また、上記の例では、合波白色光が、第１の光源部１０１から出射された元々の白色光に似た色合いになるように、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の出力が調整される場合について説明したが、通常観察モードにおける内視鏡装置１の動作はかかる例に限定されない。例えば、第１の光源部１０１からの白色光の出力及び第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の出力が適宜調整されることにより、合波白色光が、ユーザによって予め設定される所定の色合い（例えば各種の標準光源からの白色光に似た色合い）になるように、可能な範囲で調整されてもよい。また、例えば、第２の光源部１２０ｂは、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域のレーザ光に加えて、照明装置１０、２０、３０、４０における第２の光源部１２０と同様に、光の三原色に対応する、赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光を出射可能に構成されてもよい。この場合には、各色のレーザ光の出力が適宜制御されることにより、各種の任意の光源からの白色光の色合いを再現するように、合波白色光の色温度が調整され得る。なお、このような、赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光を用いた、合波白色光における色温度の調整は、後述する通常／観察モードにおいても行われてもよい。
Further, in the above example, the output of the laser beam from the second
（特殊観察モード）
特殊観察モードでは、光感受性薬剤であるレザフィリンの励起光波長に対応する狭帯域光が観察部位１５００に照射され、当該観察部位１５００からの蛍光に基づく画像が取得される。特殊観察モードは、ＰＤＤ及びＰＤＴを行う際に用いられる観察モードである。
(Special observation mode)
In the special observation mode, the
ユーザによって、入力部１３０７を介して、観察モードとして特殊観察モードを選択する旨の指示が入力されると、当該指示に応じて、照明装置１１００の第２光源部駆動制御部１１２３によって、第２の光源部１２０ｂのみが駆動される。
When the user inputs an instruction to select the special observation mode as the observation mode via the
このとき、照明装置１１００からの出力光は、図１２に示すスペクトルにおいて、白色光のスペクトルが存在しないもの、すなわち、レザフィリンの励起光波長を中心波長として有するレーザ光となる。なお、一般的に、ＰＤＴでは、ＰＤＤに比べて、より強い強度で励起光が観察部位１５００に対して照射される。従って、特殊観察モードにおいて、ＰＤＴが行われる場合には、ＰＤＤが行われる場合に比べて、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の出力は、より強くなるように設定される。
At this time, the output light from the illuminating
撮像ユニット１２２０では、上述したように、波長が６７０（ｎｍ）以上の光が第１の撮像素子１２２３に入射され、波長が６７０（ｎｍ）未満の光が第２の撮像素子１２２５に入射される。従って、画像処理装置１３００の長波長帯域画像生成部１３０１では、第１の画像として、波長が６７０（ｎｍ）以上の赤色帯域の光に基づく画像が生成される。
In the
ここで、レザフィリンの蛍光波長は６７２（ｎｍ）であるため、長波長帯域画像生成部１３０１によって生成される第１の画像は、当該レザフィリンの蛍光に基づく画像であり、すなわち、特殊観察モードで観察対象としている、腫瘍が選択的に現れた画像である。従って、特殊観察モードでは、観察像生成部１３０５は、長波長帯域画像生成部１３０１によって生成された第１の画像、すなわち蛍光観察像を、表示装置１４００に出力する。
Here, since the fluorescence wavelength of the rezaphyrin is 672 (nm), the first image generated by the long wavelength band
（通常／特殊観察モード）
通常／特殊観察モードでは、通常観察用の白色光の照射と、特殊観察用の励起光の照射とが同時に行われることにより、通常観察像による術野の形状把握と、特殊観察像による腫瘍の蛍光観察と、を同時に行うことができる。このように、通常／特殊観察モードによる観察を行うことにより、術野のどの位置に腫瘍が存在するかを容易に判断することが可能となる。
(Normal / special observation mode)
In the normal / special observation mode, the irradiation of white light for normal observation and the irradiation of excitation light for special observation are performed at the same time, so that the shape of the surgical field can be grasped by the normal observation image and the tumor can be irradiated by the special observation image. Fluorescence observation and can be performed at the same time. In this way, by observing in the normal / special observation mode, it is possible to easily determine the position of the tumor in the surgical field.
ユーザによって、入力部１３０７を介して、観察モードとして通常／特殊観察モードを選択する旨の指示が入力されると、通常観察モードと同様に、当該指示に応じて、照明装置１１００の第１光源部駆動制御部１１２１及び第２光源部駆動制御部１１２３によって、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂがともに駆動される。このとき、照明装置１１００からの出力光は、図１２に示すように、第１の光源部１０１からの白色光と、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光とが合波された光（合波白色光）となる。ただし、通常観察モードとは異なり、通常／特殊観察モードでは、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の出力は、ＰＤＤ及びＰＤＴに応じた値に調整される。なお、このとき、特殊観察モードと同様に、ＰＤＴが行われる場合には、ＰＤＤが行われる場合に比べて、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の出力は、より強くなるように設定される。
When an instruction to select a normal / special observation mode as the observation mode is input by the user via the
撮像ユニット１２２０では、上述したように、波長が６７０（ｎｍ）以上の光が第１の撮像素子１２２３に入射され、波長が６７０（ｎｍ）未満の光が第２の撮像素子１２２５に入射される。従って、画像処理装置１３００の長波長帯域画像生成部１３０１では、第１の画像として、波長が６７０（ｎｍ）以上の赤色帯域の光に基づく画像が生成される。また、短波長帯域画像生成部１３０３では、第２の画像として、波長が６７０（ｎｍ）未満の赤色帯域、緑色帯域及び青色帯域の光に基づく画像が生成される。
In the
ここで、レザフィリンの蛍光波長は６７２（ｎｍ）であるため、長波長帯域画像生成部１３０１によって生成される第１の画像は、当該レザフィリンの蛍光に基づく画像であり、すなわち、腫瘍が選択的に現れた画像である。一方、短波長帯域画像生成部１３０３によって生成された第２の画像のうち、赤色の成分は、照射光のうち、レザフィリンの励起光波長に対応する成分に基づくものであると考えられる。このような第２の画像における赤色成分は、腫瘍の蛍光観察の妨げになる成分であると言える。
Here, since the fluorescence wavelength of the rezaphyrin is 672 (nm), the first image generated by the long wavelength
従って、通常／特殊観察モードでは、観察像生成部１３０５は、長波長帯域画像生成部１３０１によって生成された第１の画像のＲ値と、短波長帯域画像生成部１３０３によって生成された第２の画像のＧＢ値と、を足し合わせることにより、合成画像を生成する。このようにして生成された合成画像は、第２の画像のＧＢ値に基づく通常観察像と、第１の画像のＲ値に基づく蛍光観察像と、が重ね合わされた画像となる。当該画像では、ＢＧ値に基づく通常観察像内に、腫瘍が赤色で表示されることとなる。
Therefore, in the normal / special observation mode, the observation
なお、上記の例では、通常／特殊観察モードにおいて第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０がともに駆動される場合について説明したが、通常／特殊観察モードにおける内視鏡装置１の動作はかかる例に限定されない。例えば、上述した通常観察モードにおける動作と、特殊観察モードにおける動作と、を時分割で連続的に交互に実行することにより、通常観察像及び蛍光観察像をそれぞれ得て、観察像生成部１３０５によってこれらが合成されることにより、通常観察像と蛍光観察像とが重ね合わされた画像が取得されてもよい。
In the above example, the case where the first
また、上記の例では、最終的に得られる画像は、ＢＧ値に基づく通常観察像内に、腫瘍が赤色で表示されたものとなり得る。しかしながら、赤色で表示された腫瘍が、必ずしもユーザにとって視認しやすいものであるとは限らない。従って、ユーザの要望に基づいて、観察像生成部１３０５によって、腫瘍の表示色を適宜変更する画像処理が更に行われてもよい。これにより、ユーザによる腫瘍の視認性をより向上させることができる。
Also, in the above example, the final image may be one in which the tumor is displayed in red in a normal observation image based on the BG value. However, the tumor displayed in red is not always easy for the user to see. Therefore, based on the user's request, the observation
以上、第２の実施形態に係る照明装置２０と略同様の構成を有する照明装置１１００が組み込まれた内視鏡装置１の構成及び動作について説明した。照明装置１１００を内視鏡装置１の光源として用いることにより、照明装置２０と同様に、以下の効果を得ることができる。
The configuration and operation of the
すなわち、照明装置１１００には、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の光路上に拡散部材１１１が設けられており、当該拡散部材１１１によってレーザ光の放射角が拡大される。一般的に第１の光源部１０１に使用される白色ＬＥＤは、第２の光源部１２０ｂで使用されるレーザ光源（例えば半導体レーザ）に比べて、そのビーム径及び放射角が大きい。従って、拡散部材１１１を用いて第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の放射角を拡大させることにより、ライトガイド１３０の入射端面における、第１の光源部１０１からの白色光及び第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の、ビーム径及び入射角の略同一性を担保する、すなわちライトガイド１３０の出力端におけるビーム径及び放射角度を略同一にすることが可能となる。よって、観察部位１５００における照射光の輝度分布を略同一にすることができ、照射光の色むら等を低減することができる。
That is, the
また、照明装置１１００では、コンデンサ光学系１１７が、ライトガイド１３０の入射端の面積をなるべく満たすように２次光源からの光を結像させるように構成される。これにより、照明装置１０全体としてのスペックルノイズを低減させることができる。従って、スペックルノイズが低減された、より高品質な観察像を得ることができる。
Further, in the
更に、内視鏡装置１では、以下の効果を得ることができる。
Further, the
照明装置１１００では、第１の光源部１０１からの白色光及び第２の光源部１２０ｂからのレーザ光が、同一光軸上で合波される。従って、第１の光源部１０１からの白色光を照射光として用いた場合と、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光を照射光として用いた場合とで、観察部位１５００の起伏に起因して生じる影が同一の形状で観察される。従って、通常観察時に影が存在しない部分に、蛍光観察時には影が存在してしまい、励起光を当該部分に照射できないという事態が発生することはない。よって、ユーザは、通常観察モードで狙いを定めた箇所に特殊観察モードで励起光を照射するという、一連の操作を、よりスムーズに行うことができ、ユーザの利便性を向上させることができる。
In the
また、照明装置１１００では、第１の光源部１０１は例えば白色ＬＥＤによって構成され、第２の光源部１２０ｂは例えば半導体レーザによって構成される。このように、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂが半導体発光素子によって構成される場合には、その駆動電流を適宜制御することにより、各光源部からの出射光の出力を、任意のタイミングで独立に制御することが可能となる。従って、照明装置１１００からの出力光を、より高い自由度で調整することが可能となる。
Further, in the
なお、以上説明した適用例では、簡単のため、第２の光源部１２０ｂから、光感受性薬剤の励起光波長に対応する波長帯域のレーザ光のみが出射される場合について説明したが、照明装置１１００においても、照明装置１０、２０、３０、４０と同様に、第２の光源部１２０ｂから、互いに異なる複数の波長帯域のレーザ光が出射されてもよい。第２の光源部１２０ｂがこのように構成される場合には、上記のように各レーザ光の出力を独立に制御することにより、通常観察モード及び通常／特殊観察モードにおいて照射光として用いられる合波白色光の色温度の調整をより容易に行うことが可能となる。
In the application example described above, for the sake of simplicity, the case where only the laser light in the wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of the photosensitive agent is emitted from the second
また、照明装置１１００では、第１の光源部１０１からの白色光及び第２の光源部１２０ｂからのレーザ光のそれぞれに対して、合波前の強度を検出するための光検出器１１０５、１１０９が設けられる。そして、光検出器１１０５、１１０９によってモニタされた白色光及びレーザ光の強度に応じて、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂの駆動が制御される。従って、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂからの出射光の強度を、より高精度に制御することができ、照明装置１１００からの出力光の品質をより向上させることができる。
Further, in the
また、照明装置１１００では、ダイクロイックミラー１１５ｂによって、第１の光源部１０１からの白色光から所定の波長帯域の光が減衰又は除去されるとともに、当該白色光に対して、当該減衰又は除去された波長帯域の成分を補うように、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光が合波される。また、その際、合波された光が、本来の白色光に似た色合いになるように、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の出力が適宜調整され得る。従って、通常観察モード及び通常／特殊観察モードにおいて合波白色光を用いた観察を行う場合に、ユーザによって感じられる観察部位１５００の色合いの変化を最小限に抑えることができる。
Further, in the
また、内視鏡装置１では、特殊観察モード及び通常／特殊観察モードにおいて、光学フィルタ１２２１により、第１の撮像素子１２２３に、励起光に対応する波長帯域の光は入射せず、蛍光に対応する波長帯域の光は入射するように、撮像ユニット１２２０が構成される。このように、本適用例によれば、光学フィルタ１２２１という比較的簡易な構成により、観察部位１５００から発せられる微弱な蛍光成分を高精度に検出することが可能となり、より高精細な蛍光観察像を得ることができる。
Further, in the
また、内視鏡装置１では、観察モードに応じて、観察像生成部１３０５による処理が適宜切り替えられることにより、通常観察モードでの通常観察像による術野の確認、特殊観察モードでの蛍光観察像による腫瘍診断、及び、通常／特殊観察モードでの通常観察像と蛍光観察像とが重ね合わされた画像による術野中の腫瘍の位置確認を、ユーザの要望に応じて、適宜行うことができる。特に、通常／特殊観察モードでは、白色光と励起光とを時分割で照射するのではなく、同時に照射しながら、通常観察像と蛍光観察像とが重ね合わされた画像を得ることができる。従って、術野における腫瘍の観察をリアルタイムで行うことが可能になる。更に、本適用例では、このような通常／特殊観察モードでの画像取得が、光学フィルタ１２２１、複数の撮像素子（第１の撮像素子１２２３及び第２の撮像素子１２２５）及び画像処理装置１３００の各機能（長波長帯域画像生成部１３０１、短波長帯域画像生成部１３０３及び観察像生成部１３０５）という、比較的簡易な構成によって実行可能である。従って、装置を大型化することなく、また、コストを増加させることなく、より高品質な通常／特殊観察モードでの観察像を得ることができる。
Further, in the
（４−２−３．内視鏡装置の他の構成例）
図１３を参照して、以上説明した内視鏡装置１の一変形例として、当該内視鏡装置１の他の構成例について説明する。図１３は、図１０に示す内視鏡装置１の他の構成例を示す図である。なお、本変形例に係る内視鏡装置は、図１０に示す内視鏡装置１に対して、内視鏡部１２００の構成が変更されたものに対応する。従って、図１３では、本変形例に係る内視鏡装置の構成のうち、内視鏡部１２００ｃのみを図示している。
(4-2-3. Other configuration examples of the endoscope device)
With reference to FIG. 13, as a modification of the
図１３を参照すると、本変形例に係る内視鏡装置の内視鏡部１２００ｃは、鏡筒１２１０と、撮像ユニット１２２０ｃと、を有する。ここで、鏡筒１２１０の構成及び機能は、図１０に示す鏡筒１２１０の構成及び機能と同様である。一方、撮像ユニット１２２０ｃは、光学フィルタ１２２１と、第１の撮像素子１２２３と、第２の撮像素子１２２５と、第２の光学フィルタ１２２７と、を有する。このように、本変形例に係る撮像ユニット１２２０ｃは、図１０に示す内視鏡装置１の撮像ユニット１２２０に対して、第２の光学フィルタ１２２７が更に設けられたものに対応する。
Referring to FIG. 13, the
図示するように、第２の光学フィルタ１２２７は、第２の撮像素子１２２５の前段に設けられる。第２の光学フィルタ１２２７は、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の波長帯域に対応する光（例えばレザフィリンの励起光波長（６６４（ｎｍ））に対応する波長帯域の光）のみを遮断するノッチフィルタである。第２の光学フィルタ１２２７が設けられることにより、第２の撮像素子１２２５への、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域の光の受光量が抑制されることとなる。
As shown in the figure, the second
本変形例において、通常観察モード及び特殊観察モードでの観察像生成部１３０５における処理は、上述した内視鏡装置１における処理と同様である。ただし、通常／特殊観察モードでの観察像生成部１３０５における処理は、上述した内視鏡装置１における処理と若干異なるものとなる。
In this modification, the processing in the observation
具体的には、通常／特殊観察モードでは、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂがともに駆動され、第１の光源部１０１からの白色光と、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光とが合波された光が、観察部位１５００に対して照射される。このとき、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の出力は、ＰＤＤ及びＰＤＴに応じた値に調整される。
Specifically, in the normal / special observation mode, both the first
撮像ユニット１２２０ｃでは、波長が６７０（ｎｍ）以上の光が第１の撮像素子１２２３に入射され、波長が６７０（ｎｍ）未満の光が第２の撮像素子１２２５に入射される。ただし、第２の撮像素子１２２５に入射する光からは、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域の成分はカットされている。
In the
画像処理装置１３００の長波長帯域画像生成部１３０１では、第１の画像として、波長が６７０（ｎｍ）以上の赤色帯域の光に基づく腫瘍を示す画像が生成される。また、短波長帯域画像生成部１３０３では、第２の画像として、波長が６７０（ｎｍ）未満の赤色帯域、緑色帯域及び青色帯域の光に基づく画像が生成される。ただし、短波長帯域画像生成部１３０３によって生成される第２の画像からは、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域の成分はカットされている。
The long wavelength band
本変形例では、観察像生成部１３０５は、長波長帯域画像生成部１３０１によって生成された画像のＲＧＢ値と、短波長帯域画像生成部１３０３によって生成された画像のＲＧＢ値と、を足し合わせることにより、合成画像を生成する。短波長帯域画像生成部１３０３によって生成される第２の画像から、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域の成分がカットされているため、両方の画像のＲＧＢ値を単純に足し合わせることにより、通常観察像と蛍光観察像とが重ね合わされた画像を得ることができるのである。
In this modification, the observation
ここで、特にＰＤＴを行う場合には、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の強度は、第１の光源部１０１からの白色光の強度に比べて非常に大きいものとなる。従って、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の波長帯域に対応する光に基づいて画像が生成されると、当該波長帯域の光の受光量が飽和してしまい、正常な画像が生成できない可能性がある。そこで、上述した内視鏡装置１では、通常／特殊観察モードにおいて、第１の画像のＲ値と第２の画像のＧＢ値とを足し合わせることにより、いわば画像処理の段階で第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の波長帯域に対応する成分をカットして、合成画像を生成していた。一方、本変形例では、第２の撮像素子１２２５の前段に第２の光学フィルタ１２２７を設け、第２の撮像素子１２２５への第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の波長帯域に対応する光の入射を遮断することにより、単純に第１の画像のＲＧＢ値と第２の画像のＲＧＢ値とを足し合わせることにより、当該レーザ光の波長帯域の成分がカットされた画像を得ることができるのである。
Here, particularly when PDT is performed, the intensity of the laser light from the second
（４−３．顕微鏡装置）
（４−３−１．顕微鏡装置の構成）
図１４及び図１５を参照して、照明装置１０、２０、３０、４０が、顕微鏡装置に適用された場合における、当該顕微鏡装置の構成について説明する。図１４は、第１の実施形態、第２の実施形態、及び各変形例に係る照明装置１０、２０、３０、４０が適用された顕微鏡装置の一構成例を示す図である。図１５は、観察部位１５００における照射光の照射範囲について説明するための説明図である。
(4-3. Microscope device)
(4-3-1. Configuration of microscope device)
With reference to FIGS. 14 and 15, the configuration of the microscope device when the
なお、以下の説明では、一例として、第１の実施形態に係る照明装置１０に対応する構成が顕微鏡装置に搭載される場合について説明する。後述するように、顕微鏡装置に対して照明装置１０、２０、３０、４０が適用される場合には、ＰＤＴを行う際に観察部位１５００に対する励起光の照射強度を精度良く制御するために、照明装置１０のように光ファイバ１０７が搭載された照明装置が用いられることが好ましい。ただし、本適用例はかかる例に限定されず、他の照明装置２０、３０、４０に対応する構成が顕微鏡装置に搭載されてもよい。
In the following description, as an example, a case where the configuration corresponding to the
図１４を参照すると、顕微鏡装置２は、照明装置２１００と、撮像ユニット２２００と、画像処理装置１３００と、表示装置１４００と、を有する。なお、図１４では、照明装置２１００からの出力光が照射される観察部位１５００を併せて模擬的に図示している。
Referring to FIG. 14, the
（照明装置２１００）
照明装置２１００は、通常観察用の白色光（合波白色光）及び蛍光観察用の励起光を生成する。照明装置２１００によって生成された白色光及び／又は励起光が、後述する投影レンズ１１１１を介して外部に向かって投射され、観察部位１５００に対して照射される。
(Lighting device 2100)
The illuminating
ここで、照明装置２１００は、上述した第１の実施形態に係る照明装置１０に対応するものである。ただし、顕微鏡装置２に搭載するに当たり、いくつかの部材が省略、追加されている。
Here, the
具体的には、照明装置２１００は、白色光を照射する第１の光源部１０１と、第１のコリメート光学系１０３と、所定の波長帯域の光を出射する少なくとも１つのレーザ光源からなる第２の光源部１２０ｂと、結合光学系１０５と、光ファイバ１０７と、第３のコリメート光学系１０９と、ダイクロイックミラー１１５ｂと、コンデンサ光学系１１７と、レーザラインフィルタ１１０１と、ハーフミラー１１０３と、光検出器１１０５と、ハーフミラー１１０７と、光検出器１１０９と、制御部１１２０と、を有する。
Specifically, the
このように、照明装置２１００は、第１の実施形態に係る照明装置１０に対して、レーザラインフィルタ１１０１、ハーフミラー１１０３、光検出器１１０５、ハーフミラー１１０７及び光検出器１１０９が追加されるとともに、第２のコリメート光学系１１３及び拡散部材１１１が省略されたものに対応する。また、照明装置２１００では、第１の実施形態に係る照明装置１０に対して、第２の光源部１２０及びダイクロイックミラー１１５の光学特性も変更されている。他の部材の構成及び機能は、図１に示すこれらの各部材の構成及び機能と同様であるため、これらの部材の各々についての詳細な説明は省略する。また、制御部１１２０は、図１では図示を省略していた、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂの駆動を制御する制御部に対応するものである。
As described above, in the
ここで、第２の光源部１２０ｂ、ダイクロイックミラー１１５ｂ、レーザラインフィルタ１１０１、ハーフミラー１１０３、光検出器１１０５、ハーフミラー１１０７、光検出器１１０９及び制御部１１２０の構成及び機能は、図１０に示す内視鏡装置１におけるこれらの部材の構成及び機能と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
Here, the configurations and functions of the second
図示するように、照明装置２１００では、第２の光源部１２０ｂから出射されたレーザ光は、結合光学系１０５、光ファイバ１０７、第３のコリメート光学系１０９、レーザラインフィルタ１１０１及びハーフミラー１１０３をこの順に通過して、略平行光としてダイクロイックミラー１１５ｂに入射する。一方、第１の光源部１０１から出射された白色光は、第１のコリメート光学系１０３を通過して、略平行光としてダイクロイックミラー１１５ｂに入射する。
As shown in the figure, in the
照明装置２１００の筐体の隔壁の一部領域には、投影レンズ１１１１が設けられており、ダイクロイックミラー１１５ｂを通過した光は、当該投影レンズ１１１１を介して観察部位１５００に照射される。
A
ここで、以下では、一例として、内視鏡装置１と同様に、光感受性薬剤としてレザフィリンが用いられる場合における顕微鏡装置２の構成及び動作について説明する。また、上記（１．第１の実施形態）で説明した構成例では、第２の光源部１２０は、互いに異なる３つの波長帯域のレーザ光を合波して出射していたが、ここでは、説明を簡単にするために、第２の光源部１２０ｂは、レザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域のレーザ光のみを出射するものとして説明を行う。これは、第２の光源部１２０ｂを構成する複数のレーザ光源のうち、レザフィリンの励起光波長に対応するレーザ光を出射可能なレーザ光源のみが駆動されている状態に対応する。
Here, as an example, the configuration and operation of the
なお、レザフィリンが用いられる場合におけるダイクロイックミラー１１５ｂの特性は、図１１及び図１２を参照して上述した特性と同様である。すなわち、第１の光源部１０１から出射された白色光及び第２の光源部１２０ｂから出射されたレーザ光がダイクロイックミラー１１５ｂによって合波された光は、第１の光源部１０１から出射された白色光からレザフィリンの励起光波長に対応する波長帯域の成分が減衰又は除去されるとともに、当該減衰又は除去された成分が、第２の光源部１２０ｂから出射されるレーザ光によって補完されて生成された白色光（すなわち合波白色光）となる。
The characteristics of the
合波白色光が観察部位１５００に照射される場合における、当該観察部位１５００における照射範囲の一例を、図１５に示す。図１５に示すように、第１の光源部１０１から出射された白色光及び第２の光源部１２０ｂから出射されたレーザ光が、ともに観察部位１５００に照射される場合、特に通常／特殊観察モードである場合には、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光による第２の照射範囲１５０３が、第１の光源部１０１からの白色光による第１の照射範囲１５０１に包含されるように、照射範囲１５０１、１５０３が調整されることが好ましい。照射範囲１５０１、１５０３が図示するような関係にある場合には、例えばＰＤＤ又はＰＤＴを行う場合に、第１の光源部１０１からの白色光により観察部位１５００の通常観察を行い、当該通常観察によって狙いを定めた部位に対して、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光（すなわち励起光）を集中的に照射することが可能になる。
FIG. 15 shows an example of the irradiation range in the
第１の照射範囲１５０１及び第２の照射範囲１５０３の調整は、光ファイバ１０７のコア径、第３のコリメート光学系１０９の焦点距離及び投影レンズ１１１１の焦点距離を調整することにより制御可能である。このとき、光ファイバ１０７の出射端面における像が、観察部位１５００に結像するように、各部材の光学特性が調整されることが望ましい。この場合には、光ファイバ１０７の出射端と観察部位１５００とが共役になり得るため、光ファイバ１０７の出射端面におけるレーザ光の強度及びサイズを調整することにより、観察部位１５００における照射レーザ光の強度及びサイズを調整することができるからである。
The adjustment of the
ここで、例えばＰＤＴを行う場合には、患部（腫瘍）に照射する励起光の単位時間当たり、単位面積当たりの強度が、その腫瘍の種類や光感受性薬剤の種類等に応じて定められていることが一般的である。従って、顕微鏡装置２においては、上記のように、光ファイバ１０７を用いて観察部位１５００に照射されるレーザ光の強度及びサイズを適宜調整することにより、ＰＤＴをより効果的に行うことが可能となる。
Here, for example, when PDT is performed, the intensity per unit time and unit area of the excitation light irradiating the affected area (tumor) is determined according to the type of the tumor, the type of the light-sensitive agent, and the like. Is common. Therefore, in the
顕微鏡装置２では、光ファイバ１０７が設けられ、観察部位１５００と共役になり得る当該光ファイバ１０７の出射端におけるレーザ光の強度及びサイズが適宜調整されることにより、観察部位１５００における照射レーザ光の強度及びサイズを調整することが可能になる。従って、ＰＤＴを行う際に観察部位１５００に対する励起光の照射を精度良く制御するためには、顕微鏡装置２には、図示するように光ファイバ１０７が設けられることが好ましい。
In the
（撮像ユニット２２００）
撮像ユニット２２００は、光学フィルタ１２２１と、第１の撮像素子１２２３と、第２の撮像素子１２２５と、イメージレンズ２２２７と、を有する。イメージレンズ２２２７は、撮像ユニット２２００の筐体の隔壁の一部領域に設けられ、観察部位１５００からの反射光を当該筐体内に導光する。イメージレンズ２２２７を介して撮像ユニット２２００の筐体内に導光された光は、当該筐体内に設けられる光学フィルタ１２２１に入射する。なお、図１４では、撮像ユニット２２００における光の伝播を、破線矢印で模擬的に図示している。
(Image pickup unit 2200)
The
光学フィルタ１２２１、第１の撮像素子１２２３及び第２の撮像素子１２２５の構成及び機能は、図１０に示す内視鏡装置１におけるこれらの部材の構成及び機能と同様であるため、その詳細な説明は省略する。すなわち、観察部位１５００からの反射光は、光学フィルタ１２２１によって、例えば波長が６７０（ｎｍ）以上の光と波長が６７０（ｎｍ）未満の光とに分離され、波長が６７０（ｎｍ）以上の光が第１の撮像素子１２２３に入射し、波長が６７０（ｎｍ）未満の光が第２の撮像素子１２２５に入射する。
Since the configurations and functions of the
（画像処理装置１３００）
画像処理装置１３００は、撮像ユニット２２００によって検出された観察部位１５００からの反射光に基づいて、観察部位１５００の撮像画像（観察像）を生成する。なお、画像処理装置１３００の構成及び機能は、図１０に示す内視鏡装置１における画像処理装置１３００の構成及び機能と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
(Image processing device 1300)
The
（表示装置１４００）
表示装置１４００は、画像処理装置１３００の観察像生成部１３０５によって生成された画像を表示する。なお、表示装置１４００の構成及び機能は、図１０に示す内視鏡装置１における表示装置１４００の構成及び機能と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
(Display device 1400)
The
（４−３−２．顕微鏡装置の動作）
以上説明した顕微鏡装置２の、観察モードに応じた動作について説明する。顕微鏡装置２では、その観察モードとして、通常観察モード、特殊観察モード及び通常／特殊観察モードのうちのいずれかを選択することができる。なお、顕微鏡装置２の各観察モードに応じた動作は、図１０に示す内視鏡装置１における各観察モードに応じた動作と同様であるため、重複する事項についての詳細な説明は省略する。
(4-3-2. Operation of microscope device)
The operation of the
（通常観察モード）
通常観察モードでは、概ね４００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の可視光に対応する広帯域の光が観察部位１５００に照射され、当該観察部位１５００の画像が取得される。
(Normal observation mode)
In the normal observation mode, the
ユーザによって観察モードとして通常観察モードが選択されると、照明装置２１００の第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂがともに駆動される。このとき、照明装置１１００からの出力光は、図１２に示すように、第１の光源部１０１からの白色光と、第２の光源部１２０からのレーザ光とが合波された光（合波白色光）となる。ここで、通常観察モードでは、合波白色光が、第１の光源部１０１から出射された元々の白色光に似た色合いになるように、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の出力が適宜調整され得る。
When the normal observation mode is selected as the observation mode by the user, both the first
撮像ユニット２２００では、上述したように、波長が６７０（ｎｍ）以上の光が第１の撮像素子１２２３に入射し、波長が６７０（ｎｍ）未満の光が第２の撮像素子１２２５に入射する。従って、画像処理装置１３００の長波長帯域画像生成部１３０１では、第１の画像として、波長が６７０（ｎｍ）以上の赤色帯域の光に基づく画像が生成される。また、短波長帯域画像生成部１３０３では、第２の画像として、波長が６７０（ｎｍ）未満の赤色帯域、緑色帯域及び青色帯域の光に基づく画像が生成される。
In the
通常観察モードでは、観察像生成部１３０５は、長波長帯域画像生成部１３０１によって生成された画像のＲＧＢ値と、短波長帯域画像生成部１３０３によって生成された画像のＲＧＢ値と、を足し合わせることにより、合成画像を生成する。このようにして生成された合成画像は、可視光帯域（約４００（ｎｍ）〜７５０（ｎｍ））の照射光に対応する通常観察像となる。
In the normal observation mode, the observation
（特殊観察モード）
特殊観察モードでは、光感受性薬剤であるレザフィリンの励起光波長に対応する狭帯域の光が観察部位１５００に照射され、当該観察部位１５００からの蛍光に基づく画像が取得される。特殊観察モードは、ＰＤＤ及びＰＤＴを行う際に用いられる観察モードである。
(Special observation mode)
In the special observation mode, the
ユーザによって観察モードとして特殊観察モードが選択されると、照明装置１１００の第２の光源部１２０のみが駆動される。このとき、照明装置１１００からの出力光は、図１２に示すスペクトルにおいて白色光のスペクトルが存在しないもの、すなわち、レザフィリンの励起光波長を中心波長として有するレーザ光となる。なお、特殊観察モードにおいて、ＰＤＴが行われる場合には、ＰＤＤが行われる場合に比べて、第２の光源部１２０からのレーザ光の出力は、より強くなるように設定される。
When the special observation mode is selected as the observation mode by the user, only the second
撮像ユニット２２００では、上述したように、波長が６７０（ｎｍ）以上の光が第１の撮像素子１２２３に入射し、波長が６７０（ｎｍ）未満の光が第２の撮像素子１２２５に入射する。従って、画像処理装置１３００の長波長帯域画像生成部１３０１では、第１の画像として、波長が６７０（ｎｍ）以上の赤色帯域の光に基づく画像が生成される。
In the
ここで、レザフィリンの蛍光波長は６７２（ｎｍ）であるため、長波長帯域画像生成部１３０１によって生成される第１の画像は、当該レザフィリンの蛍光に基づく画像であり、すなわち、特殊観察モードで観察対象としている、腫瘍が選択的に現れた画像である。従って、特殊観察モードでは、観察像生成部１３０５は、長波長帯域画像生成部１３０１によって生成された画像、すなわち蛍光観察像を、表示装置１４００に出力する。
Here, since the fluorescence wavelength of the rezaphyrin is 672 (nm), the first image generated by the long wavelength band
（通常／特殊観察モード）
通常／特殊観察モードでは、通常観察用の白色光の照射と、特殊観察用の励起光の照射とが同時に行われることにより、通常観察像による術野の形状把握と、特殊観察像による腫瘍の蛍光観察と、を同時に行うことができる。
(Normal / special observation mode)
In the normal / special observation mode, the irradiation of white light for normal observation and the irradiation of excitation light for special observation are performed at the same time, so that the shape of the surgical field can be grasped by the normal observation image and the tumor can be irradiated by the special observation image. Fluorescence observation and can be performed at the same time.
ユーザによって、観察モードとして通常／特殊観察モードが選択されると、通常観察モードと同様に、照明装置１１００の第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂがともに駆動される。このとき、照明装置１１００からの出力光は、図１２に示すように、第１の光源部１０１からの白色光と、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光とが合波された光（合波白色光）となる。ただし、通常観察モードとは異なり、通常／特殊観察モードでは、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の出力は、ＰＤＤ及びＰＤＴに応じた値に調整される。また、特殊観察モードと同様に、ＰＤＴが行われる場合には、ＰＤＤが行われる場合に比べて、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の出力は、より強くなるように設定される。
When the normal / special observation mode is selected as the observation mode by the user, both the first
撮像ユニット２２００では、上述したように、波長が６７０（ｎｍ）以上の光が第１の撮像素子１２２３に入射し、波長が６７０（ｎｍ）未満の光が第２の撮像素子１２２５に入射する。従って、画像処理装置１３００の長波長帯域画像生成部１３０１では、第１の画像として、波長が６７０（ｎｍ）以上の赤色帯域の光に基づく画像が生成される。また、短波長帯域画像生成部１３０３では、第２の画像として、波長が６７０（ｎｍ）未満の赤色帯域、緑色帯域及び青色帯域の光に基づく画像が生成される。
In the
ここで、レザフィリンの蛍光波長は６７２（ｎｍ）であるため、長波長帯域画像生成部１３０１によって生成される第１の画像は、当該レザフィリンの蛍光に基づく画像であり、すなわち、腫瘍が選択的に現れた画像である。一方、短波長帯域画像生成部１３０３によって生成された第２の画像のうち、赤色の成分は、照射光のうち、レザフィリンの励起光波長に対応する成分に基づくものであると考えられる。このような第２の画像における赤色成分は、腫瘍の蛍光観察の妨げになる成分であると言える。
Here, since the fluorescence wavelength of the rezaphyrin is 672 (nm), the first image generated by the long wavelength
従って、通常／特殊観察モードでは、観察像生成部１３０５は、長波長帯域画像生成部１３０１によって生成された第１の画像のＲ値と、短波長帯域画像生成部１３０３によって生成された第２の画像のＧＢ値と、を足し合わせることにより、合成画像を生成する。このようにして生成された合成画像は、第２の画像のＧＢ値に基づく通常観察像と、第１の画像のＲ値に基づく蛍光観察像と、が重ね合わされた画像となる。当該画像では、ＢＧ値に基づく通常観察像内に、腫瘍が赤色で表示されることとなる。
Therefore, in the normal / special observation mode, the observation
以上、第１の実施形態に係る照明装置１０と略同様の構成を有する照明装置２１００が組み込まれた顕微鏡装置２の構成及び動作について説明した。顕微鏡装置２によれば、上述した内視鏡装置１と同様に、以下の効果を奏することができる。
The configuration and operation of the
照明装置２１００では、第１の光源部１０１からの白色光及び第２の光源部１２０ｂからのレーザ光が、同一光軸上で合波される。従って、第１の光源部１０１からの白色光を照射光として用いた場合と、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光を照射光として用いた場合とで、観察部位１５００の起伏に起因して生じる影が同一の形状で観察される。従って、通常観察時に影が存在しない部分に、蛍光観察時には影が存在してしまい、励起光を当該部分に照射できないという事態が発生することはない。よって、ユーザは、通常観察モードで狙いを定めた箇所に特殊観察モードで励起光を照射するという、一連の操作を、よりスムーズに行うことができ、ユーザの利便性を向上させることができる。
In the
また、照明装置２１００では、第１の光源部１０１は例えば白色ＬＥＤによって構成され、第２の光源部１２０ｂは例えば半導体レーザによって構成される。このように、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂが半導体発光素子によって構成される場合には、その駆動電流を適宜制御することにより、各光源部からの出射光の出力を、任意のタイミングで独立に制御することが可能となる。従って、照明装置１１００からの出力光を、より高い自由度で調整することが可能となる。
Further, in the
なお、以上説明した適用例では、簡単のため、第２の光源部１２０ｂから、光感受性薬剤の励起光波長に対応する波長帯域のレーザ光のみが出射される場合について説明したが、照明装置２１００においても、照明装置１０、２０、３０、４０と同様に、第２の光源部１２０ｂから、互いに異なる波長帯域の複数のレーザ光（例えば、光の三原色に対応する、赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光）が出射されてもよい。第２の光源部１２０ｂがこのように構成される場合には、各色のレーザ光の出力を独立に制御することにより、通常観察モード及び通常／特殊観察モードにおいて照射光として用いられる合波白色光の色温度の調整をより容易に行うことが可能となる。
In the application example described above, for the sake of simplicity, the case where only the laser light in the wavelength band corresponding to the excitation light wavelength of the photosensitive agent is emitted from the second
また、照明装置２１００では、第１の光源部１０１からの白色光及び第２の光源部１２０ｂからのレーザ光のそれぞれに対して、合波前の強度を検出するための光検出器１１０５、１１０９が設けられる。そして、光検出器１１０５、１１０９によってモニタされた白色光及びレーザ光の強度に応じて、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂの駆動が制御される。従って、第１の光源部１０１及び第２の光源部１２０ｂからの出射光の強度を、より高精度に制御することができ、照明装置２１００からの出力光の品質をより向上させることができる。
Further, in the
また、照明装置２１００では、ダイクロイックミラー１１５ｂによって、第１の光源部１０１からの白色光から所定の波長帯域の光が減衰又は除去されるとともに、当該白色光に対して、当該減衰又は除去された波長帯域の成分を補うように、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光が合波される。また、その際、合波された光が、本来の白色光に似た色合いになるように、第２の光源部１２０ｂからのレーザ光の出力が適宜調整され得る。従って、通常観察モード及び通常／特殊観察モードにおいて合波白色光を用いた観察を行う場合に、ユーザによって感じられる観察部位１５００の色合いの変化を最小限に抑えることができる。
Further, in the
また、顕微鏡装置２では、特殊観察モード及び通常／特殊観察モードにおいて、光学フィルタ１２２１により、第１の撮像素子１２２３に、励起光に対応する波長帯域の光は入射せず、蛍光に対応する波長帯域の光は入射するように、撮像ユニット２２００が構成される。このように、本適用例によれば、光学フィルタ１２２１という比較的簡易な構成により、観察部位１５００から発せられる微弱な蛍光成分を高精度に検出することが可能となり、より高精細な蛍光観察像を得ることができる。
Further, in the
また、顕微鏡装置２では、観察モードに応じて、観察像生成部１３０５による処理が適宜切り替えられることにより、通常観察モードでの通常観察像による術野の確認、特殊観察モードでの蛍光観察像による腫瘍診断、及び、通常／特殊観察モードでの通常観察像と蛍光観察像とが重ね合わされた画像による術野中の腫瘍の位置確認を、ユーザの要望に応じて、適宜行うことができる。特に、通常／特殊観察モードでは、白色光と励起光とを時分割で照射するのではなく、同時に照射しながら、通常観察像と蛍光観察像とが重ね合わされた画像を得ることができる。従って、術野における腫瘍の観察をリアルタイムで行うことが可能になる。更に、本適用例では、このような通常／特殊観察モードでの画像取得が、光学フィルタ１２２１、複数の撮像素子（第１の撮像素子１２２３及び第２の撮像素子１２２５）及び画像処理装置１３００の各機能（長波長帯域画像生成部１３０１、短波長帯域画像生成部１３０３及び観察像生成部１３０５）という、比較的簡易な構成によって実行可能である。従って、装置を大型化することなく、また、コストを増加させることなく、より高品質な通常／特殊観察モードでの観察像を得ることができる。
Further, in the
（５．補足）
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
(5. Supplement)
Although the preferred embodiments of the present disclosure have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the technical scope of the present disclosure is not limited to such examples. It is clear that anyone with ordinary knowledge in the art of the present disclosure may come up with various modifications or amendments within the scope of the technical ideas set forth in the claims. Is, of course, understood to belong to the technical scope of the present disclosure.
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的又は例示的なものであって限定的なものではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏し得る。 Moreover, the effects described in the present specification are merely explanatory or exemplary, and are not limited. That is, the technique according to the present disclosure may exert other effects apparent to those skilled in the art from the description of the present specification, in addition to or in place of the above effects.
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）広帯域光を出射する第１の光源部と、前記広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射する第２の光源部と、前記第２の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより２次光源を生成する放射角度変更部材と、前記第１の光源部から出射された前記広帯域光と前記２次光源から出射された前記狭帯域光とを合波する合波部材と、を備え、前記放射角度変更部材は、前記合波部材により合波された光が入射するライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、照明装置。
（２）前記放射角度変更部材は、更に、前記ライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光とのビーム径が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、前記（１）に記載の照明装置。
（３）前記合波部材は、ダイクロイックミラー、偏光ビームスプリッター、又は、ビームスプリッターの何れかである、前記（１）又は（２）に記載の照明装置。
（４）前記第２の光源部は、前記狭帯域光を出射する複数の光源から構成されており、前記放射角度変更部材は、複数の前記狭帯域光の発散角を揃えるように、前記複数の狭帯域光の放射角度を変更する、前記（１）〜（３）の何れか１項に記載の照明装置。
（５）前記第１の光源部は、白色ＬＥＤ、レーザ励起蛍光体、キセノンランプ、又は、ハロゲンランプの少なくとも何れかである、前記（１）〜（４）の何れか１項に記載の照明装置。
（６）前記第１の光源部から出射された前記広帯域光を略平行光とする第１のコリメート光学系と、前記放射角度変更部材から出射された前記狭帯域光を略平行光とする第２のコリメート光学系と、を更に備え、前記合波部材は、前記第１のコリメート光学系によって略平行光に変換された前記広帯域光と、前記第２のコリメート光学系によって略平行光に変換された前記狭帯域光と、を合波する、前記（１）〜（５）の何れか１項に記載の照明装置。
（７）前記第２の光源部から出射された前記狭帯域光を光ファイバに結合させる結合光学系と、前記光ファイバから出射された前記狭帯域光を略平行光とする第３のコリメート光学系と、を更に備え、前記放射角度変更部材は、前記第３のコリメート光学系から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより２次光源を生成する、前記（６）に記載の照明装置。
（８）前記合波部材によって合波された光をライトガイドの入射端に結像するコンデンサ光学系、を更に備え、前記コンデンサ光学系は、前記ライトガイドの入射端に結像される前記２次光源の像の大きさが、前記ライトガイドの入射端の直径と略同一になるように、前記２次光源からの光を前記ライトガイドの入射端に結像する、前記（１）〜（７）の何れか１項に記載の照明装置。
（９）前記第２の光源部は複数の狭帯域光源を有し、前記複数の狭帯域光源は、赤色狭帯域光を出射する赤色狭帯域光源、緑色狭帯域光を出射する緑色狭帯域光源、及び青色狭帯域光を出射する青色狭帯域光源、を少なくとも含む、前記（１）〜（８）の何れか１項に記載の照明装置。
（１０）前記第２の光源部は複数の狭帯域光源を有し、前記複数の狭帯域光源の駆動がそれぞれ独立に制御されることにより、前記合波部材によって合波された光の色温度が調整される、前記（１）〜（９）の何れか１項に記載の照明装置。
（１１）前記第２の光源部を構成する狭帯域光源のうちの少なくとも１つは、観察部位の蛍光観察に用いられる励起光に対応する波長帯域の狭帯域光を出射する、前記（１）〜（１０）の何れか１項に記載の照明装置。
（１２）前記第２の光源部から出射される狭帯域光とは異なる波長帯域の光を出射する第３の光源部、を更に備え、前記第１の光源部から出射された前記広帯域光と前記第３の光源部から出射された光とが合波された光が前記合波部材に入射し、前記合波部材によって、前記第１の光源部から出射された前記広帯域光と前記第３の光源部から出射された光とが合波された光と、前記第２の光源部から出射される前記狭帯域光と、が更に合波される、前記（１）〜（１１）の何れか１項に記載の照明装置。
（１３）前記第１の光源部及び前記第３の光源部はＬＥＤによって構成される、前記１２）に記載の照明装置。
（１４）第１の光源部から広帯域光を出射することと、第２の光源部から、前記広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射することと、放射角度変更部材によって前記第２の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより２次光源を生成することと、合波部材によって、前記第１の光源部から出射された前記広帯域光と前記２次光源から出射された前記狭帯域光とを合波することと、を含み、前記放射角度変更部材は、前記合波部材により合波された光が入射するライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、照明方法。
（１５）患者の術野に照射される広帯域光及び励起光の少なくともいずれかを出力する照明装置、を備え、前記照明装置は、広帯域光を出射する第１の光源部と、前記広帯域光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射する第２の光源部と、前記第２の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更することにより２次光源を生成する放射角度変更部材と、前記第１の光源部から出射された前記広帯域光と前記２次光源から出射された前記狭帯域光とを合波する合波部材と、を備え、前記放射角度変更部材は、前記合波部材により合波された光が入射するライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更する、観察装置。
（１６）前記狭帯域光の強度は、前記術野の観察目的に応じて調整される、前記（１５）に記載の観察装置。
（１７）前記観察装置は、患者の体腔内に挿入され、前記照明装置からの出力光が内部を導光されるとともに、前記体腔内の術野に対して前記出力光を照射する鏡筒、を更に備える、内視鏡装置である、前記（１５）に記載の観察装置。
（１８）前記観察装置は、前記照明装置からの出力光を前記術野に対して照射する投影レンズ、を更に備える、顕微鏡装置である、前記（１５）に記載の観察装置。
（１９）前記励起光よりも長波長帯域であって前記励起光による蛍光の波長帯域を含む光に基づいて第１の画像を生成する長波長帯域画像生成部と、前記蛍光よりも短波長帯域であって前記励起光の波長帯域を含む光に基づいて第２の画像を生成する短波長帯域画像生成部と、を更に備える、前記（１５）〜（１８）の何れか１項に記載の観察装置。
（２０）前記広帯域光による術野の通常観察像が得られる通常観察モードにおいては、前記第１の光源部及び前記第２の光源部がともに駆動され、前記第１の画像と前記第２の画像とが合成されることにより、前記通常観察像が得られる、前記（１９）に記載の観察装置。
（２１）前記通常観察モードでは、前記第１の画像のＲＧＢ値と前記第２の画像のＲＧＢ値とが足し合わされることにより前記通常観察像が生成される、前記（２０）に記載の観察装置。
（２２）前記励起光による術野の蛍光観察像が得られる特殊観察モードにおいては、前記第１の光源部及び前記第２の光源部のうち前記第２の光源部のみが駆動され、前記第２の画像が前記蛍光観察像として得られる、前記（１９）〜（２１）の何れか１項に記載の観察装置。
（２３）前記広帯域光による術野の通常観察像と、前記励起光による術野の蛍光観察像と、が同時に得られる通常／特殊観察モードにおいては、前記第１の光源部及び前記第２の光源部がともに駆動され、前記第１の画像と前記第２の画像とが合成されることにより、前記通常観察像と前記蛍光観察像とが重ね合わされた画像が得られる、前記（１９）〜（２１）の何れか１項に記載の観察装置。
（２４）前記通常／特殊観察モードでは、前記第１の画像のＲ値と前記第２の画像のＧＢ値とが足し合わされることにより、前記通常観察像と前記蛍光観察像とが重ね合わされた画像が生成される、前記（２３）に記載の観察装置。
（２５）前記短波長帯域画像生成部は、前記励起光に対応する波長帯域の成分が減衰又は除去された光に基づいて前記第２の画像を生成し、前記通常／特殊観察モードでは、前記第１の画像のＲＧＢ値と前記第２の画像のＲＧＢ値とが足し合わされることにより、前記通常観察像と前記蛍光観察像とが重ね合わされた画像が生成される、前記（２３）に記載の観察装置。
The following configurations also belong to the technical scope of the present disclosure.
(1) A first light source unit that emits wideband light, a second light source unit that emits narrow band light having a wavelength band narrower than that of the wide band light, and the narrow band light emitted from the second light source unit. A radiation angle changing member that generates a secondary light source by changing the radiation angle of the above, and the broadband light emitted from the first light source unit and the narrow band light emitted from the secondary light source are combined. The radiation angle changing member is provided with a combined wave member, so that the incident angles of the wideband light and the narrow band light approach each other at the incident end surface of the light guide to which the light combined by the combined wave member is incident. In addition, a lighting device that changes the emission angle of the narrow band light.
(2) The radiation angle changing member further changes the radiation angle of the narrow band light so that the beam diameters of the wide band light and the narrow band light approach each other at the incident end surface of the light guide. ).
(3) The lighting device according to (1) or (2) above, wherein the wave combine member is any one of a dichroic mirror, a polarization beam splitter, and a beam splitter.
(4) The second light source unit is composed of a plurality of light sources that emit the narrow band light, and the radiation angle changing member has the plurality of light sources so as to align the emission angles of the plurality of the narrow band light. The lighting device according to any one of (1) to (3) above, which changes the radiation angle of the narrow band light of the above.
(5) The illumination according to any one of (1) to (4) above, wherein the first light source unit is at least one of a white LED, a laser-excited phosphor, a xenon lamp, and a halogen lamp. Device.
(6) A first collimating optical system in which the broadband light emitted from the first light source unit is substantially parallel light, and the narrow band light emitted from the radiation angle changing member are substantially parallel light. Further comprising 2 collimating optical systems, the combiner member is converted into substantially parallel light by the wideband light converted into substantially parallel light by the first collimating optical system and substantially parallel light by the second collimating optical system. The lighting device according to any one of (1) to (5) above, which combines the narrow band light with the light.
(7) A coupled optical system that couples the narrow-band light emitted from the second light source unit to an optical fiber, and a third collimating optical system in which the narrow-band light emitted from the optical fiber is substantially parallel light. The system is further provided, and the radiation angle changing member generates a secondary light source by changing the radiation angle of the narrow band light emitted from the third collimating optical system, according to the above (6). Lighting equipment.
(8) Further includes a condenser optical system that forms an image of the light combined by the combiner member on the incident end of the light guide, and the condenser optical system is formed on the incident end of the light guide. The light from the secondary light source is imaged on the incident end of the light guide so that the size of the image of the secondary light source is substantially the same as the diameter of the incident end of the light guide. The lighting device according to any one of 7).
(9) The second light source unit has a plurality of narrow band light sources, and the plurality of narrow band light sources are a red narrow band light source that emits red narrow band light and a green narrow band light source that emits green narrow band light. The lighting device according to any one of (1) to (8) above, comprising at least a blue narrow band light source that emits blue narrow band light.
(10) The second light source unit has a plurality of narrow band light sources, and the driving of the plurality of narrow band light sources is independently controlled, so that the color temperature of the light combined by the combine member is controlled. The lighting device according to any one of (1) to (9) above, wherein the lighting device is adjusted.
(11) At least one of the narrow-band light sources constituting the second light source unit emits narrow-band light having a wavelength band corresponding to the excitation light used for fluorescence observation of the observation site (1). The lighting device according to any one of (10).
(12) A third light source unit that emits light having a wavelength band different from that of the narrow band light emitted from the second light source unit is further provided, and the wide band light emitted from the first light source unit is provided. The light that is combined with the light emitted from the third light source unit is incident on the combined wave member, and the wideband light emitted from the first light source unit and the third light source unit by the combined wave member. Any of the above (1) to (11), wherein the light emitted from the light source unit of the above and the narrow band light emitted from the second light source unit are further combined. Or the lighting device according to
(13) The lighting device according to 12), wherein the first light source unit and the third light source unit are composed of LEDs.
(14) The second light source unit emits wideband light, the second light source unit emits narrow band light having a wavelength band narrower than that of the wide band light, and the radiation angle changing member causes the second light source to be emitted. A secondary light source is generated by changing the emission angle of the narrow band light emitted from the light source unit, and the broadband light emitted from the first light source unit and the secondary light source by the combiner member. The radiation angle changing member includes the wideband light and the above-mentioned wideband light at the incident end surface of the light guide to which the light radiated by the combined member is incident, including merging the narrow band light emitted from the light guide. An illumination method that changes the emission angle of the narrow-band light so that the incident angle with the narrow-band light approaches.
(15) A lighting device that outputs at least one of wideband light and excitation light irradiated to the surgical field of the patient is provided, and the lighting device includes a first light source unit that emits wideband light and the wideband light. A second light source unit that emits narrow band light in a narrow wavelength band, and a radiation angle changing member that generates a secondary light source by changing the radiation angle of the narrow band light emitted from the second light source unit. A wave-combining member that combines the wideband light emitted from the first light source unit and the narrow-band light emitted from the secondary light source, and the radiation angle changing member comprises the combined wave. An observation device that changes the emission angle of the narrow band light so that the incident angles of the wide band light and the narrow band light approach each other at the incident end surface of the light guide to which the light combined by the member is incident.
(16) The observation device according to (15), wherein the intensity of the narrow band light is adjusted according to the observation purpose of the surgical field.
(17) The observation device is inserted into the body cavity of the patient, and the output light from the lighting device is guided inside, and the lens barrel irradiates the surgical field in the body cavity with the output light. The observation device according to (15) above, which is an endoscopic device further comprising the above.
(18) The observation device according to (15) above, wherein the observation device is a microscope device further including a projection lens that irradiates the surgical field with output light from the lighting device.
(19) A long wavelength band image generation unit that generates a first image based on light having a longer wavelength band than the excitation light and including a wavelength band of fluorescence due to the excitation light, and a shorter wavelength band than the fluorescence. The item according to any one of (15) to (18) above, further comprising a short wavelength band image generation unit that generates a second image based on the light including the wavelength band of the excitation light. Observation device.
(20) In the normal observation mode in which the normal observation image of the surgical field by the broadband light is obtained, both the first light source unit and the second light source unit are driven, and the first image and the second light source unit are driven. The observation device according to (19) above, wherein the normal observation image is obtained by combining with an image.
(21) The observation according to (20) above, wherein in the normal observation mode, the normal observation image is generated by adding the RGB values of the first image and the RGB values of the second image. Device.
(22) In the special observation mode in which the fluorescence observation image of the surgical field due to the excitation light is obtained, only the second light source unit of the first light source unit and the second light source unit is driven, and the second light source unit is driven. The observation device according to any one of (19) to (21) above, wherein the image of 2 is obtained as the fluorescence observation image.
(23) In the normal / special observation mode in which the normal observation image of the surgical field by the broadband light and the fluorescence observation image of the surgical field by the excitation light are obtained at the same time, the first light source unit and the second light source unit. The light source unit is driven together, and the first image and the second image are combined to obtain an image in which the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed. The observation device according to any one of (21).
(24) In the normal / special observation mode, the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed by adding the R value of the first image and the GB value of the second image. The observation device according to (23) above, wherein an image is generated.
(25) The short wavelength band image generation unit generates the second image based on the light in which the component of the wavelength band corresponding to the excitation light is attenuated or removed, and in the normal / special observation mode, the second image is generated. The above (23), wherein an image in which the normal observation image and the fluorescence observation image are superimposed is generated by adding the RGB values of the first image and the RGB values of the second image. Observation device.
１ 内視鏡装置
２ 顕微鏡装置
１０、２０、３０、４０、１１００、２１００ 照明装置
１０１ 第１の光源部
１０３、１０３ａ 第１のコリメート光学系
１０５ 結合光学系
１０７ 光ファイバ
１０９ 第３のコリメート光学系
１１１ 拡散部材
１１３、１１３ａ 第２のコリメート光学系
１１５、１１５ｂ ダイクロイックミラー
１１７、１１７ａ コンデンサ光学系
１１９ 第３の光源部
１２０、１２０ｂ 第２の光源部
１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂ レーザ光源
１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂ ダイクロイックミラー
１２５ 第２のダイクロイックミラー
１３０ ライトガイド
１１０１ レーザラインフィルタ
１１０３、１１０７ ハーフミラー
１１０５、１１０９ 光検出器
１１１１ 投影レンズ
１１２０ 制御部
１１２１ 第１光源部駆動制御部
１１２３ 第２光源部駆動制御部
１２００、１２００ｃ 内視鏡部
１２１０ 鏡筒
１２２０、１２２０ｃ、２２００ 撮像ユニット
１２２１ 光学フィルタ
１２２３ 第１の撮像素子
１２２５ 第２の撮像素子
１２２７ 第２の光学フィルタ
１３００ 画像処理装置
１３０１ 長波長帯域画像生成部
１３０３ 短波長帯域画像生成部
１３０５ 観察像生成部
１３０７ 入力部
１４００ 表示装置
１５００ 観察部位
１５０１ 第１の照射範囲
１５０３ 第２の照射範囲
２２２７ イメージレンズ
1
Claims (33)
前記広帯域光より狭い波長帯域を有す狭帯域光を出射する第２の光源部と、
前記第１の光源部及び前記第２の光源部の駆動を制御することにより観察モードを切り替える駆動制御部と、
前記第２の光源部から出射された前記狭帯域光の放射角度を変更する放射角度変更部材と、
前記第１の光源部から出射された前記広帯域光と、前記放射角度変更部材により放射角度を変更された前記狭帯域光とを、ライトガイドへ導光可能に配置された、導光部と、
前記導光部から出射された光の観察対象へ照射による前記観察対象からの光を、第１の波長帯域の光と第２の波長帯域の光に分光する分光部と、
前記第１の波長帯域の光を取得する第１の撮像部と、
前記第２の波長帯域の光を取得する第２の撮像部と、
前記第１の撮像部から取得した第１の画素信号と、前記第２の撮像部から取得した第２の画素信号との少なくとも一つに基づき、出力画像を生成する画像生成部と、
を備え、
前記放射角度変更部材は、前記導光部により導光された光が入射する前記ライトガイドの入射端面において前記広帯域光と前記狭帯域光との入射角が近づくように、前記狭帯域光の放射角度を変更し、
前記第２の撮像部は、前記狭帯域光に対応する前記第２の波長帯域の光を取得するように構成される、
観察システム。 The first light source unit that emits wideband light,
A second light source unit that emits narrow band light having a wavelength band narrower than that of the wide band light,
A drive control unit that switches the observation mode by controlling the drive of the first light source unit and the second light source unit.
A radiation angle changing member that changes the radiation angle of the narrow band light emitted from the second light source unit, and
A light guide unit, which is arranged so that the broadband light emitted from the first light source unit and the narrow band light whose radiation angle is changed by the radiation angle changing member can be guided to a light guide.
A spectroscopic unit that disperses the light emitted from the observation target by irradiating the observation target with the light emitted from the light guide unit into light in the first wavelength band and light in the second wavelength band.
A first imaging unit that acquires light in the first wavelength band,
A second imaging unit that acquires light in the second wavelength band,
An image generation unit that generates an output image based on at least one of a first pixel signal acquired from the first image pickup unit and a second pixel signal acquired from the second image pickup unit.
Equipped with
The radiation angle changing member emits the narrow band light so that the incident angles of the wide band light and the narrow band light approach each other at the incident end surface of the light guide to which the light guided by the light guide portion is incident. Change the angle ,
The second image pickup unit is configured to acquire light in the second wavelength band corresponding to the narrow band light.
Observation system.
前記複数の光源は、互いに独立に制御される、
請求項１〜４の何れか１項に記載の観察システム。 The second light source unit has a plurality of light sources and has a plurality of light sources.
The plurality of light sources are controlled independently of each other.
The observation system according to any one of claims 1 to 4.
前記駆動制御部は、
前記通常観察モードの場合、前記第１の光源部から出射した前記広帯域光と前記第２の光源部から出射した前記狭帯域光とを合波した光が前記白色光となるように、前記第２の光源部から出射する前記狭帯域光の強度を調整し、
前記通常／特殊観察モードの場合、前記第２の光源部から出射する前記狭帯域光の強度が観察目的に応じた強度となるように調整する、
請求項２４に記載の観察システム。 The observation mode consists of a normal observation mode in which white light is applied to the surgical field, a special observation mode in which the narrow band light is applied to the surgical field, and the broadband light and the narrow band light. seen at least Tsuo含of a normal / special observation mode to be irradiated to the field,
The drive control unit
In the case of the normal observation mode, the white light is obtained by combining the wideband light emitted from the first light source unit and the narrow band light emitted from the second light source unit. Adjust the intensity of the narrow band light emitted from the light source unit of No. 2 to adjust the intensity .
In the case of the normal / special observation mode, the intensity of the narrow band light emitted from the second light source unit is adjusted to be an intensity according to the observation purpose.
The observation system according to claim 24.
駆動制御部が、前記第１の光源部及び前記第２の光源部の駆動を制御することにより観察モードを切り替えることと、
第１の撮像部が、前記第１の波長帯域の光を取得することと、
第２の撮像部が、前記第２の波長帯域の光を取得することと、
画像生成部が、前記第１の撮像部から取得した第１の画素信号と、前記第２の撮像部から取得した第２の画素信号の少なくとも一つに基づき出力画像を生成することと、
を含み、
前記第２の撮像部は、前記狭帯域光に対応する前記第２の波長帯域の光を取得するように構成される、
観察システムの制御方法。 A first light source unit that emits wideband light, a second light source unit that emits narrow band light having a narrower wavelength band than the wide band light, and the narrow band light emitted from the second light source unit. The radiation angle changing member that changes the radiation angle, the broadband light emitted from the first light source unit, and the narrow band light whose radiation angle is changed by the radiation angle changing member can be guided to the light guide. The arranged light guide unit and the spectroscopic unit that splits the light emitted from the light guide unit into the light in the first wavelength band and the light in the second wavelength band by irradiating the observation target with the light from the observation target. The radiation angle changing member comprises It is a control method of the observation system that changes the emission angle of narrow band light.
The drive control unit switches the observation mode by controlling the drive of the first light source unit and the second light source unit.
And the first imaging unit acquires the light of the first wavelength band,
And the second imaging unit acquires the light of the second wavelength band,
And the image generation unit generates an output image based on at least one of the first and the first pixel signal obtained from the imaging unit, the second pixel signal obtained from the second imaging unit,
Including
The second image pickup unit is configured to acquire light in the second wavelength band corresponding to the narrow band light.
How to control the observation system .
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