JP2002165751A - 蛍光内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光内視鏡装置装置において、イメージガイ
ドにより伝播された蛍光像を撮像することにより得られ
た画像中に発生するモアレを防止する。 【解決手段】 励起光Ｌｅの照射を受けた生体組織１か
ら発生した蛍光による像Ｚｋをイメージガイド２１によ
ってその端面２１Ｂに伝播し、端面２１Ｂに伝播された
蛍光像Ｚｋを蛍光像結像手段３０によって互いに異なる
３つの波長領域に分光して結像させ、高感度撮像素子４
１、４２および４３によって撮像する蛍光内視鏡装置に
おいて、切替ミラー３９とダイクロイックミラー３５と
の間に水晶複屈折板等の位相板８１を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光内視鏡装置に
関し、詳しくは、イメージガイドによって伝播された生
体組織から発生した蛍光による像を分光して撮像する蛍
光内視鏡装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、励起光を生体組織に照射する
ことによりこの生体組織から発生した蛍光に基づき、生
体の組織性状を診断する手法が知られている。

【０００３】例えば、体腔内の生体組織に波長４１０ｎ
ｍ近傍の励起光を照射し、この励起光の照射により生体
組織から発生した蛍光の強度と、この生体組織が受光し
た励起光の強度との比率で表される蛍光収率や、励起光
の照射により発生した蛍光中の４８０ｎｍ近傍の波長領
域の強度と、４３０ｎｍ〜７３０ｎｍに亘る波長領域の
強度との比率で表される規格化蛍光強度等に基づいて作
成された画像によって生体の組織性状を観察する蛍光内
視鏡装置が提案されている。

【０００４】上記蛍光収率は、生体の正常組織および病
変組織が同一強度の励起光を受光した場合に正常組織か
ら発生する自家蛍光の強度が病変組織から発生する自家
蛍光の強度より高くなることに基づいて病変組織と正常
組織との識別を行う指標であり、また、この蛍光収率は
同一の被測定部位における励起光の受光強度とこの励起
光の受光により発生した自家蛍光の発光強度との比率で
表される値なので、励起光を照射する射出点と励起光の
照射を受ける生体組織の被測定部位との距離および角度
等に影響されない生体の組織性状を表す安定した指標と
して利用することができる。

【０００５】実際に蛍光収率を求めるにあたっては、生
体組織が受光した励起光の強度を直接測定することが難
しいので、例えば近赤外光等の生体組織に吸収されにく
い特定波長領域の光の照射を受けた生体組織によって反
射された参照光による像の強度によって前記生体組織が
受光した励起光の強度を代替し、蛍光収率を求めてい
る。

【０００６】すなわち、蛍光収率は、励起光の照射を受
けた生体組織から発生した蛍光の強度と生体組織が照射
を受けた励起光の強度との比率によって求められる値で
あるが、蛍光収率の近似値として、励起光の照射を受け
た生体組織から発生した蛍光による像の強度と特定波長
領域の光（必ずしも近赤外光でなくてもよく、可視波長
領域の光で代替することもできる）の照射を受けた生体
組織によって反射された参照光による像の強度との比率
により求められる値によって近似的に蛍光収率の値を求
めている。

【０００７】規格化蛍光強度は、励起光の照射を受けた
生体の正常組織と病変組織とから発生する蛍光のスペク
トルの形状が４８０ｎｍ近傍の波長領域において異なる
ことに基づいて正常組織と病変組織との識別を行う指標
であり、蛍光収率と同様に、励起光を照射する射出点と
励起光の照射を受ける生体組織の被測定部位との距離お
よび角度等に影響されない指標である。

【０００８】このように、体腔内の組織性状の診断にお
いては、上記蛍光収率や規格化蛍光強度等の指標を用い
て作成した組織性状画像を利用して生体の組織性状を観
察している。

【０００９】一方、従来より、体腔内に挿入された細長
い観察プローブ（内視鏡挿入部と呼ぶこともある）を通
して生体組織の像を撮像し、得られた画像をテレビモニ
タ等に表示させて生体組織を観察する内視鏡装置が知ら
れている。さらに、この内視鏡装置を応用して体腔内の
生体組織の蛍光像を分光測定する蛍光内視鏡装置も研究
されている。

【００１０】例えば、励起光の照射を受けた生体組織か
ら発生した微弱な蛍光による像を分光して測定する蛍光
内視鏡装置においては、生体組織から発生した蛍光によ
る像をイメージガイドを用いて内視鏡挿入部先端から内
視鏡本体に導き、このイメージガイドによって導かれた
蛍光像を分光して高感度撮像素子によって撮像し、テレ
ビモニタに表示させたり、通常光の照射を受けた生体組
織によって反射された通常像を撮像して蛍光像と比較し
て表示させたりしている。

【００１１】この蛍光像を伝播するイメージガイドは数
万本のファイバが束ねられたものであり、イメージガイ
ドにより伝播される蛍光像は、１本のファイバが１画素
（ファイバ画素と呼ぶことにする）に対応するように形
成されている。一方、このイメージガイドにより伝播さ
れた蛍光像を撮像する撮像素子は、１画素当たりの受光
光量を多くするために、受光画素数を少なくすると共に
受光画素の面積を大きくしてより多くの受光光量を確保
する構造を有する高感度撮像素子を用いており、その受
光画素数は上記通常像を撮像する通常感度を有する撮像
素子の受光画素数（数十万画素）の１／１０程度であり
ファイバ画素の数にほぼ等しくなっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このため、蛍光像を撮
像する高感度撮像素子の画素数がイメージガイドのファ
イバ画素数に近くなり、蛍光像が高感度撮像素子の撮像
面に結像されたときに、一定のピッチで配列されたファ
イバ画素による像がほぼ同程度のピッチで配列された受
光画素によって標本化（撮像）されるので、撮像された
画像中に元の蛍光像には存在しない規則的な模様（モア
レ）が発生し、画像が見にくいものとなってしまうこと
がある。

【００１３】また、特定波長領域の光、すなわち、特定
の波長範囲で限定された光の照射を受けた生体組織によ
って反射された参照光も強度が弱い光であり、蛍光の場
合と同様にイメージファイバにより伝播された参照光に
よる像を撮像する撮像素子として高感度撮像素子を用い
る場合には、上記蛍光の場合と同様に撮像された画像中
にモアレが発生し、画像が見にくいものとなってしまう
ことがある。

【００１４】通常像を撮像する撮像素子の方は、蛍光像
や参照光像を撮像する撮像素子ほど高感度である必要が
ないので画素数はファイバ画素に対して遥かに多くモア
レを発生するおそれはない。

【００１５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、イメージガイドによって伝播された光強度が弱い
像を高感度で撮像した画像中におけるモアレの発生を防
止することができる蛍光内視鏡装置を提供することを目
的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の蛍光内視
鏡装置は、励起光の照射を受けた生体組織から発生した
蛍光による像および通常光の照射を受けた前記生体組織
によって反射された通常光による像を前記生体組織に臨
ませた一端から他端に伝播するイメージガイドと、この
イメージガイドの他端に伝播された蛍光による像を分光
して結像する蛍光像結像手段と、この蛍光像結像手段の
光軸上に配された蛍光像撮像手段と、前記イメージガイ
ドの他端に伝播された通常光による像を結像する通常像
結像手段と、この通常像結像手段の光軸上に配された通
常像撮像手段とを備えた蛍光内視鏡装置において、通常
像結像手段が、前記通常光による像をこの通常像撮像手
段の撮像面上に結像するものであり、かつ蛍光像結像手
段が、この蛍光像撮像手段の撮像面から前記光軸方向に
ズレた位置に前記蛍光による像を結像するものであるこ
とを特徴とするものである。すなわち、蛍光像結像手段
の結像のピントをボケさせたことを特徴とするものであ
る。

【００１７】前記イメージガイドが、特定波長領域の光
の照射を受けた生体組織によって反射された参照光によ
る像をこの生体組織に臨ませた一端から他端に伝播する
ものであり、このイメージガイドの他端に伝播された、
特定波長領域の光の照射を受けた前記生体組織によって
反射された参照光による像を結像する参照像結像手段
と、この参照像結像手段の光軸上に配された参照像撮像
手段とをさらに備え、この参照像結像手段が、前記参照
像撮像手段の撮像面から光軸方向にズレた位置に前記参
照光による像を結像するものとしてもよい。

【００１８】本発明の第２の蛍光内視鏡装置は、励起光
の照射を受けた生体組織から発生した蛍光による像を一
端から他端に伝播するイメージガイドと、このイメージ
ガイドの他端に伝播された蛍光による像を分光して結像
する蛍光像結像手段と、この蛍光像結像手段により結像
された蛍光による像を撮像する蛍光像撮像手段とを備え
た蛍光内視鏡装置において、蛍光像結像手段が、光路中
に、光学的ローパスフィルタを備えたものであることを
特徴とするものである。すなわち、これも蛍光像結像手
段の結像のピントをボケさせたことを特徴とするもので
ある。

【００１９】本発明の第３の蛍光内視鏡装置は、励起光
の照射を受けた生体組織から発生した蛍光による像およ
び特定波長領域の光の照射を受けた前記生体組織によっ
て反射された参照光による像をこの生体組織に臨ませた
一端から他端に伝播するイメージガイドと、このイメー
ジガイドの他端に伝播された前記蛍光による像を分光し
て結像する蛍光像結像手段と、この蛍光像結像手段の光
軸上に配された蛍光像撮像手段と、前記イメージガイド
の他端に伝播された参照光による像を結像する参照光像
結像手段と、この参照光像結像手段の光軸上に配された
参照光像撮像手段とを備えた蛍光内視鏡装置において、
参照光像結像手段および蛍光像結像手段が、光路中に、
光学的ローパスフィルタを備えたものであることを特徴
とするものである。

【００２０】前記特定波長領域の光は、７００ｎｍより
長波長側の近赤外領域の光であることが好ましい。

【００２１】前記蛍光像結像手段が、互いに異なる２つ
以上の波長領域に分光された蛍光による像を結像するも
のであり、蛍光像撮像手段が、この蛍光像結像手段によ
って結像されたそれぞれの蛍光による像を撮像するもの
とすることができる。

【００２２】なお、通常光とは、可視領域の波長を有す
る光を意味するものである。

【００２３】また、特定波長領域の光とは、ある定めら
れた波長範囲に制限されている強度が弱い光を意味する
ものである。

【００２４】また、像を撮像面上に結像するとは、ピン
トが正確に合った像が撮像面上に形成されることを意味
する。

【００２５】また、撮像面から光軸方向にズレた位置に
結像するとは、イメージガイド端面に伝播された蛍光に
よる像を、モアレの発生を防止できる距離だけ、撮像面
から光軸方向に離れた位置に結像することを意味する。

【００２６】

【発明の効果】本発明の第１の蛍光内視鏡装置によれ
ば、通常光による像を通常像撮像手段の撮像面上に結像
する一方、蛍光による像あるいは参照光による像は蛍光
像撮像手段の撮像面から光軸方向にズレた位置に結像す
るようにしたので、通常像はピントが合った状態で撮像
する一方、蛍光による像あるいは参照光による像はボケ
たものとするので撮像した蛍光画像中におけるモアレの
発生を防止することができる。なぜなら、蛍光像撮像手
段の撮像面上の蛍光像あるいは参照光像は、ピントがず
れているので空間周波数の高い成分が減衰された像とな
り、受光画素と同程度のピッチで配列された画素間に境
界を有する像としては標本化されなくなるので、蛍光像
あるいは参照光像を撮像した画像中におけるモアレの発
生を防止することができるからである。

【００２７】本発明の第２および第３の蛍光内視鏡装置
によれば、蛍光像結像手段あるいは参照光像結像手段の
光路中に光学的ローパスフィルタを備えるようにしたの
で、蛍光像あるいは参照光像に含まれる空間周波数の高
いファイバ画素による像の強度が減衰され、ファイバ画
素は受光画素と同程度のピッチで配列された画素間に境
界を有する像としては標本化されなくなるので、蛍光像
あるいは参照光像を撮像した画像中におけるモアレの発
生を防止することができる。

【００２８】また、特定波長領域の光を７００ｎｍより
長波長側の近赤外領域の光とすれば、生体組織による吸
収が少なく、生体組織に照射された特定波長領域の光の
強度をより正確に表した反射光（すなわち参照光）を得
ることができる。

【００２９】なお、蛍光像結像手段を、互いに異なる２
つ以上の波長領域に分光された蛍光による像を結像する
ものとし、蛍光像撮像手段を、この蛍光像結像手段によ
って結像されたそれぞれの蛍光による像を撮像するもの
とすれば、互いに異なる波長帯域に分離された複数の蛍
光による像を撮像することができ、これにより、分光さ
れた蛍光像を撮像した画像間の演算が行なえるので、規
格化蛍光強度等の指標を求めることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の
第１の実施の形態の蛍光内視鏡装置の概略構成を示すブ
ロック図、図２は規則的に配列されたイメージガイドの
ファイバ画素および高感度撮像素子の受光画素を示す拡
大図である。なお、第１の実施の形態の蛍光内視鏡装置
は、蛍光像を高感度撮像素子の撮像面から光軸方向にズ
レた位置に結像することによりモアレの発生を防止する
ように構成されたものである。

【００３１】本発明の第１の実施の形態による蛍光内視
鏡装置１００は、光源１０から射出された励起光Ｌｅの
照射を受けた生体組織１から発生した蛍光による像Ｚｋ
および同じ光源から射出された通常光Ｌｔの照射を受け
た生体組織１によって反射された通常光による像Ｚｔを
生体組織１に臨ませた一端の端面２１Ａから他端の端面
２１Ｂに伝播するイメージガイド２１、イメージガイド
２１の端面２１Ｂに伝播された蛍光像Ｚｋを分光して結
像する蛍光像結像手段３０、蛍光像結像手段３０の光軸
上に配された蛍光像撮像手段である高感度撮像素子４
１、４２および４３、イメージガイド２１の端面２１Ｂ
に伝播された通常像Ｚｔを結像する通常像結像手段５
０、および通常像結像手段５０によって結像された通常
像を撮像する通常像撮像手段である通常像撮像素子６１
を備えている。

【００３２】蛍光像結像手段３０は、蛍光像Ｚｋを互い
に異なる３つの波長領域に分光し、分光され３つの光路
上に分光蛍光像Ｚｋ１、Ｚｋ２およびＺｋ３を結像させ
るものである。高感度撮像素子４１、４２および４３
は、分光蛍光像Ｚｋ１、Ｚｋ２およびＺｋ３を結像させ
る各光路の光軸上にそれぞれ配置されている。なお、高
感度撮像素子４１、４２および４３は、それぞれイメー
ジガイドのファイバ画素数と同程度の数万個の受光画素
を有し、通常像撮像素子６１は数十万個の受光画素を有
する。

【００３３】体腔内に挿入される内視鏡挿入部２０の内
部には、上記イメージガイド２１および光源１０から射
出された励起光Ｌｅおよび通常光Ｌｔを伝播するライト
ガイド２２が配設されている。

【００３４】通常像結像手段５０は、イメージガイドの
端面２１Ｂに伝播された通常像Ｚｔの一次像を作る対物
レンズ３４、対物レンズ３４を通して伝播された通常光
を直角に反射させる切替ミラー３９、切替ミラー３９に
よって反射された通常光をさらに直角に反射させる反射
ミラー５１、および反射ミラー５１によって反射された
通常光を通常像Ｚｔ１として結像する結像レンズ５２を
備え、対物レンズ３４および切替ミラー３９を蛍光像結
像手段３０と共用している。

【００３５】なお、切替ミラー３９は、その一端Ｏを中
心に４５度回転することにより通常光および蛍光の光路
を切り替えるものであり、対物レンズ３４を通して入射
した通常光を反射ミラー５１の方向に反射させる場合に
は光軸に対して４５度傾いた向きに配置されて光路内に
挿入され、対物レンズ３４を通して入射した蛍光を後述
するダイクロイックミラー３５の方向に伝播させる場合
には光軸に対して平行な向きに配置されて光路から外さ
れる。

【００３６】蛍光像結像手段３０は、上記３つに分岐さ
れた光路を有し、分光蛍光像Ｚｋ１を結像させる第１の
光路にはイメージガイドの端面２１Ｂに伝播された蛍光
像Ｚｔの一次像を作る対物レンズ３４、対物レンズ３４
を通して伝播された蛍光を透過および反射させることに
より分光するダイクロイックミラー３５、ダイクロイッ
クミラー３５を透過した蛍光を分光蛍光像Ｚｋ１として
結像させる結像レンズ３１を備え、ダイクロイックミラ
ー３５によって反射された蛍光を伝播させる分光蛍光像
Ｚｋ２を結像させる第２の光路には、光を透過および反
射させて光路を分岐させるハーフミラー３６、ハーフミ
ラー３６によって反射された蛍光中の特定の波長領域の
蛍光のみを透過させる帯域フィルタ３７Ａ、帯域フィル
タ３７Ａを透過した蛍光を分光蛍光像Ｚｋ２として結像
させる結像レンズ３２を備え、ハーフミラー３６を透過
した蛍光を伝播させる分光蛍光像Ｚｋ３を結像させる第
３の光路には、上記帯域フィルタ３７Ａとは異なる特定
の波長領域の光のみを透過させる帯域フィルタ３７Ｂ、
帯域フィルタ３７Ｂを透過した蛍光を反射させる反射ミ
ラー３８、反射ミラー３８によって反射された蛍光を分
光蛍光像Ｚｋ３として結像させる結像レンズ３３を備え
ている。

【００３７】画像データ処理回路７２は、通常像撮像素
子６１によって撮像され出力された通常像を表す画像デ
ータを入力し映像信号に変換して出力すると共に、高感
度撮像素子４１、４２および４３によって撮像され出力
された分光蛍光像Ｚｋ１、Ｚｋ２およびＺｋ３を表す画
像データを入力し、それぞれの画像データを映像信号に
変換して個別に出力したりこれらの画像データ間の演算
等を行なった結果を映像信号に変換して出力したりする
ものである。画像データ処理回路７２から出力された通
常像を表す映像信号は表示器７３に表示され、分光蛍光
像を表す映像信号は表示器７４に表示される。

【００３８】なお、通常像Ｚｔを通常像撮像素子６１の
撮像面上に結像させ、かつ高感度撮像素子４１、４２お
よび４３の撮像面から光軸方向にズレた位置に分光蛍光
像Ｚｋ１、Ｚｋ２およびＺｋ３を結像させるための各光
学要素の位置決めは、以下のような方式によって行なわ
れる。

【００３９】第１の位置決め方式は、まず始めに、通常
像撮像素子６１によって撮像され表示器７３に表示され
た映像を観察しながら通常像撮像素子６１を光軸方向に
移動させ表示されている通常像Ｚｔ１のピントを合わせ
ることにより、通常像Ｚｔ１の結像面に通常像撮像素子
６１の撮像面を合致させる。次に、高感度撮像素子４１
によって撮像され表示器７４に表示された分光蛍光像Ｚ
ｋ１の映像を観察しながら高感度撮像素子４１を光軸方
向に移動させ表示されている分光蛍光像Ｚｋ１のピント
を合わせることにより、分光蛍光像Ｚｋ１の結像面に高
感度撮像素子４１の撮像面を合致させる。同様に、表示
器７４に表示された分光蛍光像Ｚｋ２およびＺｋ３のピ
ントを合わせることにより分光蛍光像Ｚｋ２およびＺｋ
３の結像面に高感度撮像素子４２および４３の撮像面を
合致させる。このとき表示器７４に表示された分光蛍光
像Ｚｋ１、Ｚｋ２およびＺｋ３にはモアレが発生する。

【００４０】すなわち、イメージガイド２１の端面２１
Ｂは図２（Ａ）に示すような規則的に配列された多数の
ファイバによる画素から構成されており、この端面２１
Ｂに伝播された分光蛍光像を撮像する高感度撮像素子の
撮像面にも上記ファイバ画素と同じような図２（Ｂ）に
示すような規則的に配列された受光画素が配されてい
る。したがって、このファイバ画素の像を含む分光蛍光
像が高感度撮像素子の撮像面上に結像され撮像される
と、一定のピッチで配列されたファイバ画素を表す像
が、同程度のピッチで配列された受光画素によって標本
化されるのでモアレが発生する。

【００４１】次に、表示器７４に表示された上記モアレ
を含む各分光蛍光像の映像を観察しながら対物レンズ３
４を光軸方向に移動させ、３つの分光蛍光像の結像位置
を同時に移動させる。表示された各分光蛍光像を表す映
像からモアレが除去されるように分光蛍光像の結像位置
を移動させた後に対物レンズ３４を固定する。

【００４２】映像中のモアレを除去するには一定のピッ
チで配列されたファイバ画素が標本化されないようにす
ればよいので、分光蛍光像を高感度撮像素子の撮像面か
ら光軸方向にズレた位置に結像させ、図３に示すように
分光蛍光像を構成するファイバ画素の像がボケた状態で
撮像されるようにすることにより、ファイバ画素は一定
のピッチで配列された像としては標本化されず、モアレ
の発生を防止することができる。なお、このとき通常像
Ｚｔ１の位置も光軸方向に移動され、表示器７３によっ
て表示される通常像もピントのずれた像となる。

【００４３】その後、結像レンズ５２あるいは通常像撮
像素子６１の位置を調節して、通常像Ｚｔ１の結像面と
通常像撮像素子６１の撮像面とを合致させる。

【００４４】これにより、表示器７４にはモアレが除去
された分光蛍光像が表示され、表示器７３にはピントが
合った通常像が表示される。

【００４５】第２の位置決め方式は、まず始めに、上記
第１の位置決め方式と同様に通常像Ｚｔ１の結像面に通
常像撮像素子６１の撮像面を合致させると共に、分光蛍
光像Ｚｋ１、Ｚｋ２およびＺｋ３の結像面に高感度撮像
素子４１、４２および４３の撮像面を合致させる。この
とき、表示器７４に表示された分光蛍光像Ｚｋ１、Ｚｋ
２およびＺｋ３には上記と同様の理由によりモアレが発
生する。

【００４６】次に、表示器７４に表示された上記モアレ
が発生した分光蛍光像Ｚｋ１を観察しながら、この表示
された画像からモアレが除去されるまで高感度撮像素子
４１を光軸方向に移動させる。モアレが発生した分光蛍
光像Ｚｋ２およびＺｋ３に関しても同様に、表示された
画像からモアレが除去されるまで高感度撮像素子４２お
よび４３をそれぞれ光軸方向に移動させる。

【００４７】これにより、上記と同様の理由によってモ
アレの発生を防止することができ、表示器７４にはモア
レが除去された分光蛍光像が表示され、表示器７３には
ピントが合った通常像が表示される。

【００４８】次に、上記第１の実施の形態における作用
について説明する。

【００４９】まず始めに、生体組織１の通常像を観察す
るために切替ミラー３９を光路中に傾けて挿入する。次
に、光源１０から射出された通常光Ｌｔをライトガイド
２２および照射レンズ２３を通して生体組織１に照射す
る。通常光の照射を受けた生体組織１によって反射され
た通常光による通常像Ｚｔは入射レンズ２４およびイメ
ージガイド２１を通して端面２１Ｂに伝播される。イメ
ージガイドの端面２１Ｂに伝播された通常像Ｚｔは切替
ミラー３９および反射ミラー５１によって反射されると
共に、対物レンズ３４と結像レンズ５２を通して通常像
撮像素子６１の撮像面上に通常像Ｚｔ１として結像され
る。通常像撮像素子６１の撮像面上に結像された通常像
Ｚｔ１は、通常像撮像素子６１によって撮像され画像デ
ータとして出力された後、画像データ処理回路７２によ
って映像信号に変換され表示器７３に表示される。

【００５０】次に、生体組織１の分光蛍光像を観察する
ために切替ミラー３９を光路から外し、光源１０から射
出された励起光Ｌｅをライトガイド２２および照射レン
ズ２３を通して生体組織１に照射する。励起光Ｌｅの照
射を受けた生体組織１から発生した蛍光像Ｚｋは入射レ
ンズ２４およびイメージガイド２１を通してその端面２
１Ｂに伝播される。端面２１Ｂに伝播された蛍光像Ｚｋ
は、互いに異なる３つの波長領域に分光されて高感度撮
像素子４１、４２および４３の撮像面からそれぞれ光軸
方向にズレた位置に、分光蛍光像Ｚｋ１、Ｚｋ２および
Ｚｋ３として結像される。これらの分光蛍光像Ｚｋ１、
Ｚｋ２およびＺｋ３は高感度撮像素子４１、４２、４３
によって撮像され画像データとして出力された後、画像
データ処理回路７２によって映像信号に変換され表示器
７４に表示される。

【００５１】ここで、高感度撮像素子４１、４２、４３
の撮像面と、蛍光像結像手段３０によって結像されたそ
れぞれの分光蛍光像Ｚｋ１、Ｚｋ２、Ｚｋ３の結像面の
位置は、撮像された画像中にモアレが発生しない距離だ
け予め光軸方向にずれているので、表示器７４に表示さ
れる画像中のモアレの発生を防止することができ、切替
ミラー３９の切り替えにより、モアレが除去された各分
光蛍光像と、ピントが合った通常像とを選択して表示さ
せ両者の映像を比較して観察することができる。

【００５２】なお、各分光蛍光像はピントがずれた像と
して撮像され表示されるが、生体組織から発生する蛍光
による像は元々明確な輪郭を持っていないので、多少ピ
ントがずれていても観察する上での支障は少ない。

【００５３】また、画像データ処理回路７２によって画
像データ間の演算を行ない特定の波長領域に分光された
各分光蛍光像間の強度の比率を求めたり、ダイクロイッ
クミラー、帯域フィルタ等の特性を適当に選択し、特定
の波長領域の蛍光像の強度を全波長領域に亘る蛍光像の
強度で除算した値、すなわち規格化蛍光強度を求めたり
することにより生体のより詳しい組織性状を可視画像と
して観察するようにすることもできる。

【００５４】また、図４に示すように上記実施の形態に
おいて配置した光源を、励起光Ｌｅ、通常光Ｌｔと共に
特定波長領域である近赤外光Ｌｋを照射可能とする光源
１０´に変更し、さらに切り替えミラー３９とダイクロ
イックミラー３５との間に光源１０´からの近赤外光Ｌ
ｓの照射を受けた生体組織１によって反射された近赤外
光（参照光像Ｚｓ）を反射させ、近赤外より短い波長領
域、すなわち生体組織から発生した蛍光を含む波長領域
の光を透過させるダイクロイックミラー９１を配置する
ことにより参照光像Ｚｓを抽出し、この参照光像Ｚｓを
反射ミラー９２によって直角に反射させ、結像レンズ９
３によって高感度撮像素子９４の撮像面から光軸方向に
ズレた位置に参照光像Ｚｓ１として結像させることによ
り、上記と同様にモアレを除去した参照光による像を高
感度撮像素子９４によって撮像することができる。撮像
された参照光像は高感度撮像素子９４から画像データと
して出力され、画像データ処理回路７２′によって取得
された各画像間の演算が行われ、例えば励起光の照射に
より生体組織から発生した蛍光による像の強度と、この
生体組織が受光した励起光の強度（上記実施の形態にお
いては参照光による像の強度）との比率で表される蛍光
収率等の値を求めることにより生体組織のより詳しい組
織性状を可視画像として観察するようにすることもでき
る。

【００５５】図５は、本発明の第２の実施の形態の蛍光
内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。第２の
実施の形態の蛍光内視鏡装置は、切替ミラー３９とダイ
クロイックミラー３５との間に光学的ローパスフィルタ
である水晶複屈折板等の位相板８１を挿入し、この位相
板８１を透過することにより複屈折して分離された２つ
の分光蛍光像を、高感度撮像素子の撮像面上に結像する
ように構成したものであり、その他は第１の実施の形態
と同様の構成からなる。以下、第１の実施の形態の蛍光
内視鏡装置と同様の構成については同じ符号を使用し説
明を省略する。

【００５６】第１の実施の形態と同様の切替ミラー３９
を光路中に傾けて挿入して生体組織１の通常像を観察す
る作用については省略し、切替ミラー３９を光路から外
して生体組織１の分光蛍光像を観察するときの作用につ
いて説明する。

【００５７】光源１０から射出された励起光Ｌｅの照射
を受けた生体組織１から発生した蛍光による蛍光像Ｚｋ
は入射レンズ２４およびイメージガイド２１を通して端
面２１Ｂに伝播される。端面２１Ｂに伝播された蛍光像
Ｚｋは、位相板８１を透過することにより２つの分光蛍
光像に分離され、さらに互いに異なる３つの波長領域に
分光されて高感度撮像素子４１、４２および４３の撮像
面上にそれぞれ結像される。３つの波長領域に分光され
結像された３組の分光蛍光像は高感度撮像素子４１、４
２および４３によって撮像され画像データ処理回路７２
を通して表示器７４に表示される。

【００５８】ここで、複屈折して分離され２つの分光蛍
光像が各高感度撮像素子の撮像面上において重なり合っ
て結像されることにより空間周波数の高い像のピントが
ボケた状態となり、その強度が減衰されるので、ファイ
バ画素の画素間の境界による像が減衰されモアレの発生
を防止することができる。その他の作用については、第
１の実施の形態と同様である。

【００５９】なお、光学的ローパスフィルタとしては、
水晶複屈折板に限らず、表面の断面形状が矩形波、ノコ
ギリ波等の形状を有する透明なプラスチック製の位相格
子等を用いてもよい。

【００６０】図６は、本発明の第３の実施の形態の蛍光
内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。第３の
実施の形態の蛍光内視鏡装置は、通常像は撮像せず蛍光
像と特定波長領域の光である参照光像を撮像するように
構成した装置である。この蛍光内視鏡装置には、励起光
Ｌｅおよび特定波長領域の光である近赤外光Ｌｓを射出
する光源１０″、近赤外光Ｌｓの照射を受けた生体組織
１によって反射されイメージガイド２１の端面２１Ｂに
伝播された参照光像Ｚｓを結像する参照光像結像手段５
０′、および参照光像結像手段５０′によって参照光像
Ｚｓ１を結像させる光路の光軸上にはイメージガイドの
ファイバ画素数と同程度の数万個の受光画素を有する高
感度撮像素子６１′が備えられている。

【００６１】参照光像結像手段５０′は、イメージガイ
ドの端面２１Ｂに伝播された参照光像Ｚｓの一次像を作
る対物レンズ３４′、対物レンズ３４′を通して伝播さ
れた参照光を直角に反射させ、対物レンズ３４′を通し
て伝播された蛍光を透過させるダイクロイックミラー３
９′、ダイクロイックミラー３９′によって反射された
参照光をさらに直角に反射させる反射ミラー５１′、反
射ミラー５１′によって反射された参照光を参照像Ｚｓ
１として結像する結像レンズ５２′、およびダイクロイ
ックミラー３９′と反射ミラー５１′との間の光路中に
光学的ローパスフィルタである水晶複屈折板等の位相板
８１′を備えている。

【００６２】その他の構成は、第２の実施の形態と同様
である。以下、第２の実施の形態の蛍光内視鏡装置と同
様の構成については同じ符号を使用し説明を省略する。

【００６３】次に、生体組織１の参照光像を観察すると
きの作用について説明する。なお、第２の実施の形態と
同様の生体組織１の蛍光像を観察する作用については省
略する。

【００６４】光源１０″から射出された近赤外光Ｌｓを
ライトガイド２２および照射レンズ２３を通して生体組
織１に照射する。近赤外光Ｌｓの照射を受けた生体組織
１によって反射された参照光による参照光像Ｚｓは入射
レンズ２４およびイメージガイド２１を通して端面２１
Ｂに伝播される。イメージガイドの端面２１Ｂに伝播さ
れた参照光像Ｚｓは、ダイクロイックミラー３９′およ
び反射ミラー５１′によって反射されると共に、対物レ
ンズ３４′と結像レンズ５２′を通して高感度撮像素子
６１′の撮像面上に参照光像Ｚｓ１として結像される。

【００６５】ここで、イメージガイドの端面２１Ｂに伝
播された参照像Ｚｓは、ダイクロイックミラー３９′と
反射ミラー５１′との間の光路中に配置されている位相
板８１′中を伝播するときに複屈折してわずかに分離さ
れ２つの参照光像が高感度撮像素子６１′の撮像面上に
おいて重なり合って結像される。これにより、空間周波
数の高い像のピントがボケた状態となり、その強度が減
衰されるので、ファイバ画素の画素間の境界による像が
減衰されモアレの発生を防止することができる。

【００６６】高感度撮像素子６１′の撮像面上に結像さ
れた参照光像Ｚｔ１は、高感度撮像素子６１′によって
撮像され画像データとして画像データ処理回路７１′に
出力され、画像データ処理回路７２によって、例えば励
起光の照射により生体組織から発生した蛍光による像の
強度と、この生体組織が受光した励起光の強度（上記実
施の形態においては参照光による像の強度）との比率で
表される蛍光収率等の値が求められ、生体組織の組織性
状を表す画像が表示される。その他の作用については、
第２の実施の形態と同様である。

【００６７】なお、上記撮像素子（高感度撮像素子も含
む）は、CCD型の撮像素子あるいはMOS型の撮像素子等、
画素を有する撮像素子であればどのようなタイプの撮像
素子を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略
構成を示す図

【図２】規則的に配列されたファイバ画素および受光画
素を示す拡大図

【図３】ピントが合っていない状態で撮像されファイバ
画素の像を示す図

【図４】参照光像を撮像する機能を付加した蛍光内視鏡
装置の概略構成をを示す図

【図５】本発明の第２の実施の形態の蛍光内視鏡装置の
概略構成をを示す図

【図６】本発明の第３の実施の形態の蛍光内視鏡装置の
概略構成をを示す図

【符号の説明】

１ 生体組織 １０ 光源 ２０ 内視鏡挿入部 ２１ イメージガイド ３０ 蛍光像結像手段 ３９ 切替ミラー ４１，４２，４３ 高感度撮像素子 ５０ 通常像結像手段 ６１ 通常像撮像素子 ７３，７４ 表示器 ８１ 位相板

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G043 AA03 BA16 CA05 EA01 FA01 FA05 GA04 GB01 GB18 GB19 HA05 HA09 JA01 JA03 KA01 LA03 4C061 AA00 BB00 CC07 DD00 FF47 HH51 LL03 MM04 NN01 NN05 PP11 QQ04 VV04 WW17

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光の照射を受けた生体組織から発生
   した蛍光による像および通常光の照射を受けた前記生体
   組織によって反射された通常光による像を前記生体組織
   に臨ませた一端から他端に伝播するイメージガイドと、
   該イメージガイドの他端に伝播された前記蛍光による像
   を分光して結像する蛍光像結像手段と、該蛍光像結像手
   段の光軸上に配された蛍光像撮像手段と、前記イメージ
   ガイドの他端に伝播された前記通常光による像を結像す
   る通常像結像手段と、該通常像結像手段の光軸上に配さ
   れた通常像撮像手段とを備えた蛍光内視鏡装置におい
   て、 前記通常像結像手段が、前記通常光による像を前記通常
   像撮像手段の撮像面上に結像するものであり、かつ前記
   蛍光像結像手段が、前記蛍光像撮像手段の撮像面から前
   記光軸方向にズレた位置に前記蛍光による像を結像する
   ものであることを特徴とする蛍光内視鏡装置。
2. 【請求項２】 前記イメージガイドが、特定波長領域の
   光の照射を受けた前記生体組織によって反射された参照
   光による像を前記生体組織に臨ませた一端から他端に伝
   播するものであり、前記イメージガイドの他端に伝播さ
   れた、前記特定波長領域の光の照射を受けた前記生体組
   織によって反射された参照光による像を結像する参照像
   結像手段と、該参照像結像手段の光軸上に配された参照
   像撮像手段とをさらに備え、前記参照像結像手段が、前
   記参照像撮像手段の撮像面から前記光軸方向にズレた位
   置に前記参照像を結像するものであることを特徴とする
   請求項１記載の蛍光内視鏡装置。
3. 【請求項３】 励起光の照射を受けた生体組織から発生
   した蛍光による像および通常光の照射を受けた前記生体
   組織によって反射された通常光による像を前記生体組織
   に臨ませた一端から他端に伝播するイメージガイドと、
   該イメージガイドの他端に伝播された前記蛍光による像
   を分光して結像する蛍光像結像手段と、該蛍光像結像手
   段の光軸上に配された蛍光像撮像手段と、前記イメージ
   ガイドの他端に伝播された前記通常光による像を結像す
   る通常像結像手段と、該通常像結像手段の光軸上に配さ
   れた通常像撮像手段とを備えた蛍光内視鏡装置におい
   て、 前記通常像結像手段が、前記通常光による像を前記通常
   像撮像手段の撮像面上に結像するものであり、かつ前記
   蛍光像結像手段が、光路中に、光学的ローパスフィルタ
   を備えたものであることを特徴とする蛍光内視鏡装置。
4. 【請求項４】 励起光の照射を受けた生体組織から発生
   した蛍光による像および特定波長領域の光の照射を受け
   た前記生体組織によって反射された参照光による像を前
   記生体組織に臨ませた一端から他端に伝播するイメージ
   ガイドと、該イメージガイドの他端に伝播された前記蛍
   光による像を分光して結像する蛍光像結像手段と、該蛍
   光像結像手段の光軸上に配された蛍光像撮像手段と、前
   記イメージガイドの他端に伝播された前記参照光による
   像を結像する参照光像結像手段と、該参照光像結像手段
   の光軸上に配された参照光像撮像手段とを備えた蛍光内
   視鏡装置において、 前記参照光像結像手段および前記蛍光像結像手段が、光
   路中に、光学的ローパスフィルタを備えたものであるこ
   とを特徴とする蛍光内視鏡装置。
5. 【請求項５】 前記特定波長領域の光が７００ｎｍより
   長波長側の近赤外領域の光であることを特徴とする請求
   項２または４記載の蛍光内視鏡装置。
6. 【請求項６】 前記蛍光像結像手段が、互いに異なる２
   つ以上の波長領域に分光された前記蛍光による像を結像
   するものであり、前記蛍光像撮像手段が、該蛍光像結像
   手段によって結像されたそれぞれの蛍光による像を撮像
   するものであることを特徴とする請求項１から５のいず
   れか１項記載の蛍光内視鏡装置。