JP2002177196A - 生体の蛍光観察装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通常の内視鏡観察画像へのモアレ干渉縞の発生
を抑制して、良好な画像品質を得ることができる生体の
蛍光観察装置を提供すること。 【解決手段】モアレ干渉縞の発生を低減させるためのモ
アレ縞消しフィルタ７０を、通常画像撮像用テレビカメ
ラ３０に対する内視鏡観察画像光の入射光路中に配置し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内視鏡を利用し
た蛍光観察によって早期癌等を診断するための生体の蛍
光観察装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特定の波長領域の光（励起光）が照射さ
れると生体が蛍光を発することを利用して、内視鏡を利
用した蛍光観察が行なわれている。

【０００３】そのような蛍光観察を行なうのに用いられ
る内視鏡は、挿入部の先端に配置された対物光学系によ
って得られた観察画像を、挿入部内に挿通されたイメー
ジガイドファイババンドルによって接眼部に伝送して観
察する通常観察用のものと同じである。

【０００４】そして、内視鏡のイメージガイドファイバ
バンドルによって伝送された通常の内視鏡観察画像を撮
像する通常画像撮像用テレビカメラと、イメージガイド
ファイババンドルによって伝送された蛍光観察画像の光
の強さをイメージインテンシファイアによって増幅して
から撮像する蛍光画像撮像用超高感度テレビカメラとが
設けられて、イメージガイドファイババンドルによって
伝送された光が、光路切換機構によって二つのテレビカ
メラのいずれかの撮像面に導かれるように切り換えられ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、蛍光観察画像
の光の強さを増幅するイメージインテンシファイアのカ
メラヘッドに蜂の巣状に配列されている画像素子の大き
さは、イメージガイドファイババンドルの画像素子の大
きさ及びテレビカメラヘッドの画像素子の大きさと全く
異なるので、蛍光観察画像にはモアレ干渉縞等は発生し
ない。

【０００６】しかし、通常画像撮像用テレビカメラの画
像素子の大きさとイメージガイドファイババンドルの画
像素子の大きさとは比較的近いので、通常の内視鏡観察
画像にはモアレ干渉縞が発生して、非常に見難い画像に
なってしまう場合がある。

【０００７】そこで本発明は、通常の内視鏡観察画像へ
のモアレ干渉縞の発生を抑制して、良好な画像品質を得
ることができる生体の蛍光観察装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の生体の蛍光観察装置は、内視鏡のイメージ
ガイドファイババンドルによって伝送された通常の内視
鏡観察画像を撮像するための通常画像撮像用テレビカメ
ラと、イメージガイドファイババンドルによって伝送さ
れた蛍光観察画像の光の強さを増幅して撮像を行なうた
めの蛍光画像撮像用超高感度テレビカメラと、イメージ
ガイドファイババンドルによって伝送された光を二つの
テレビカメラのいずれの撮像面に導くかを切り換えるた
めの光路切換手段とが設けられた生体の蛍光観察装置に
おいて、通常画像撮像用テレビカメラにより撮像された
内視鏡観察画像へのモアレ干渉縞の発生を低減させるた
めのモアレ縞消しフィルタを、通常画像撮像用テレビカ
メラに対する内視鏡観察画像光の入射光路中に配置した
ものである。

【０００９】なお、モアレ縞消しフィルタが、通常画像
撮像用テレビカメラに対する内視鏡観察画像光の入射光
軸周りに回転自在に配置されていてもよく、モアレ縞消
しフィルタの入射光軸周りの向きを任意に調整するため
のフィルタ回転操作部材を設けることにより、モアレ干
渉縞の発生が最も低減される状態を任意に選択すること
ができる。

【００１０】また、モアレ縞消しフィルタが入射光軸の
垂直方向に対して傾くのを防止するようにモアレ縞消し
フィルタを軸線方向に弾力的に付勢する付勢手段を設け
てもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施例を
説明する。図２は、生体の蛍光観察装置の全体構成を概
略的に示しており、１は内視鏡の挿入部、２は、挿入部
１の基端に連結された操作部である。

【００１２】挿入部１の先端には、被写体の像をイメー
ジガイドファイババンドル５の入射端面に結像させるた
めの対物光学系４が内蔵されている。イメージガイドフ
ァイババンドル５は、挿入部１内から操作部２内を通っ
てその射出端面は接眼部３に達している。接眼部３に
は、イメージガイドファイババンドル５の射出端面を拡
大して観察するための接眼光学系６が内蔵されている。

【００１３】したがって、挿入部１の先端の前方にある
被写体の像が対物光学系４によって結像されて、その像
がイメージガイドファイババンドル５によって接眼部３
に伝達され、接眼部３に通常・蛍光両用テレビカメラユ
ニット２０が接続されていない状態では、接眼光学系６
を通して観察画像を肉眼で観察することができる。

【００１４】被写体を照明するための照明光を伝達する
ライトガイドファイババンドル７は、射出端が対物光学
系４と平行に配置され、挿入部１及び操作部２内からラ
イトガイド連結管８内を通って、入射端は、光源装置１
０に着脱自在なコネクタ９に配置されている。

【００１５】光源装置１０内にはキセノンランプを用い
た光源ランプ１１が配置されていて、その光源ランプ１
１から放射された照明光がライトガイドファイババンド
ル７に収束して入射され、ライトガイドファイババンド
ル７の射出端から射出された照明光によって被写体が照
明される。

【００１６】ライトガイドファイババンドル７の入射端
と光源ランプ１１との間の照明光路には、例えば４２０
nmないし４８０nmの波長領域の光だけを透過する特性の
励起光用フィルタ１２が、ソレノイド１３によって挿脱
自在に配置されている。この励起光用フィルタ１２は、
通常観察時には照明光路外に退避され、蛍光観察時に照
明光路中に挿入されるようになっている。

【００１７】接眼部３には、通常・蛍光両用テレビカメ
ラユニット２０を着脱自在に連結接続することができ
る。接眼部３と通常・蛍光両用テレビカメラユニット２
０との連結機構２１は、バヨネットその他内視鏡の接眼
部アタッチメント用の公知の各種機構を用いることがで
き、接眼光学系６の光軸を中心に回転可能に取り付けら
れるようにするとよい。

【００１８】この通常・蛍光両用テレビカメラユニット
２０には、接眼光学系６を通った通常の観察画像を撮像
するための通常画像撮像用テレビカメラ３０と、接眼光
学系６を通った蛍光観察画像を撮像するための蛍光画像
撮像用超高感度テレビカメラ４０とが内蔵されていて、
全体として一体のユニットに構成されている。

【００１９】このような構成により、内視鏡の接眼部３
を通常・蛍光両用テレビカメラユニット２０に着脱する
ことにより、通常画像撮像用テレビカメラ３０と蛍光画
像撮像用超高感度テレビカメラ４０の両テレビカメラに
対して同時に着脱されることになる。

【００２０】３１と３２は、通常画像撮像用テレビカメ
ラ３０の固体撮像素子と結像レンズ、４１と４２は、蛍
光画像撮像用超高感度テレビカメラ４０の固体撮像素子
と結像レンズである。

【００２１】蛍光画像撮像用超高感度テレビカメラ４０
には、接眼光学系６を通った光の強さを大幅に増幅する
ためのイメージインテンシファイア４３（Ｉ・Ｉ）が内
蔵されている。４４は、接眼光学系６を通った観察画像
をイメージインテンシファイア４３の受像面に結像させ
るための蛍光画像結像レンズである。

【００２２】通常・蛍光両用テレビカメラユニット２０
の前端部分の内側には、接眼光学系６を通った光を二つ
のテレビカメラ３０，４０のいずれの撮像面に導くかを
切り換えるための光路切換機構５０が配置されている。

【００２３】光路切換機構５０における光路切換光学部
材として、ここでは、接眼光学系６の光軸に対して４５
°傾斜した反射面を有していて接眼光学系６の光軸に対
して垂直方向に移動可能なダハプリズム５５が用いられ
ている。

【００２４】ダハプリズム５５は、操作ロッド５６によ
って任意にスライド移動させることができるように配置
されている。なお、操作ロッド５６は、実際には紙面に
垂直の方向に配置されていて、ダハプリズム５５を紙面
と垂直の方向にスライドさせるようになっているが、図
２においては図示の都合上紙面に沿って示してある。

【００２５】その結果、図２に示されるようにダハプリ
ズム５５が接眼光学系６の光軸上にあるときは、接眼光
学系６を通った観察画像がダハプリズム５５で側方に反
射されて、通常画像撮像用テレビカメラ３０の固体撮像
素子３１面に結像する。

【００２６】ダハプリズム５５の背部には遮光板５１が
配置されており、接眼部３から光路切換機構５０に入射
した光のうち蛍光画像撮像用超高感度テレビカメラ４０
側に向かう漏光が遮光板５１で遮られて、蛍光画像撮像
用超高感度テレビカメラ４０側には全く光が行かないよ
うになっている。

【００２７】ダハプリズム５５を側方に移動させて接眼
光学系６の光軸上から退避させると、接眼光学系６を通
った観察画像が、蛍光画像撮像用超高感度テレビカメラ
４０のイメージインテンシファイア４３の受像面に結像
し、イメージインテンシファイア４３で光強度が増幅さ
れてから固体撮像素子４１面に結像する。

【００２８】そのときは、ダハプリズム５５と共に遮光
板５１も退避し、図示されていない蛍光観察用フィルタ
がダハプリズム５５に代わって蛍光画像結像レンズ４４
の前面部分に介挿される。

【００２９】蛍光観察用フィルタは、例えば４８０nmな
いし５２０nmの波長領域の光だけを透過する特性を有し
ている。したがって、蛍光画像撮像用超高感度テレビカ
メラ４０に入射されるのは、観察画像中の４８０nmない
し５２０nmの波長領域の光だけとなる。

【００３０】生体組織に対して、励起光用フィルタ１２
を通過する４２０nmないし４８０nmの波長領域の光を照
射すると、正常組織は４８０nmないし６００nmの波長領
域の蛍光を発し、癌組織は蛍光を発しない。

【００３１】したがって、励起光用フィルタ１２が照明
光路中に介挿された状態では、被写体のうちの正常組織
が発する蛍光だけがイメージインテンシファイア４３に
入射して増幅されることになる。

【００３２】この実施例ではテレビモニタ８０は一つで
あり、通常画像撮像用テレビカメラ３０と蛍光画像撮像
用超高感度テレビカメラ４０のいずれから出力された映
像信号をテレビモニタ８０に送るかが、ラインセレクタ
８１によって切り換え可能となっている。８２及び８３
は、各テレビカメラ３０，４０を制御するための制御装
置である。

【００３３】９０は、マイクロプロセッサを内蔵した制
御部であり、イメージインテンシファイア４３、ライン
セレクタ８１及びソレノイド１３など各部の動作を、光
路切換機構５０の切り換え動作に連動して制御するため
の制御信号を出力する。６０は、光路切換機構５０の切
り換え状態を検出するためのディテクタ（マイクロスイ
ッチ）であり、オン／オフによる検出信号が制御部９０
に送られる。

【００３４】その結果、通常観察時には、図２に示され
るように、光源装置１０内において励起光用フィルタ１
２が照明光路から退避して、被写体が通常の照明光で照
明され、その観察画像が通常画像撮像用テレビカメラ３
０によって撮像される。

【００３５】通常・蛍光両用テレビカメラユニット２０
側では、ラインセレクタ８１は通常画像撮像用テレビカ
メラ３０側に切り換えられる。したがって、通常画像撮
像用テレビカメラ３０の固体撮像素子３１から出力され
る映像信号によって、可視光の全波長領域の光による通
常観察画像がテレビモニタ８０に表示される。

【００３６】そこで、接眼部３を通常・蛍光両用テレビ
カメラユニット２０に連結したままの状態で、光路切換
機構５０を切り換えてダハプリズム５５を側方に退避さ
せると、それに連動してソレノイド１３によって励起光
用フィルタ１２が照明光路中に挿入され、ラインセレク
タ８１は蛍光画像撮像用超高感度テレビカメラ４０側に
切り換わる。

【００３７】このようにして、励起光用フィルタ１２を
通過する４２０nmないし４８０nmの波長領域の照明光で
被写体が照明され、その観察画像が蛍光観察用フィルタ
４５を通ってイメージインテンシファイア４３に入射す
る。

【００３８】したがって、蛍光画像撮像用超高感度テレ
ビカメラ４０のイメージインテンシファイア４３に入射
するのは蛍光観察用フィルタ４５を通る４８０nmないし
５２０nmの波長領域の光だけであり、被写体から発せら
れる蛍光だけがイメージインテンシファイア４３に入射
して、そこで光強度が増幅された蛍光観察画像が固体撮
像素子４１で撮像されてテレビモニタ８０に表示され
る。

【００３９】このように構成された生体の蛍光観察装置
の、ダハプリズム５５から通常画像撮像用テレビカメラ
３０に対する内視鏡観察画像光の入射光路中には、結像
レンズ３２と固体撮像素子３１との間の位置にモアレ縞
消しフィルタ７０が光軸周りに回転自在に配置されてい
る。

【００４０】７４は、通常・蛍光両用テレビカメラユニ
ット２０の外部からモアレ縞消しフィルタ７０を手動で
回転操作するための回転操作ロッドであり、この実施例
においては連結機構２１と並ぶ位置に突出するように設
けられている。

【００４１】図１は、モアレ縞消しフィルタ７０が配置
された部分を拡大して示しており、モアレ縞消しフィル
タ７０は、例えば四枚の水晶フィルタを硝材の方向性を
４５°ずつ回転させて貼り合わせて構成され、フィルタ
面が通常観察画像光の入射光軸に対して垂直になるよう
に配置されている。

【００４２】テレビモニタ８０に表示される通常の内視
鏡観察画像の画面には、通常画像撮像用テレビカメラ３
０の画像素子の大きさとイメージガイドファイババンド
ル５の画像素子の大きさ（即ち、ファイバ径）とが比較
的近いためにモアレ干渉縞が発生し易いが、上述のよう
なモアレ縞消しフィルタ７０が配置されていることによ
り、通常の内視鏡観察画像の画面へのモアレ干渉縞の発
生が大幅に低減される。

【００４３】この実施例においては、モアレ縞消しフィ
ルタ７０は結像レンズ３２と共にレンズ枠７１に固定さ
れており、そのレンズ枠７１が、ダハプリズム５５の支
持枠５２に対して一体的に固定された固定筒７２内に、
軸線周りに回転自在に嵌挿されている。

【００４４】そして、レンズ枠７１は圧縮コイルスプリ
ング７５により軸線方向に弾力的に付勢されて、端面が
支持枠５２の座ぐり面に常時押し付けられており、それ
によって、モアレ縞消しフィルタ７０がガタつくことな
く光軸に対して垂直の向きを維持するようになってい
る。

【００４５】III−III断面を図示する図３にも示される
ように、回転操作ロッド７４は、軸線周りに回転自在に
固定筒７２に被嵌された回転環７３から突設されて通常
・蛍光両用テレビカメラユニット２０の外部に突出して
いる。

【００４６】レンズ枠７１と回転環７３とは連結ピン７
７によって一体的に連結されており、その連結ピン７７
が通過する溝７６が固定筒７２に周方向に形成されてい
て、回転操作ロッド７４を光軸周りに回動操作すること
により、レンズ枠７１がその内部の結像レンズ３２及び
モアレ縞消しフィルタ７０と共に光軸周りに最大９０°
の範囲で回転する。

【００４７】したがって、テレビモニタ８０に表示され
る通常の内視鏡観察画像にモアレ干渉縞が発生する場合
には、回転操作ロッド７４を操作してモアレ縞消しフィ
ルタ７０を軸線周りに回転させることにより、モアレ干
渉縞が最もよく消える位置を選択して、モアレ干渉縞の
発生を最小レベルに低減することができる。これは、通
常・蛍光両用テレビカメラユニット２０に別の内視鏡が
接続されて、イメージガイドファイババンドルのファイ
バ本数が変わった場合等に非常に有効である。

【００４８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば回転操作ロッド７４の配置位置は、
図４に示されるように接眼部３に対して略直角をなす方
向に向ける等どのような配置にしてもよい。

【００４９】また、モアレ縞消しフィルタ７０を結像レ
ンズ３２とは分離して支持して、モアレ縞消しフィルタ
７０を回転させたときに結像レンズ３２が回転しないよ
うにしてもよい。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、モアレ干渉縞の発生を
低減させるためのモアレ縞消しフィルタを、通常画像撮
像用テレビカメラに対する内視鏡観察画像光の入射光路
中に配置したことにより、通常の内視鏡観察画像へのモ
アレ干渉縞の発生を抑制して、良好な画像品質を得るこ
とができ、モアレ縞消しフィルタを、通常画像撮像用テ
レビカメラに対する内視鏡観察画像光の入射光軸周りに
回転自在に配置することにより、モアレ干渉縞の発生を
さらに最少限まで抑制して、良好な画像品質を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の生体の蛍光観察装置の
部分拡大断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例の生体の蛍光観察装置の
全体構成図である。

【図３】本発明の第１の実施例の回転操作ロッドの回転
面における断面図（図１におけるIII−III断面図）であ
る。

【図４】本発明の第２の実施例の回転操作ロッドの回転
面における断面図（図１におけるIII−III断面図に相
当）である。

【符号の説明】

３ 接眼部 ５ イメージガイドファイババンドル ２０ 通常・蛍光両用テレビカメラユニット ３０ 通常画像撮像用テレビカメラ ４０ 蛍光画像撮像用超高感度テレビカメラ ４３ イメージインテンシファイア ４５ 蛍光観察用フィルタ ５０ 光路切換機構（光路切換手段） ５５ ダハプリズム ７０ モアレ縞消しフィルタ ７１ レンズ枠 ７３ 回転環 ７４ 回転操作ロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 23/26 Ｇ０２Ｂ 23/26 Ｄ Ｆターム(参考） 2G043 AA04 BA16 CA05 EA01 FA01 GA04 GB18 GB19 GB21 HA01 HA02 HA05 JA03 KA02 KA05 LA03 2H040 GA02 GA11 4C061 AA00 BB00 CC07 DD00 FF47 LL05 LL08 NN01 NN05 QQ04 RR02 RR17 RR26 WW17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内視鏡のイメージガイドファイババンドル
   によって伝送された通常の内視鏡観察画像を撮像するた
   めの通常画像撮像用テレビカメラと、上記イメージガイ
   ドファイババンドルによって伝送された蛍光観察画像の
   光の強さを増幅して撮像を行なうための蛍光画像撮像用
   超高感度テレビカメラと、上記イメージガイドファイバ
   バンドルによって伝送された光を上記二つのテレビカメ
   ラのいずれの撮像面に導くかを切り換えるための光路切
   換手段とが設けられた生体の蛍光観察装置において、 上記通常画像撮像用テレビカメラにより撮像された内視
   鏡観察画像へのモアレ干渉縞の発生を低減させるための
   モアレ縞消しフィルタを、上記通常画像撮像用テレビカ
   メラに対する内視鏡観察画像光の入射光路中に配置した
   ことを特徴とする生体の蛍光観察装置。
2. 【請求項２】上記モアレ縞消しフィルタが、上記通常画
   像撮像用テレビカメラに対する内視鏡観察画像光の入射
   光軸周りに回転自在に配置されている請求項１記載の生
   体の蛍光観察装置。
3. 【請求項３】上記モアレ縞消しフィルタの上記入射光軸
   周りの向きを任意に調整するためのフィルタ回転操作部
   材が設けられている請求項２記載の生体の蛍光観察装
   置。
4. 【請求項４】上記モアレ縞消しフィルタが上記入射光軸
   の垂直方向に対して傾くのを防止するように上記モアレ
   縞消しフィルタを軸線方向に弾力的に付勢する付勢手段
   が設けられている請求項２又は３記載の生体の蛍光観察
   装置。