JP2005049282A - Fluorescent observation apparatus and laser light irradiation device - Google Patents
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Description
本発明は、蛍光観察装置及びレーザ光照射装置に関する。 The present invention relates to a fluorescence observation apparatus and a laser beam irradiation apparatus.
近年、正常細胞よりも腫瘍細胞に多く蓄積される光感受性物質を生体に投与し、特有の波長の光に光感受性物質が励起されることにより蛍光を発する性質を利用した腫瘍の光線力学的診断法(PDD:photodynamic diagnosis)や、特有の波長の光に光感受性物質が励起されることにより一重項酸素を発生して腫瘍細胞を破壊する性質を利用した腫瘍の光線力学的治療法(PDT:photodynamic therapy)が注目されている。 In recent years, photodynamic diagnosis of tumors has been made using the property that fluorescent substances are emitted when a photosensitive substance that is accumulated more in tumor cells than in normal cells is administered to a living body, and the photosensitive substance is excited by light of a specific wavelength. Photodynamic diagnosis (PDD) and photodynamic therapy of tumors (PDT: photodynamic diagnosis) utilizing the property of generating singlet oxygen and destroying tumor cells when a photosensitive substance is excited by light of a specific wavelength Photodynamic therapy) is drawing attention.
PDDやPDTにおいて用いられる光感受性物質としては、例えば5−ALA(コスモ総合研究所製),ATX−S10(光ケミカル研究所製)等がある。これらは、青い光で励起してやると、赤い蛍光を発光することが知られている。これらの物質を予め投与した診断対象に青い励起光を照射すると、正常細胞に比べてこれらの物質をより多く蓄積している腫瘍細胞から赤い蛍光がより強く発生することになる。よって、この蛍光を観察すれば、生体中の腫瘍部位を特定することができる。 Photosensitive substances used in PDD and PDT include, for example, 5-ALA (manufactured by Cosmo Research Institute), ATX-S10 (manufactured by Photochemical Research Institute), and the like. These are known to emit red fluorescence when excited with blue light. When a blue excitation light is irradiated to a diagnostic object to which these substances have been administered in advance, red fluorescence is generated more strongly from tumor cells that accumulate more of these substances than normal cells. Therefore, by observing this fluorescence, the tumor site in the living body can be specified.
一般に、蛍光を観察するには、観察対象に照射する励起光を発する光源と、観察対象から発生した蛍光を撮像する撮像手段とを備えた蛍光観察装置が利用される。しかし、上記の光感受性物質が発する蛍光は、励起光の中に埋もれており、かつ微弱であることから、観察が困難であった。 In general, in order to observe fluorescence, a fluorescence observation apparatus including a light source that emits excitation light applied to an observation target and an imaging unit that images fluorescence generated from the observation target is used. However, since the fluorescence emitted from the above-mentioned photosensitive substance is buried in the excitation light and is weak, it is difficult to observe.
ところが、近年、この蛍光を観察可能な高感度検出器が出現したことにより、腫瘍部位の特定診断に向けて研究開発が進められつつある。例えば、非特許文献1には、皮膚ガンの発見を目的とした蛍光観察装置が記載されている。
However, in recent years, with the emergence of high-sensitivity detectors capable of observing this fluorescence, research and development are being promoted toward specific diagnosis of tumor sites. For example, Non-Patent
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
従来の蛍光観察装置においては、光源としてキセノンランプ等が用いられ、撮像手段として冷却CCDまたはイメージインテンシファイアを使ったICCDを備えたカメラ等が用いられている。 In a conventional fluorescence observation apparatus, a xenon lamp or the like is used as a light source, and a camera or the like equipped with a cooled CCD or an ICCD using an image intensifier is used as an imaging unit.
しかしながら、このような構成では、装置全体が大きく、また取り扱いが容易ではないという問題があった。このため、このような装置は、その用途が主に研究用とされるなど、装置の応用性、実用性の点で充分なものとは言えなかった。また、通常のキセノンランプ等を励起光源として用いた場合、励起光が長時間照射されることによって光感受性物質の蛍光特性が変化するというフォトブリーチングの問題があった。 However, with such a configuration, there is a problem that the entire apparatus is large and handling is not easy. For this reason, such an apparatus cannot be said to be sufficient in terms of applicability and practicality of the apparatus, such as that its use is mainly for research. In addition, when a normal xenon lamp or the like is used as an excitation light source, there has been a problem of photobleaching in which the fluorescence characteristics of the photosensitive material change when irradiated with excitation light for a long time.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、装置が小型化されるとともに、取り扱いが容易となり、かつ、フォトブリーチングが低減される蛍光観察装置、及び蛍光観察装置を用いたレーザ光照射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve such problems, and the fluorescence observation apparatus and the fluorescence observation apparatus in which the apparatus is miniaturized, the handling is facilitated, and the photobleaching is reduced. An object of the present invention is to provide a laser beam irradiation apparatus using the above.
このような目的を達成するために、本発明に係る蛍光観察装置は、観察対象からの蛍光による画像を撮像する撮像手段と、観察対象への照明光を発するストロボ光源を有する照明手段と、照明手段に対して観察対象側となる位置に設けられ、照明手段からの照明光のうち所定励起波長の光を抽出して、蛍光を発生させるための励起光を生成する励起光生成手段と、撮像手段に対して観察対象側となる位置に設けられ、所定励起波長の光を除去する光除去手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, a fluorescence observation apparatus according to the present invention includes an imaging unit that captures an image of fluorescence from an observation target, an illumination unit that includes a strobe light source that emits illumination light to the observation target, and an illumination. An excitation light generating means that is provided at a position on the observation object side with respect to the means, extracts light of a predetermined excitation wavelength from the illumination light from the illumination means, and generates excitation light for generating fluorescence; and imaging And a light removing unit that is provided at a position on the observation target side with respect to the unit and removes light having a predetermined excitation wavelength.
このように、本発明に係る蛍光観察装置においては、撮像手段とともに設けられたストロボ光源(フラッシュランプ)を有する照明手段を励起光源として用いている。このため、従来のキセノンランプを用いた場合等に比べて、装置全体が小型化されるとともに、取り扱いも容易になる。さらに、ストロボ光源が発する閃光を励起光として用いることにより、励起光を照射する時間が短くなり光感受性物質のフォトブリーチングを低減することができる。また、これらの撮像手段及び照明手段に対してそれぞれ励起光生成手段及び光除去手段を設けることにより、上記構成の観察装置を蛍光観察装置として良好に機能させることが可能となる。 Thus, in the fluorescence observation apparatus according to the present invention, the illuminating means having the strobe light source (flash lamp) provided together with the imaging means is used as the excitation light source. For this reason, compared with the case where the conventional xenon lamp is used etc., the whole apparatus is reduced in size and handling becomes easy. Furthermore, by using the flash light emitted from the strobe light source as the excitation light, the time for irradiating the excitation light can be shortened and the photobleaching of the photosensitive substance can be reduced. Further, by providing excitation light generation means and light removal means for these imaging means and illumination means, respectively, it becomes possible to make the observation device having the above configuration function well as a fluorescence observation device.
また、撮像手段及び照明手段として、撮像手段と照明手段とが予め一体に設けられた撮像装置を用いることが好ましい。 In addition, it is preferable to use an imaging device in which the imaging unit and the illumination unit are integrally provided in advance as the imaging unit and the illumination unit.
この場合、撮像手段と照明手段とが分離して備えられている場合に比べて、装置全体をより小型化することができる。例えば、市販のストロボ付きカメラを撮像装置として用いることも可能である。 In this case, the entire apparatus can be further reduced in size as compared with the case where the imaging unit and the illumination unit are provided separately. For example, a commercially available camera with a strobe can be used as the imaging device.
また、励起光生成手段は、所定励起波長の光を透過させるとともに照明手段に対して着脱可能な第1のフィルタを有し、光除去手段は、所定励起波長の光を除去するとともに撮像手段に対して着脱可能な第2のフィルタを有する、ことが好ましい。 The excitation light generation means has a first filter that transmits light of a predetermined excitation wavelength and is detachable from the illumination means. The light removal means removes light of the predetermined excitation wavelength and serves as an imaging means. It is preferable to have the 2nd filter which can be attached or detached with respect to.
この場合、第1のフィルタ及び第2のフィルタを装置から取外した状態で撮像を行えば、通常画像が取得できる。つまり、装置は1台であるにもかかわらず、フィルタの着脱という簡易な切換え操作で、通常光観察と蛍光観察の両方を行うことができる。 In this case, a normal image can be acquired by capturing an image with the first filter and the second filter removed from the apparatus. That is, although there is only one apparatus, both normal light observation and fluorescence observation can be performed by a simple switching operation of attaching / detaching a filter.
また、蛍光観察装置は、照明手段からの照明光によって観察対象にスケールを投影するスケール投影手段を更に備え、撮像手段は、蛍光による画像と、観察対象に投影されたスケールの画像と、を撮像する、ことを特徴としてもよい。 The fluorescence observation apparatus further includes a scale projection unit that projects a scale onto the observation target with illumination light from the illumination unit, and the imaging unit captures an image of fluorescence and an image of the scale projected onto the observation target. It is good also as a feature.
この場合、蛍光の像とスケールの像とを重ね合わせた画像を取得することができるので、その画像から実寸法の測定が可能となり、観察対象中の特定部位の大きさ等を知ることができる。 In this case, since an image obtained by superimposing the fluorescence image and the scale image can be obtained, the actual size can be measured from the image, and the size of the specific part in the observation target can be known. .
本発明に係るレーザ光照射装置は、上記した蛍光観察装置と、観察対象に照射するためのレーザ光を発するレーザ光源と、レーザ光源から観察対象へ進むレーザ光の光路上に設けられ、撮像手段で撮像された蛍光による画像の情報を基にしてレーザ光を空間変調する空間光変調手段と、を備えることを特徴とする。 The laser light irradiation apparatus according to the present invention is provided on the optical path of the above-described fluorescence observation apparatus, a laser light source that emits laser light for irradiating the observation target, and the laser light that travels from the laser light source to the observation target. And a spatial light modulation means for spatially modulating the laser beam based on the information of the image of the fluorescence imaged in (1).
このように、本発明に係るレーザ光照射装置においては、レーザ光源から発生したレーザ光は、観察対象を照射する前に、蛍光観察装置で撮像された蛍光画像の情報に基づいた空間変調を空間光変調手段から受ける。このため、蛍光画像を基にして観察対象中の特定部位に対して選択的にレーザ光を照射することができる。 Thus, in the laser beam irradiation apparatus according to the present invention, the laser beam generated from the laser light source is spatially modulated based on the information of the fluorescence image captured by the fluorescence observation apparatus before irradiating the observation target. Received from light modulation means. For this reason, it is possible to selectively irradiate a specific part in the observation target with the laser beam based on the fluorescence image.
本発明による蛍光観察装置は、ストロボ光源を有する照明手段を励起光源として用いている。このため、従来のキセノンランプを用いた場合等に比べて、装置全体が小型化されるとともに、取り扱いも容易になる。 The fluorescence observation apparatus according to the present invention uses illumination means having a strobe light source as an excitation light source. For this reason, compared with the case where the conventional xenon lamp is used etc., the whole apparatus is reduced in size and handling becomes easy.
さらに、ストロボ光源が発する閃光を励起光として用いることにより、観察対象に励起光を照射する時間が短くなる。このため、光感受性物質を用いた蛍光観察をする場合にあっては、光感受性物質のフォトブリーチングを低減することができる。 Furthermore, by using the flash light emitted from the strobe light source as the excitation light, the time for irradiating the observation target with the excitation light is shortened. For this reason, when performing fluorescence observation using a photosensitive substance, photobleaching of the photosensitive substance can be reduced.
また、本発明による蛍光観察装置は、撮像手段及び照明手段に対してそれぞれ励起光生成手段及び光除去手段を設けることにより、蛍光観察装置として良好に機能することができる。 The fluorescence observation apparatus according to the present invention can function well as a fluorescence observation apparatus by providing excitation light generation means and light removal means for the imaging means and illumination means, respectively.
以下、図面とともに本発明による蛍光観察装置、及びレーザ光照射装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。 Hereinafter, preferred embodiments of a fluorescence observation apparatus and a laser beam irradiation apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
(蛍光観察装置の第1実施形態)
図1は、本発明による蛍光観察装置の第1実施形態の構成を模式的に示した側面図である。この蛍光観察装置は、観察対象6に対して励起光を照射して、観察対象6で発生した蛍光を2次元画像として撮像するものである。図に示すように、蛍光観察装置は、撮像装置1、照明装置2、励起光生成フィルタ(第1のフィルタ)3、及び励起光除去フィルタ(第2のフィルタ)4から構成される。
(First embodiment of fluorescence observation apparatus)
FIG. 1 is a side view schematically showing a configuration of a first embodiment of a fluorescence observation apparatus according to the present invention. This fluorescence observation apparatus irradiates the
撮像装置1は、所定の撮像軸により、観察対象6からの蛍光による画像(蛍光画像)を撮像する撮像手段である。撮像装置1は、撮像素子11、レンズ部7、制御部12、及び操作部14を備える。撮像素子11は、2次元に配列された画素を有するCCDなどの素子であり、受光した光学像を電気信号に変換して、2次元画像データを生成する。撮像素子11に対し、撮像装置1の前面(観察対象6と対向する面)に、レンズ部7が設けられている。このレンズ部7は、観察対象6からの蛍光などの入射光を撮像素子11へと結像する光学系からなる。
The
制御部12は、本撮像装置1の撮像動作を制御する制御手段である。この制御部12は、撮像素子11と接続されており、撮像素子11の動作を制御する。この制御部12には、操作部14が接続されている。操作部14は、撮像装置1の外面上に設けられており、観察者が操作可能となっている。この操作部14は、制御部12に対し、撮像実行の指示、あるいは、必要に応じて撮像条件についての指示等を行う。
The
また、撮像装置1は、画像記録部13、及び画像表示部8を備える。画像記録部13は、撮像素子11と接続されており、撮像素子11で取得された画像データをメモリに記録する。また、画像表示部8は、好ましくは液晶ディスプレイからなり、操作部14と同様に撮像装置1の外面上に設けられている。この画像表示部8は、画像記録部13のメモリに記録されている画像データにより、撮像素子11で撮像された観察対象6の画像を表示する。また、撮像装置1は、三脚などの支持部材9により、その撮像軸が観察対象6を向くように位置決めして設置されている。
In addition, the
照明装置2は、所定の照明軸により、観察対象6を照明する照明手段である。照明装置2は、ストロボ光源22、及び光源駆動部21を備える。ストロボ光源22は、観察対象6への照明光を発する。光源駆動部21は、ストロボ光源22と接続されており、ストロボ光源22を駆動制御する。この光源駆動部21は、直接に、または他の制御装置等を介して撮像装置1の制御部12に接続されており、撮像装置1の撮像タイミングに合わせてストロボ光源22を駆動制御することが可能となっている。また、照明装置2は、その照明軸が撮像軸と所定の角度をなして観察対象6を向くように位置決めして、撮像装置1に取り付けられている。
The
励起光生成フィルタ3は、照明装置2のストロボ光源22からの照明光のうち、所定励起波長の光(所定の励起波長帯域の光)を抽出する励起光生成手段である。この励起光生成フィルタ3は、ストロボ光源22から観察対象6へ向かう光が通過するように、照明装置2に対して観察対象6側となる位置に設けられている。これにより、ストロボ光源22が発した照明光から、蛍光を発生させるための励起光が生成されて、観察対象6へと照射される。
The excitation
励起光除去フィルタ4は、所定励起波長の光(励起波長帯域を少なくとも含む波長帯域の光)を除去する光除去手段である。また、励起光除去フィルタ4は、観察対象6から撮像装置1へ向かう光が通過するように、撮像装置1に対して観察対象6側となる位置に設けられている。
The excitation
本実施形態における蛍光観察装置は、投影用スケール板5を更に備えている。投影用スケール板5は、照明装置2からの照明光によって観察対象6にスケールを投影するスケール投影手段であり、必要に応じて使用される。なお、図1においては、励起光生成フィルタ3及び投影用スケール板5へと分岐する照明光について、その光路のみを模式的に示している。これらの光学系の構成例については、具体的に後述する。
The fluorescence observation apparatus in the present embodiment further includes a
次に、本実施形態による蛍光観察装置の動作を述べる。観察者が操作部14に撮像の指示を出すと、操作部14は制御部12に撮像の指示信号を送る。指示信号を受けた制御部12は、ストロボ光源22による照明光の発光と撮像素子11による撮像との同期をとりつつ、光源駆動部21および撮像素子11を作動させる。
Next, the operation of the fluorescence observation apparatus according to the present embodiment will be described. When the observer gives an imaging instruction to the
光源駆動部21によって駆動されたストロボ光源22は、照明光を発する。この照明光は、励起光生成フィルタ3を通過して励起光となり、観察対象6に照射される。
The
励起光によって発生した観察対象6からの蛍光は、励起光除去フィルタ4とレンズ部7を介して、撮像素子11に入射する。このとき、励起光除去フィルタ4は、観察対象6で反射した励起光を含む所定励起波長の光を除去する。撮像素子11は、蛍光による光学像を撮像する。そして、得られた画像データは、画像記録部13においてメモリに記録されるとともに、画像表示部8において、撮像された画像が表示される。
Fluorescence from the
以上のように本実施形態においては、励起光源としてストロボ光源22が用いられている。このため、この蛍光観察装置は、従来のように光源にキセノンランプを用いた場合等に比べて、装置全体が小型化されるとともに、取り扱いも容易になる。さらに、ストロボ光源22が発する閃光を励起光として用いることにより、励起光を照射する時間を、簡単な構成で充分に短くすることができる。
As described above, in this embodiment, the
また、このような構成において、照明装置2に対して励起光生成手段として励起光生成フィルタ3が設けられている。このため、白色光を発するストロボ光源22を励起光源として利用することができ、簡単な構成で観察対象6に励起光を照射することができる。
In such a configuration, the excitation
さらに、撮像装置1に対して、光除去手段として励起光除去フィルタ4が設けられている。これにより、観察対象6から撮像装置1に入射する光のうち、観察対象6で反射した励起光などの余分な光を効果的に除去することができる。このような光の除去は、特に、微弱な蛍光が励起光に埋もれているような場合に有効である。すなわち、上記のような励起光除去フィルタ4を設けることにより、励起光を除去して、微弱な蛍光を確実に観察することが可能となる。
Further, the
なお、励起光生成手段および励起光除去手段としては、本実施形態において用いられているような透過型の光学フィルタ3,4に限らず、様々なものを用いてよい。例えば、反射型の光学フィルタを用いてもよい。
The excitation light generating means and the excitation light removing means are not limited to the transmission type
さらに、本実施形態においては、撮像された画像は、撮像装置1に備えられた画像表示部8で表示される構成としている。このため、簡単な構成で、撮像された画像を観察者に対して直ちに表示することができる。このような画像表示部8としては、例えば液晶ディスプレイなど、撮像装置1の外面上に設置可能なものを用いることが好ましい。あるいは、CRTディスプレイなどを外付けで設置して撮像装置1と接続する構成としてもよい。あるいは、撮像された画像を自動的に解析する場合など、不要な場合には、画像表示部8を設けない構成としてもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the captured image is configured to be displayed on the
このような蛍光観察装置は、例えば、皮膚癌診断などのPDDに利用することができる。蛍光観察装置を利用したPDDでは、予め光感受性物質を投与した生体が観察対象6とされ、腫瘍部位に選択的に蓄積した光感受性物質からの蛍光(薬剤蛍光)と正常部位からの蛍光(自家蛍光)による画像が撮像される。
Such a fluorescence observation apparatus can be used for PDD for skin cancer diagnosis, for example. In PDD using a fluorescence observation apparatus, a living body to which a photosensitive substance has been administered in advance is used as an
この場合、撮像される画像から、腫瘍の有無や、腫瘍部位の位置・大きさ・範囲等を診断することができる。このとき、正常部位からの自家蛍光も画像に表れるため、生体における腫瘍部位の位置や範囲を容易に特定することができる。 In this case, it is possible to diagnose the presence / absence of a tumor and the position / size / range of the tumor site from the captured image. At this time, since autofluorescence from the normal site also appears in the image, the position and range of the tumor site in the living body can be easily identified.
さらに、ストロボ光源22が発する閃光が励起光として用いられている。このため、観察対象6に励起光が照射される時間が短くなり、光感受性物質のフォトブリーチングが低減される。
Further, flash light emitted from the
図2は、蛍光観察装置をPDDに利用する場合における、励起光スペクトルと蛍光スペクトルの一例を示したグラフである。この例においては、ATX−S10を光感受性物質として用いる場合を想定している。図において、横軸は波長(nm)を、縦軸は励起光または蛍光の相対強度を示す。波長は、400〜700nmの可視光範囲である。 FIG. 2 is a graph showing an example of an excitation light spectrum and a fluorescence spectrum when the fluorescence observation apparatus is used for PDD. In this example, it is assumed that ATX-S10 is used as a photosensitive substance. In the figure, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents the relative intensity of excitation light or fluorescence. The wavelength is in the visible light range of 400-700 nm.
この場合、励起光としては、図中に励起光スペクトル31で示すような、ほぼ400〜450nmの波長域の光を用いることができる。このような励起光を生成するためには、励起光生成フィルタ3として、ほぼ400〜450nmの光を透過させるバンドパスフィルタを用いればよい。
In this case, as the excitation light, light having a wavelength range of approximately 400 to 450 nm as indicated by the
自家蛍光と薬剤蛍光は、図中にそれぞれ自家蛍光スペクトル32と薬剤蛍光スペクトル33で示すように、励起光スペクトル31よりも長波長側に発生する。この例においては、自家蛍光スペクトル32は、ほぼ500〜700nmの波長域に発生している。また、薬剤蛍光スペクトル33は、660nm付近の波長域に発生している。
Autofluorescence and drug fluorescence are generated on the longer wavelength side of the
また、励起光除去フィルタ4として、図中に励起光除去フィルタの透過率スペクトル34で示すような(グラフの縦軸を透過率として示している)、約480nm以上の波長の光を透過させるカットオフフィルタを用いることができる。この場合、480nm以上の波長範囲にある自家蛍光と薬剤蛍光とは、励起光除去フィルタ4を透過する。一方、480nmよりも短い波長範囲にある励起光は、励起光除去フィルタ4を透過しない。このため、観察対象6からの光のうち、観察対象6で反射した励起光は除去され、自家蛍光と薬剤蛍光とが選択的に撮像装置1に入射する。
Further, as the excitation
なお、撮像装置1及び照明装置2として、それらが予め一体に設けられている撮像装置を用いてもよい。この場合、装置全体がより小型化され、また、蛍光観察装置をより簡単に構成することができる。
In addition, as the
このような撮像装置として、例えば、市販のストロボ付きのデジタルカメラを用いることができる。このようなデジタルカメラでは、操作部14としてシャッターボタンが設けられており、観察者がシャッターボタンを押して撮像の指示を出すと照明光の発光と撮像とが同期して実行される。
As such an imaging apparatus, for example, a commercially available digital camera with a strobe can be used. In such a digital camera, a shutter button is provided as the
また、励起光生成フィルタ3と励起光除去フィルタ4は、それぞれストロボ光源22と撮像装置1に対して着脱可能に設けられていることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the excitation
この場合、励起光生成フィルタ3を取外した状態でストロボ光源22を作動させると、観察対象6に白色光を照射することができる。このため、ストロボ光源22を励起光源および白色光源として用いることができる。また、励起光除去フィルタ4を取外した状態で撮像素子11を作動させると、観察対象6からの反射光による画像(通常画像)を撮像することができる。このため、観察者は、フィルタの着脱という簡易な切換え操作をするだけで、通常画像と蛍光画像の両方を観察することができる。
In this case, if the
さらに、本実施形態においては、必要に応じて投影用スケール板5を使用してもよい。投影用スケール板5としては、例えば、スケールとして実寸法の目盛りが記された透明なプラスチック板やガラス板などを用いることができる。投影用スケール板5を使用する場合、図1に模式的に示すように、ストロボ光源22からの照明光を、励起光フィルタ3に入射する光路と、投影用スケール5板に入射する光路とに分岐させる。すると、投影用スケール板5を透過した光によって、観察対象6にスケールの像が投影される。
Furthermore, in the present embodiment, a
この場合、撮像装置1は、観察対象6に投影されているスケールの像を蛍光画像とともに撮像する。これにより、蛍光画像とスケール画像とが重ね合わされた画像を観察することができる。このため、その画像から実寸法の測定が可能となり、観察対象6の特定部位の大きさ等を知ることができる。例えば、この蛍光観察装置をPDDに利用する場合、腫瘍部位の大きさ等を測定することができる。
In this case, the
図3は、投影用スケール板5を用いる場合に観察できる画像の例を示した図である。図に示すように、蛍光画像51とスケール画像52とが1枚の画像上に表れる。図3(A)では十字形のスケールが、図3(B)では四角形のスケールがそれぞれ投影されている。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an image that can be observed when the
(蛍光観察装置の第2実施形態)
図4は、本発明による蛍光観察装置の第2実施形態の構成図である。ここでは、光学系も含めた構成が示されている。図に示すように、本実施形態における蛍光観察装置は、撮像系100、及び照明系200から構成される。
(Second embodiment of fluorescence observation apparatus)
FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment of the fluorescence observation apparatus according to the present invention. Here, a configuration including an optical system is shown. As shown in the figure, the fluorescence observation apparatus according to the present embodiment includes an
撮像系100は、撮像装置1、励起光除去フィルタ4、及び光学系からなる。この撮像系100は、その撮像軸が観察対象6を向くように設置されている。撮像装置1は、撮像素子11、制御部12、画像記録部13、及び画像表示部8を有する。これらの各部の構成は、図1に示した実施形態と同様である。また、この撮像装置1に対して、観察対象6側となる所定位置に、励起光除去フィルタ4が設置されている。
The
撮像装置1と励起光除去フィルタ4との間には、励起光除去フィルタ4を通過した観察対象6からの光を撮像装置1へと導く導光光学系が、撮像軸に沿って配置されている。図4においては、この導光光学系は、蛍光などの入射光を撮像素子11上に結像させる撮像光学レンズL4からなる。
Between the
照明系200は、照明装置2、励起光生成フィルタ3、及び光学系からなる。この照明系200は、その照明軸が撮像系100の撮像軸と所定の角度をなして観察対象6を向くように設置されている。照明装置2は、ストロボ光源22、及び光源駆動部21を有する。これらの各部の構成は、図1に示した実施形態と同様である。また、この照明装置2に対して、観察対象6側となる所定位置に、励起光生成フィルタ3が設置されている。
The
照明装置2と励起光生成フィルタ3との間には、ストロボ光源22からの光を励起光生成フィルタ3を介して観察対象6へと導く導光光学系が、照明軸に沿って配置されている。図4においては、この導光光学系は、入射光を集光する集光用レンズL1,L2、及び入射光を平行光束にする平行光レンズL3からなる。集光用レンズL1,L2、及び平行光レンズL3は、ストロボ光源22から励起光生成フィルタ3へ向けてこの順に配置されている。
Between the
次に、本実施形態による蛍光観察装置の動作を述べる。なお、特に説明しない部分の動作については、上記の実施形態と同様である。ストロボ光源22からの照明光は、集光用レンズL1,L2によって集光され、平行光レンズL3によって平行光束とされた後、励起光生成フィルタ3に入射する。励起光生成フィルタ3によって生成された励起光は、観察対象6に入射する。
Next, the operation of the fluorescence observation apparatus according to the present embodiment will be described. Note that the operations of the portions not specifically described are the same as those in the above embodiment. The illumination light from the
観察対象6からの蛍光は、励起光除去フィルタ4を介して撮像光学レンズL4に入射する。撮像光学レンズL4は、撮像素子11上に結像するように蛍光を集光する。この蛍光による画像は、撮像装置1において撮像・表示等される。
The fluorescence from the
以上のように本実施形態においては、励起光源としてストロボ光源22が用いられている。このため、本実施形態による蛍光観察装置は、装置全体が小型化されるとともに、取り扱いも容易になる。
As described above, in this embodiment, the
さらに、本実施形態においては、スケール投影手段が設けられていない。このため、本実施形態による蛍光観察装置は、スケール投影手段が必要とされない場合に、簡単な構成で蛍光観察することを可能にしている。 Furthermore, in this embodiment, no scale projection means is provided. For this reason, the fluorescence observation apparatus according to the present embodiment enables the fluorescence observation with a simple configuration when the scale projection means is not required.
(蛍光観察装置の第3実施形態)
図5は、本発明による蛍光観察装置の第3実施形態の構成図である。図に示すように、本実施形態における蛍光観察装置は、撮像系100、照明系210、及びスケール投影系300から構成される。これらのうち、撮像系100の構成は、図4に示した実施形態と同様である。
(Third embodiment of fluorescence observation apparatus)
FIG. 5 is a configuration diagram of a third embodiment of the fluorescence observation apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the fluorescence observation apparatus according to the present embodiment includes an
照明系210は、図4での照明系200と同様に、照明装置2、励起光生成フィルタ3、及びレンズL1〜L3を有する光学系からなる。さらに、照明系210は、入射光を反射光と透過光とに分岐させるハーフミラーHM1を備える。このハーフミラーHM1は、平行光レンズL3と励起光生成フィルタ3との間に、照明軸に対して所定角度で傾けて配置されている。ハーフミラーHM1を透過した光は、励起光生成フィルタ3を介して、励起光として観察対象6へと照射される。一方、ハーフミラーHM1で反射した光は、スケール投影系300に入射する。
The
スケール投影系300は、投影用スケール板5及び光学系からなる。このスケール投影系300は、その投影軸が、撮像系100の撮像軸及び照明系210の照明軸のいずれに対しても所定の角度をなすように、観察対象6を向くように設置されている。
The
このスケール投影系300には、ストロボ光源22からの照明光を投影用スケール板5を介して観察対象6へと導くためのミラーM1が設けられている。ミラーM1は、照明系210のハーフミラーHM1で反射した照明光を反射させて、その光路を投影軸に沿う方向に変換する。また、投影用スケール板5と観察対象6との間には、集光用レンズL5及び平行光レンズL6が、観察対象6へ向けてこの順で、投影軸に沿って配置されている。また、投影用スケール板5は、集光用レンズL5の焦点位置に配置されている。
The
次に、本実施形態による蛍光観察装置の動作を述べる。なお、特に説明しない部分の動作については、上記の実施形態と同様である。ストロボ光源22からの光は、集光用レンズL1,L2、平行光レンズL3を介して、ハーフミラーHM1に入射する。ハーフミラーHM1は、この照明光を、励起光生成フィルタ3に入射する励起光生成用の透過光と、投影用スケール板5に入射するスケール投影用の反射光とに分岐させる。
Next, the operation of the fluorescence observation apparatus according to the present embodiment will be described. Note that the operations of the portions not specifically described are the same as those in the above embodiment. The light from the
励起光生成用の光は、励起光生成フィルタ3に入射する。励起光生成フィルタ3によって生成された励起光は、観察対象6に入射する。
The light for generating the excitation light is incident on the excitation
一方、スケール投影用の光は、ミラーM1によって光路を変換された後、投影用スケール板5に入射する。投影用スケール板5を透過したスケール投影用の光は、集光用レンズL5で集光され、平行光レンズL6で平行光束とされた後、観察対象6に入射する。
On the other hand, the light for scale projection is incident on the
このとき、撮像系100において、観察対象6に投影されたスケールの画像が蛍光画像とともに撮像・表示等される。
At this time, in the
以上のように本実施形態においては、励起光源としてストロボ光源22が用いられている。このため、本実施形態による蛍光観察装置は、装置全体が小型化されるとともに、取り扱いも容易になる。
As described above, in this embodiment, the
さらに、本実施形態においては、投影用スケール板5が設けられている。このため、撮像された画像から実寸法の測定が可能となり、観察対象6の特定部位の大きさ等を知ることができる。
Further, in the present embodiment, a
(蛍光観察装置の第4実施形態)
図6は、本発明による蛍光観察装置の第4実施形態の構成図である。図に示すように、本実施形態における蛍光観察装置は、撮像系100、照明系220、スケール投影系310、及び光軸調整系500から構成される。これらのうち、撮像系100の構成は、図4に示した実施形態と同様である。
(Fourth embodiment of fluorescence observation apparatus)
FIG. 6 is a configuration diagram of a fourth embodiment of the fluorescence observation apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the fluorescence observation apparatus according to the present embodiment includes an
照明系220は、図4での照明系200と同様に、照明装置2、励起光生成フィルタ3、及びレンズL1〜L3を有する光学系からなる。さらに照明系220は、入射光を反射光と透過光とに分岐させるハーフミラーHM2を備える。このハーフミラーHM2は、平行光レンズL3の下流側に、光軸に対して傾けて配置されている。ハーフミラーHM2で反射した光は、励起光生成フィルタ3を介して、励起光として光軸調整系500に備えられたハーフミラーHM3に入射する。一方、ハーフミラーHM2を透過した光は、スケール投影系310に備えられたミラーM2に入射する。
The
スケール投影系310は、投影用スケール板5、及び光学系からなる。このスケール投影系310には、ストロボ光源22からの照明光を投影用スケール板5へと導くためのミラーM2が設けられている。ミラーM2は、照明系220のハーフミラーHM2を透過した照明光を反射させて、その光路を所定の軸に沿う方向に変換する。また、投影用スケール板5の下流側には、投影用スケール板5からのスケール投影用の光を集光する集光用レンズL7が設けられている。投影用スケール板5及び集光用レンズL7を通過した光は、光軸調整系500のハーフミラーHM4に入射する。
The
光軸調整系500は、対物レンズL8及びハーフミラーHM3,HM4からなる。この光軸調整系500は、その光軸が撮像系100の撮像軸と一致するように設置されている。対物レンズL8は、観察対象6に対向する所定位置に設けられており、照明系220からの励起光とスケール投影系310からのスケール投影用の光とを観察対象6上に集光するとともに、観察対象6からの蛍光などを撮像系100に導く。
The optical
ハーフミラーHM3は、対物レンズL8と撮像系100との間に配置されている。このハーフミラーHM3は、照明系220からの励起光を反射させるとともに、観察対象6からの蛍光などを透過させる。また、ハーフミラーHM4は、対物レンズL8とハーフミラーHM3との間に配置されている。このハーフミラーHM4は、スケール投影系310からのスケール投影用の光を反射させるとともに、観察対象6からの蛍光などを透過させる。また、ハーフミラーHM3とハーフミラーHM4とは、それぞれで反射した励起光とスケール投影用の光とが撮像系100の撮像軸に沿うように角度が調整されている。
The half mirror HM3 is disposed between the objective lens L8 and the
次に、本実施形態による蛍光観察装置の動作を述べる。なお、特に説明しない部分の動作については、上記の実施形態と同様である。ストロボ光源22からの照明光は、ハーフミラーHM2で、励起光生成用の光とスケール投影用の光とに分岐する。そして、励起光生成フィルタ3から出射した励起光と投影用スケール板5から出射したスケール投影用の光とは、それぞれハーフミラーHM3とハーフミラーHM4とに入射する。ハーフミラーHM3で反射した励起光とハーフミラー4で反射したスケール投影用の光は、対物レンズL8を介して観察対象6に入射する。このとき、これらの光が通る光路は、撮像系100の撮像軸に沿っている。
Next, the operation of the fluorescence observation apparatus according to the present embodiment will be described. Note that the operations of the portions not specifically described are the same as those in the above embodiment. Illumination light from the
観察対象6からの蛍光と観察対象6で反射したスケール投影用の光は、対物レンズL8、ハーフミラーHM4,HM3を介して、撮像系100に入射する。撮像系100において、蛍光画像とスケール画像が撮像・表示等される。
The fluorescence from the
以上のように本実施形態においては、励起光源としてストロボ光源22が用いられている。このため、本実施形態による蛍光観察装置は、装置全体が小型化されるとともに、取り扱いも容易になる。
As described above, in this embodiment, the
さらに、本実施形態においては、投影用スケール板5からのスケール投影用の光は、光軸調整系500によって撮像系100の撮像軸に沿った光路を通って、観察対象6に入射する。このため、歪み等の寸法誤差を含まないスケール画像を撮像することができる。また、観察対象6の特定部位の大きさ等を精度良く求めることができる。
Furthermore, in this embodiment, the light for scale projection from the
(蛍光観察装置の第5実施形態)
図7は、本発明による蛍光観察装置の第5実施形態の構成の一部を示した図である。ここでは、投影用スケール板5を用いる場合における光学系等の構成のみを示しており、他の部分については図示を省略している。
(Fifth embodiment of fluorescence observation apparatus)
FIG. 7 is a diagram showing a part of the configuration of the fifth embodiment of the fluorescence observation apparatus according to the present invention. Here, only the configuration of the optical system or the like in the case where the
本実施形態においては、図に示すように、照明装置2と観察対象6との間に、ハーフミラーHM5、励起光生成フィルタ3、及びハーフミラーHM6が設けられている。ハーフミラーHM5を透過した照明装置2からの照明光は、励起光生成フィルタ3を通過して励起光となり、さらにハーフミラーHM6を透過して観察対象6へと照射される。
In the present embodiment, as shown in the figure, a half mirror HM5, an excitation
一方、ハーフミラーHM5で反射した光は、投影用スケール板5へと導かれる。ハーフミラーHM5と投影用スケール板5との間には、ハーフミラーHM5からの照明光を反射させて投影用スケール板5へと導くミラーM3が設けられている。さらに、ハーフミラーHM5とミラーM3との間には、集光用レンズL9及び平行光レンズL10が設けられている。ハーフミラーHM5からの照明光は、集光用レンズL9によって集光され、平行光レンズL10によって平行光束とされ、ミラーM3で反射した後、投影用スケール板5に入射する。
On the other hand, the light reflected by the half mirror HM5 is guided to the
また、投影用スケール板5とハーフミラーHM6との間には、投影用スケール板5からの光を反射させてハーフミラーHM6に導くミラーM4が設けられている。投影用スケール板5を通過したスケール投影用の光は、ミラーM4で反射した後、ハーフミラーHM6に入射する。そして、このスケール投影用の光は、ハーフミラーHM6で反射した後、観察対象6に入射する。
Further, a mirror M4 that reflects light from the
(レーザ光照射装置の第1実施形態)
図8は、本発明によるレーザ光照射装置の第1実施形態の構成を模式的に示した平面図である。このレーザ光照射装置は、蛍光観察装置10が撮像する蛍光画像の情報を基にして、観察対象6の特定部位に対して選択的にレーザ光を照射するものである。図に示すように、レーザ光照射装置は、蛍光観察装置10、照射用レーザ光源41、及び空間光変調モジュール42から構成される。このうち、蛍光観察装置10は、観察対象6からの蛍光画像等を撮像・表示等するものであり、例えば図1に示した構成のものが用いられる。
(First embodiment of laser beam irradiation apparatus)
FIG. 8 is a plan view schematically showing the configuration of the first embodiment of the laser beam irradiation apparatus according to the present invention. This laser light irradiation apparatus selectively irradiates a specific part of the
照射用レーザ光源41は、観察対象6に照射するためのレーザ光を発する。この照射用レーザ光源41は、レーザ光が空間光変調モジュール42を介して観察対象6に入射するような位置に設けられている。
The irradiation
空間光変調モジュール42は、蛍光観察装置10で撮像された蛍光画像の情報を基にして、照射用レーザ光源41から入射したレーザ光を空間変調する空間光変調手段である。また、空間光変調モジュール42は、出射したレーザ光が観察対象6に入射するように、照射用レーザ光源41から観察対象6へ進むレーザ光の光路上に設けられている。なお、図8においては、反射型の空間光変調モジュール42が用いられている。
The spatial
次に、本実施形態によるレーザ光照射装置の動作について説明する。本レーザ光照射装置は、(1)蛍光観察装置10による蛍光画像の撮像、(2)空間光変調モジュール42による空間変調パターンの記憶、(3)照射用レーザ光源42によるレーザ光の照射、という順に動作する。なお、蛍光観察装置10の動作については、上述のとおりである。
Next, the operation of the laser beam irradiation apparatus according to the present embodiment will be described. The laser light irradiation apparatus includes (1) imaging of a fluorescent image by the
まず、蛍光観察装置10は、観察対象6の蛍光画像を撮像する。空間光変調モジュール42は、メモリに記録された蛍光画像の情報を読み込み、この情報に基づいて空間変調パターンを記憶する。空間光変調モジュール42の動作の詳細については後述する。その後、操作者が指示を出すことにより、照射用レーザ光源41は照射用レーザ光を発する。この照射用レーザ光は、空間光変調モジュール42に入射する。空間光変調モジュール42は、記憶している空間変調パターンによってレーザ光を空間変調する。空間変調されたレーザ光は、空間光変調モジュール42から出射し、観察対象6に照射される。
First, the
以上のように本実施形態においては、蛍光画像に基づいた所定パターンの空間変調をされたレーザ光が観察対象6に照射される。このため、蛍光観察装置10で撮像した蛍光画像を基にして、観察対象6の特定部位に対して選択的にレーザ光を照射することができる。例えば、本実施形態によるレーザ光照射装置をPDT治療に用いる場合、腫瘍部位に対して選択的に治療用のレーザ光を照射することができる。
As described above, in the present embodiment, the
なお、空間光変調モジュール42に記憶される空間変調パターンとしては、蛍光観察装置10で取得された蛍光パターンをそのまま用いてもよい。あるいは、蛍光観察装置10に対して、さらに画像処理用の計算機を設けてもよい。この場合、蛍光観察装置10によって撮像された蛍光画像の情報に基づいて、この計算機において空間変調パターンが生成されて、空間光変調モジュール42へ送られる。
As the spatial modulation pattern stored in the spatial
このような構成では、より詳細に照射パターンを特定した上で、レーザ光を照射することができる。例えば、所定強度以上の蛍光が表れている画素を残して、その他の画素情報を削除するような処理を行うことにより、所定強度以上の蛍光を発する部位だけにレーザ光が照射されるようにすることができる。あるいは、所定波長域の蛍光が表れている画素を残して、その他の画素情報を削除するような処理を行うことにより、所定波長域の蛍光を発する部位だけにレーザ光が照射されるようにすることもできる。また、観察対象6の各部分(撮像される画像の各画素に対応する部分)に照射されるレーザ光強度は、一定値にすることもできるし、各部分ごとに発生する蛍光の強度や波長に応じて異なる値にすることもできる。 In such a configuration, it is possible to irradiate the laser beam after specifying the irradiation pattern in more detail. For example, by performing a process of deleting other pixel information while leaving a pixel that exhibits fluorescence of a predetermined intensity or higher, only a portion that emits fluorescence of a predetermined intensity or higher is irradiated with laser light. be able to. Alternatively, by performing processing such as deleting the other pixel information while leaving the pixel in which the fluorescence in the predetermined wavelength region appears, the laser light is irradiated only to the portion emitting the fluorescence in the predetermined wavelength region. You can also. In addition, the intensity of the laser beam applied to each part of the observation target 6 (the part corresponding to each pixel of the image to be captured) can be set to a constant value, and the intensity and wavelength of the fluorescence generated for each part. It can be a different value depending on.
図9は、空間光変調モジュール42の構成例を示した図である。図に示すように、空間光変調モジュール42は、空間光変調器(SLM)61、書き込み用光源62、及び液晶表示器(LCD)63を備える。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the spatial
SLM61は、反射型の光アドレス型空間光変調器であり、書き込み光入射側の透明基板61Aと、読み出し光入射側の透明基板61Gを有して形成されている。透明基板61A,61Gの間には、透明基板61Aから透明基板61Gへと順に、透明電極61B、アドレス層である光導電層61C、誘電体ミラー61D、光変調層である液晶層61E、及び透明電極61Fが形成されている。
The
SLM61を構成する透明基板61Aとしては、例えばガラス基板を用いることができる。あるいは、透明基板61Aとして、ファイバ光学ブロック等の光学像伝送素子を用いてもよい。また、LCD63と光学像伝送素子の間隔を適当に設定すると、LCD63の画素構造が除去される。また、透明電極61B,61Fとしては、例えばITOが用いられる。
As the
SLM61の透明基板61Aに対向する位置には、半導体レーザなどの書き込み用光源62が配置されている。この書き込み用光源62は、必要な空間変調パターンをSLM61に書き込むための光を発する。
At a position facing the
SLM61と書き込み用光源62との間には、LCD63が配置されている。LCD63は、書き込み用光源62からの光によって所定パターンの書き込み光を生成するための電気アドレス型LCDである。このLCD63は、書き込み光入射側の透明基板63Aと、SLM61に対向する側の透明基板63Eを有して形成されている。透明基板63A,63Eの間には、透明基板63Aから透明基板63Eへと順に、アドレス指定素子63B、液晶層63C、及び透明電極63Dが形成されている。なお、アドレス指定素子63Bと透明電極63Dとの位置関係を逆にしてもよい。
An
以上の構成において、蛍光観察装置10からの空間変調パターンのデータは、VGA信号などによってLCD63へと入力され、対応する画像がLCD63に表示される。そして、このLCD63に対して書き込み用光源62からの光を通過させることにより、所定の空間変調パターンを有する書き込み光が生成される。さらに、この書き込み光が透明基板61A側からSLM61に入射することにより、空間変調パターンに応じて光導電層61Cの各位置でのインピーダンスが変化する。このとき、液晶層61Eの各位置に印加される電圧値が変化し、液晶の配向状態が変化して、SLM61に空間変調パターンが記憶される。
In the above configuration, the spatial modulation pattern data from the
空間変調パターンが記憶されたSLM61に対し、透明基板61G側から照射用レーザ光源41(図8参照)からのレーザ光を読み出し光として照射する。このレーザ光は、誘電体ミラー61Dで反射した後、SLM61から出射する。このとき、レーザ光は、通過する液晶層61Eの配向状態に応じた空間的な輝度変調を受ける。これにより、SLM61からは所定パターンに空間変調をされたレーザ光が出射する。なお、空間光変調手段としては、図9に示したもの以外にも、様々な構成を用いることができる。
The
図10(A)は、レーザ光照射装置の一構成例を示した図である。ここでは、観察対象6へと空間変調されたレーザ光を照射するための空間光変調モジュール42及び光学系等の構成について示し、蛍光観察装置10については図示を省略している。
FIG. 10A is a diagram illustrating a configuration example of a laser beam irradiation apparatus. Here, the configuration of the spatial
空間光変調モジュール42は、図9に示したものと同様に、SLM61、書き込み用光源62、及びLCD63を備える。さらに、図10(A)においては、書き込み用光源62からの書き込み光を平行光束にしてLCD63へと導くコリメート光学系L11が設けられている。なお、コリメート光学系L11は、図中では単レンズとして略記されているが、実際は収差等を補正するためのレンズ群からなる。また、本構成例においては、SLM61は強度変調素子として機能する。
The spatial
図10(A)においては、この空間光変調モジュール42に、空間変調パターンのデータとして、中央に三角形が表示された画像71(斜線部は画像の暗い部分を表す)が入力される場合を例として示してある。画像71に基づいた空間変調パターンが記憶された空間光変調モジュール42に照射用レーザ光源41からレーザ光を照射すると、このレーザ光は、空間光変調モジュール42で強度変調されるとともに反射される。そして、強度変調されたレーザ光は、光路中に設けられた結像光学系L12によって観察対象6上に結像される。これにより、中央に三角形のパターンを残して、その他の領域の強度は0である照射光像72が観察対象6上に結像する。このとき、空間光変調モジュール42は、観察対象6へとレーザ光を照射する際の可変マスク処理手段として機能する。
In FIG. 10A, an example is shown in which an image 71 (a hatched portion represents a dark portion of the image) in which a triangle is displayed at the center is input to the spatial
図10(B)は、レーザ光照射装置の他の構成例を示した図である。ここで、空間光変調モジュール42及び光学系等の構成については、図10(A)と同様である。ただし、本構成例においては、SLM61は位相変調素子として機能する。
FIG. 10B is a diagram illustrating another configuration example of the laser beam irradiation apparatus. Here, the configurations of the spatial
図10(B)においては、空間変調パターンのデータとして、中央に四角形が表示された画像73が用いられる場合を例として示してある。ここでは、目的とする空間変調パターンの画像73から、例えばシミュレーテッド・アニーリング法により計算機を用いてホログラム74を合成する。そして、このホログラム74を空間光変調モジュール42に書き込む。このとき、SLM61にレーザ光を照射すると、SLM61は、レーザ光に対してホログラム74に応じた位相変調をする。観察対象6上には、中央に四角形のパターンを残して、その他の領域の強度は0である照射光像75が結像する。
FIG. 10B shows an example in which an
この場合、照射用レーザ光源41からのレーザ光は位相変調されるため、レーザ光の全ての光量を目的とするパターンに集中することができる。このため、レーザ光を有効に利用することができる。
In this case, since the laser light from the irradiation
図11(A)は、レーザ光照射装置の他の構成例を示した図である。ここで、空間光変調モジュール42の構成については、図10(A)と同様である。本構成例では、図に示すように、レーザ光を導光するための光学系として結像光学系L13とキュービックハーフミラー44を用いている。このキュービックハーフミラー44は、照射用レーザ光源41からのレーザ光を反射させてSLM61へと導くとともに、SLM61で反射したレーザ光を透過させて、結像光学系L13を介して観察対象6へと導く。また、キュービックハーフミラー44は、レーザ光がSLM61に対して略垂直に入射するように、角度が調整されて配置されている。
FIG. 11A is a diagram illustrating another configuration example of the laser light irradiation apparatus. Here, the configuration of the spatial
照射用レーザ光源41からのレーザ光は、キュービックハーフミラー44を介してSLM61に入射する。SLM61で空間変調されるとともに反射されたレーザ光は、キュービックハーフミラー44と結像光学系L13とを介して観察対象6上に結像する。
Laser light from the irradiation
この場合、レーザ光がSLM61に対して略垂直に入射する構成としているので、均一な光出力を得ることができる。
In this case, since the laser beam is configured to enter the
図11(B)は、レーザ光照射装置の他の構成例を示した図である。ここで、空間変調モジュール42及び光学系等の構成については、図11(A)と同様である。ただし、本構成例においては、SLM61は、位相変調素子として機能する。
FIG. 11B is a diagram illustrating another configuration example of the laser beam irradiation apparatus. Here, the configurations of the
本構成においては、図10(B)と同様に、ホログラムが空間変調モジュール42に書き込まれ、空間変調モジュール42はレーザ光に対して位相変調による空間変調をする。このため、レーザ光を有効に利用できる。また、図11(A)と同様に、均一な光出力を得ることができる。
In this configuration, similarly to FIG. 10B, the hologram is written in the
(レーザ光照射装置の第2実施形態)
図12は、本発明によるレーザ光照射装置の第2実施形態の構成図である。図に示すように、本実施形態におけるレーザ光照射装置は、撮像系100、照明系230、スケール投影系320、レーザ光照射系400、及び光軸調整系500からなる。これらのうち、撮像系100、照明系230、スケール投影系320、及び光軸調整系500は、蛍光観察装置10を構成する。ここで、撮像系100、照明系230、スケール投影系320、及び光軸調整系500の位置関係は、蛍光観察装置に関して図6に示した位置関係と同様である。また、撮像系100と光軸調整系500の構成についても、それぞれ図6に示した実施形態と同様である。
(Second Embodiment of Laser Light Irradiation Device)
FIG. 12 is a configuration diagram of a second embodiment of a laser beam irradiation apparatus according to the present invention. As shown in the drawing, the laser beam irradiation apparatus in this embodiment includes an
照明系230は、図6での照明系220と同様に、照明装置2、励起光生成フィルタ3、ハーフミラーHM2、及びレンズL1〜L3を有する光学系を備える。さらに照明系230には、励起光生成フィルタ3の下流側に、ハーフミラーHM7が設けられている。このハーフミラーHM7は、レーザ光照射系400からのレーザ光を反射させて、光軸調整系500のハーフミラーHM3へと導くとともに、励起光生成フィルタ3からの励起光を透過させる。また、ハーフミラーHM7とハーフミラーHM3との間には、集光用レンズL17、及び平行光レンズL18が設けられている。
The
ハーフミラーHM7で反射されたレーザ光およびハーフミラーHM7を透過した励起光は、集光用レンズL17によって集光され、平行光レンズL18によって平行光束とされた後、光軸調整系500のハーフミラーHM3に入射する。
The laser beam reflected by the half mirror HM7 and the excitation light transmitted through the half mirror HM7 are condensed by the condensing lens L17 and converted into a parallel light beam by the parallel light lens L18, and then the half mirror of the optical
スケール投影系320は、図6でのスケール投影系310と同様に、投影用スケール板5及びミラーM2を備える。さらにスケール投影系320には、集光用レンズL14、平行光レンズL15、及び集光用レンズL16が、投影用スケール板5から光軸調整系500のハーフミラーHM4へ向けて光軸に沿ってこの順に設けられている。
Similar to the
投影用スケール5からのスケール投影用の光は、集光用レンズL14によって集光され、平行光レンズL15によって平行光束にされ、集光用レンズL16によって集光された後、光軸調整系500のハーフミラーHM4に入射する。なお、このスケール投影系320は、スケール画像を撮像する必要がない場合には設けない構成としてもよい。
The light for scale projection from the
レーザ光照射系400は、照射用レーザ光源41、空間光変調モジュール42、及びキュービックハーフミラー44などの光学系からなる。照射用レーザ光源41とキュービックハーフミラー44との間には、集光用レンズL19及び平行光レンズL20が、照射用レーザ光源41からキュービックハーフミラー44へ向けて光軸に沿ってこの順に設けられている。照射用レーザ光源41からのレーザ光は、集光用レンズL19によって集光され、平行光レンズL20によって平行光束とされた後、キュービックハーフミラー44を介して空間光変調モジュール42に入射する。空間光変調モジュール42で反射したレーザ光は、キュービックハーフミラー44を介して、キュービックハーフミラー44と照明系230のハーフミラーHM7との間に設けられた平行光レンズL21に入射する。この平行光レンズL21は、入射したレーザ光をハーフミラーHM7へと導く。
The laser
次に、本実施形態によるレーザ光照射装置の動作を述べる。ここでは、観察対象6にレーザ光を照射する際の動作を中心に説明し、その他の動作については適宜省略する。
Next, the operation of the laser beam irradiation apparatus according to the present embodiment will be described. Here, an explanation will be given focusing on the operation at the time of irradiating the
空間光変調モジュール42は、撮像系100で撮像された蛍光画像の情報を撮像装置1の画像記録部13から読み込み、この情報に基づいて空間変調パターンを記憶する。
The spatial
その後、操作者の指示により、照射用レーザ光源41は照射用のレーザ光を発する。このレーザ光は、空間光変調モジュール42で所定パターンの空間変調をされた後、照明系230のハーフミラーHM7に入射する。ハーフミラーHM7で反射したレーザ光は、励起光と同じ光路に沿って、観察対象6へと導かれる。これにより、蛍光画像に基づいた所定パターンの空間変調をされたレーザ光が観察対象6に照射される。
Thereafter, the irradiation
以上のように本実施形態においては、照射用レーザ光源41からのレーザ光は、励起光生成フィルタ3からの励起光と同様に、撮像系100の撮像軸に沿った光路を通って観察対象6に入射する。このため、観察対象6からの蛍光発生パターンに応じて、精確にレーザ光を照射することができる。
As described above, in the present embodiment, the laser light from the irradiation
なお、観察対象6にレーザ光を照射している状態で、蛍光画像等の撮像をしてもよい。このとき、撮像系100においては、観察対象6からの蛍光に加えて、観察対象6に照射されているレーザ光も同時に撮像される。このため、レーザ光が観察対象6上の所望部位に照射されているか否かを確認することができる。
Note that a fluorescent image or the like may be captured while the
例えば、本実施形態によるレーザ光照射装置をPDT治療に用いる場合、レーザ光の照射部位を確認することに加え、治療状況を確認することもできる。すなわち、レーザ光の照射によって治療対象である腫瘍部位が破壊されたかどうかなどを確認することができる。 For example, when the laser beam irradiation apparatus according to the present embodiment is used for PDT treatment, in addition to confirming the laser beam irradiation site, the treatment status can also be confirmed. That is, it can be confirmed whether or not the tumor site to be treated has been destroyed by the irradiation of the laser beam.
このように観察対象6にレーザ光を照射した状態で撮像を行う場合、撮像系100にレーザ光減衰フィルタ43を配置することが望ましい。このレーザ光減衰フィルタ43は、撮像軸に沿って励起光除去フィルタ4の上流側または下流側に設けられ、観察対象6で反射されたレーザ光を減光する。このレーザ光減衰フィルタ43の減光率を変えることによって、撮像素子11に入射する蛍光とレーザ光との強度比率を適当に調整することができる。特に、観察対象6から発生する蛍光の強度がレーザ光の強度に対して微弱な場合、その蛍光がレーザ光に埋もれて観察できなくなるのを防ぐことができる。
Thus, when imaging is performed in a state where the
このようなレーザ光減衰フィルタ43としては、例えば所定波長域のレーザ光強度を減衰させる光学フィルタを用いることができる。この所定波長域は、照射用レーザ光源41が発するレーザ光の波長範囲を含むように選択される。
As such a laser beam attenuation filter 43, for example, an optical filter that attenuates the laser beam intensity in a predetermined wavelength region can be used. This predetermined wavelength range is selected so as to include the wavelength range of the laser light emitted from the irradiation
1…撮像装置、2…照明装置、22…ストロボ光源、3…励起光生成フィルタ、4…励起光除去フィルタ、5…投影用スケール板、10…蛍光観察装置、41…照射用レーザ光源、42…空間光変調モジュール
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記観察対象への照明光を発するストロボ光源を有する照明手段と、
前記照明手段に対して前記観察対象側となる位置に設けられ、前記照明手段からの前記照明光のうち所定励起波長の光を抽出して、前記蛍光を発生させるための励起光を生成する励起光生成手段と、
前記撮像手段に対して前記観察対象側となる位置に設けられ、前記所定励起波長の光を除去する光除去手段と、
を備える蛍光観察装置。 An imaging means for capturing an image of fluorescence from an observation target;
Illuminating means having a strobe light source that emits illumination light to the observation object;
Excitation that is provided at a position on the observation target side with respect to the illuminating unit, extracts light having a predetermined excitation wavelength from the illuminating light from the illuminating unit, and generates excitation light for generating the fluorescence. Light generating means;
A light removing unit that is provided at a position on the observation target side with respect to the imaging unit and removes light of the predetermined excitation wavelength;
A fluorescence observation apparatus.
前記光除去手段は、前記所定励起波長の光を除去するとともに前記撮像手段に対して着脱可能な第2のフィルタを有する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光観察装置。 The excitation light generation means has a first filter that transmits light of the predetermined excitation wavelength and is detachable from the illumination means,
The light removing means has a second filter that removes light of the predetermined excitation wavelength and is detachable from the imaging means.
The fluorescence observation apparatus according to claim 1, wherein:
前記撮像手段は、前記蛍光による画像と、前記観察対象に投影された前記スケールの画像と、を撮像する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の蛍光観察装置。 Scale projection means for projecting a scale onto the observation object by the illumination light from the illumination means;
The imaging means captures an image of the fluorescence and an image of the scale projected on the observation target.
The fluorescence observation apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記観察対象に照射するためのレーザ光を発するレーザ光源と、
前記レーザ光源から前記観察対象へ進む前記レーザ光の光路上に設けられ、前記撮像手段で撮像された前記蛍光による画像の情報を基にして前記レーザ光を空間変調する空間光変調手段と、
を備えることを特徴とするレーザ光照射装置。 The fluorescence observation apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A laser light source that emits laser light for irradiating the observation object;
Spatial light modulation means that is provided on the optical path of the laser light that travels from the laser light source to the observation target, and that spatially modulates the laser light based on information on the image of the fluorescence imaged by the imaging means;
A laser beam irradiation apparatus comprising:
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008149107A (en) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Korea Electrotechnology Research Inst | Optical diagnosis of cutaneous disease and device, light source system and method for treatment |
WO2012101943A1 (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | 東レ株式会社 | Analysis method and reading device for microarray |
CN102809551A (en) * | 2011-06-01 | 2012-12-05 | 陈亮嘉 | Stroboscopic optical image mapping system |
WO2014057893A1 (en) * | 2012-10-12 | 2014-04-17 | 東レ株式会社 | Detection method, microarray analysis method and fluorescence reading device |
JP2016050792A (en) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | シスメックス株式会社 | Fluorescence detector, tested substance detector, and fluorescence detecting method |
CN107890341A (en) * | 2017-12-08 | 2018-04-10 | 北京理工大学珠海学院 | The Intelligent Measurement and therapeutic system of a kind of psoriasis |
-
2003
- 2003-07-30 JP JP2003283146A patent/JP2005049282A/en active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4608684B2 (en) * | 2006-12-15 | 2011-01-12 | コリア エレクトロテクノロジー リサーチ インスティチュート | Apparatus and light source system for optical diagnosis and treatment of skin diseases |
JP2008149107A (en) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Korea Electrotechnology Research Inst | Optical diagnosis of cutaneous disease and device, light source system and method for treatment |
US9719929B2 (en) | 2011-01-28 | 2017-08-01 | Toray Industries, Inc. | Microarray analysis method and microarray reading device |
WO2012101943A1 (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | 東レ株式会社 | Analysis method and reading device for microarray |
JP2012168159A (en) * | 2011-01-28 | 2012-09-06 | Toray Ind Inc | Analyzing method and reading device of microarray |
CN103339493A (en) * | 2011-01-28 | 2013-10-02 | 东丽株式会社 | Analysis method and reading device for microarray |
CN102809551A (en) * | 2011-06-01 | 2012-12-05 | 陈亮嘉 | Stroboscopic optical image mapping system |
WO2014057893A1 (en) * | 2012-10-12 | 2014-04-17 | 東レ株式会社 | Detection method, microarray analysis method and fluorescence reading device |
JPWO2014057893A1 (en) * | 2012-10-12 | 2016-09-05 | 東レ株式会社 | Detection method, microarray analysis method, and fluorescence reader |
CN104718427A (en) * | 2012-10-12 | 2015-06-17 | 东丽株式会社 | Detection method, microarray analysis method and fluorescence reading device |
US9823197B2 (en) | 2012-10-12 | 2017-11-21 | Toray Industries, Inc. | Detecting method, microarray analyzing method, and fluorescence reading device |
JP2016050792A (en) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | シスメックス株式会社 | Fluorescence detector, tested substance detector, and fluorescence detecting method |
CN107890341A (en) * | 2017-12-08 | 2018-04-10 | 北京理工大学珠海学院 | The Intelligent Measurement and therapeutic system of a kind of psoriasis |
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