JP2014233344A - 光学フィルタ素子、波長可変光バンドパスフィルタモジュール、波長可変光源装置及び分光内視鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の実施形態に係る光学フィルタ素子は、所定の間隔をあけて平行に配置された、ファブリ・ペロー共振器を構成する一対の反射面を備え、一対の反射面の少なくとも一方が、誘電体多層膜を含む波長選択性の反射面であり、一対の反射膜の間に真空層又は気体層が配置されていて、所定の生体物質の吸収帯内に中心波長を有する狭帯域光を選択的に透過させ、入射角に応じて中心波長が変化するように構成されている。
【選択図】図3
Description
I0(λ): 入射光の強度(照明光のスペクトル)
I(λ) : 出射光の強度(観察光のスペクトル)
ε(λ) : 吸光物質のモル吸光係数
C : 媒質中の吸光物質のモル濃度
l : 媒質中の光の移動距離
各実施例フィルタ素子412の製造方法について説明する。先ず、光学ガラスを所定のサイズに加工し、基材(透明基板413s、414s)を製造する。基材には、BK7や合成石英等の各種光学ガラスの他、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)樹脂、ポリカーボネート樹脂(PC)、シクロオレフィン系樹脂等の各種光学樹脂が使用される。次いで、基材の上面に、真空蒸着装置を用いて、高屈折率材料の薄膜と低屈折材料の薄膜を交互に積層してミラー413、414を得る。そして、一対の基材をDBR反射膜が対向するように配置し、ポリイミドフィルム等のフィルム材から切り出した枠状のスペーサ415を介して接着剤により固定する。高屈折率材料としては、酸化チタン(TiO2)の他に酸化ジルコニウム(ZrO2)や五酸化ニオブ(Nb2O5)などを用いることができる。また、低屈折率材料としては、酸化ケイ素(SiO2)やフッ化マグネシウム(MgF2)などを用いることができる。
また、フィルタ素子の空気層は真空でもよい。
100 電子内視鏡
110 挿入管
111 挿入管先端部
121 対物光学系
131 ライトガイド
131a 先端部
131b 基端部
132 レンズ
141 撮像素子
141a カラーフィルタ
142 ケーブル
200 電子内視鏡用プロセッサ
300 モニタ
400 光源部
410 可変フィルタ
420 フィルタ制御部
430 光源
440 コリメータレンズ
450 集光レンズ
460 バンドパスフィルタ
500 画像処理部
510 A/D変換回路
520 一時記憶メモリ
530 コントローラ
540 ビデオメモリ
550 信号処理回路
Claims (14)
- 医用分光画像の撮像に適した波長可変光バンドパスフィルタモジュール用の光学フィルタ素子であって、
所定の間隔をあけて平行に配置された、ファブリ・ペロー共振器を構成する一対の反射面を備え、
前記一対の反射面の少なくとも一方が、誘電体多層膜を含む波長選択性の反射面であり、
前記一対の反射膜の間に真空層又は気体層が配置されていて、
所定の生体物質の吸収帯内に中心波長を有する狭帯域光を選択的に透過させ、
入射角に応じて前記中心波長が変化するように構成された光学フィルタ素子。 - 前記所定の生体物質がモグロビンである、ことを特徴とする請求項1に記載の光学フィルタ素子。
- ヘモグロビンのソーレ帯又はQ帯に中心波長を有する狭帯域光を選択的に透過させる、ことを特徴とする請求項2に記載の光学フィルタ素子。
- ヘモグロビンのソーレ帯及びQ帯にそれぞれ中心波長を有する2つの狭帯域光を選択的に透過させる、ことを特徴とする請求項2に記載の光学フィルタ素子。
- 前記誘電体多層膜が、高屈折率層と低高屈折率層とを交互に積層して形成された、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光学フィルタ素子。 - 前記高屈折率層が、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)及び五酸化ニオブ(Nb2O5)の少なくとも一つを含み、
前記低屈折率層が、酸化ケイ素(SiO2)又はフッ化マグネシウム(MgF2)を含む、ことを特徴とする請求項5に記載の光学フィルタ素子。 - 医用分光画像の撮像に適した波長可変光バンドパスフィルタモジュールであって、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光学フィルタ素子と、
前記光学フィルタ素子の反射面と平行な回転軸の周りに前記光学フィルタ素子を回転駆動する素子駆動手段と、
前記素子駆動手段の駆動を制御するフィルタ制御部と、
を備えた波長可変光バンドパスフィルタモジュール。 - 前記光学フィルタ素子を透過するフィルタ光の中心波長を検出する波長検出手段を備え、
前記フィルタ制御部が前記波長検出手段の検出結果に基づいて前記素子駆動手段の駆動をフィードバック制御する、
ことを特徴とする請求項7に記載の波長可変光バンドパスフィルタモジュール。 - 前記光学フィルタ素子と同じ光路長を有し、光路上に前記光学フィルタ素子と直列に配置された光路補償板と、
前記光路補償板を回転駆動する補償板駆動手段と、を更に備え、
前記フィルタ制御部は、前記光路補償板が前記光学フィルタ素子と逆位相で回転するように前記補償板駆動手段の駆動を制御する、ことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の波長可変光バンドパスフィルタモジュール。 - 前記光学フィルタ素子の反射面が光軸と平行であるときに、入力された白色光のほとんどが、前記光学フィルタ素子を通過せずに、白色光として出力されるように構成された、ことを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の波長可変光バンドパスフィルタモジュール。
- 白色光源と、請求項7から請求項10のいずれか一項に記載の波長可変光バンドパスフィルタモジュールと、を備えた、医用分光画像の撮像に適した波長可変光源装置。
- 挿入部の先端に撮像素子を備えた電子内視鏡と、
請求項11に記載の波長可変光源装置と、
前記撮像装置が生成した撮像データを処理してビデオ信号を生成する画像処理装置と
を備え、
中心波長の異なる前記狭帯域光を用いて撮像された複数の撮像データに基づいて分光画像データを生成する分光内視鏡装置。 - 前記フィルタ制御部が、前記ビデオ信号のフレームレートに同期して前記光学フィルタ素子を回転駆動する、
ことを特徴とする請求項12に記載の分光内視鏡装置。 - 前記光学フィルタ素子の反射面が光軸と平行であるときに、波長可変光バンドパスフィルタモジュールを通過した白色光を用いて通常観察画像を撮像する、
ことを特徴とする請求項10を引用する請求項12又は請求項13に記載の分光内視鏡装置。
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