JP2019088773A5

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Publication number: JP2019088773A5
Application number: JP2018189044A
Authority: JP
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2038-10-04

Claims

少なくとも１つの回折格子または素子、および１つまたは複数の光ファイバを含むスペクトル符号化内視鏡検査（「ＳＥＥ」）プローブであって、前記少なくとも１つの回折格子または素子は、回折光ビームがターゲット領域上でオーバーラップするもしくは重なるか、または実質的にオーバーラップするもしくは実質的に重なるように、伝送光を、異なる次数の複数の分離された光ビームに分離および回折するように動作する、ＳＥＥプローブと、
検出光から１つまたは複数の強度を取得するように動作する少なくとも第１および第２の画像センサまたは検出器と、
少なくとも第１および第２の回折格子または素子であって、前記第１の回折格子または素子が、前記検出光の少なくとも第１の光ビームまたは第１の波長帯域を受け取るように動作し、前記第２の回折格子または素子が、前記検出光の少なくとも第２の光ビームまたは少なくとも第２の波長帯域を受け取るように動作する、少なくとも第１および第２の回折格子または素子と、
検出光から分離された複数の光ビームを結像するように動作する少なくとも第１および第２の結像光学系と、
を備え、
前記少なくとも第１の結像光学系は、前記少なくとも第１の画像センサまたは検出器と前記少なくとも第１の回折格子または素子との間に配設され、前記少なくとも第２の結像光学系は、前記少なくとも第２の画像センサまたは検出器と前記少なくとも第２の回折格子または素子との間に配設され、
前記ＳＥＥプローブの前記少なくとも１つの回折格子または素子、前記少なくとも第１および第２の結像光学系、ならびに前記少なくとも第１および第２の画像センサまたは検出器は、前記検出光から分離された前記複数の光ビームのうちのそれぞれの光ビームのスペクトルデータを取得するために、前記検出光から分離された前記複数の光ビームのうちのそれぞれの光ビームごとに配設されており、
前記ＳＥＥプローブの前記少なくとも１つの回折格子または素子は、前記少なくとも第１および第２の画像センサまたは検出器の画像を変化させ、前記画像から２次元画像が取得されるように、回転するように動作する、２次元画像取得装置。
（ｉ）前記少なくとも１つの回折格子または素子が前記伝送光で照らされ、
（ｉｉ）前記ターゲット領域に位置付けられた試料またはターゲットが、前記重なったまたは実質的に重なった回折光ビームで照らされ、
（ｉｉｉ）前記試料または前記ターゲットから反射し分散した光が、前記少なくとも第１および第２の画像センサまたは検出器によって検出されるように、
前記１つまたは複数の光ファイバのうちの少なくとも１つを介して前記ＳＥＥプローブに前記伝送光を伝送させるように動作する光源を更に備える、請求項１に記載の画像取得装置。
前記光源は、青色から赤外までの波長帯域を有するスーパーコンティニウム（ＳＣ）光源である、請求項２に記載の画像取得装置。
前記少なくとも第１および第２の結像光学系は、前記少なくとも第１および第２の画像センサまたは検出器にそれぞれ接続されたまたは隣接し、それにより、前記検出光からの前記１つまたは複数の強度が、前記少なくとも第１および第２の画像センサまたは検出器によって第１および第２の電気信号に変換される、請求項１に記載の画像取得装置。
（ｉ）前記第１および第２の電気信号を受け取り、前記２次元画像を生成するように動作する少なくとも１つのプロセッサと、（ｉｉ）前記生成された２次元画像を表示するように動作するディスプレイまたはスクリーンと、のうちの１つまたは複数を更に備える、請求項４に記載の画像取得装置。
分光計を更に備え、前記分光計は、前記少なくとも第１および第２の画像センサまたは検出器と、前記少なくとも第１および第２の結像光学系と、前記検出され伝送された光を１つまたは複数の波長に応じて前記複数の分離された光ビームに分離するように動作する少なくとも１つのカラーまたは波長のセパレータと、前記少なくとも第１および第２の回折格子または素子とを含み、（ｉ）前記少なくとも１つのカラーまたは波長のセパレータが、前記少なくとも第１および第２の回折格子または素子間に、またはそれらに隣接して配設され、（ｉｉ）前記少なくとも１つのカラーまたは波長のセパレータが、前記少なくとも第１および第２の回折格子または素子の両方の前に光学的に配設され、ならびに（ｉｉｉ）前記第１の画像センサまたは検出器および前記第１の結像光学系が、前記少なくとも１つのカラーまたは波長のセパレータおよび前記第２の画像センサまたは検出器の一方の側に配設され、前記第２の結像光学系が、前記少なくとも１つのカラーまたは波長のセパレータの反対側に配設される、のうちの１つまたは複数である、請求項４に記載の画像取得装置。
（ｉ）スペーサ素子と前記少なくとも１つの回折格子または素子が、隣接するおよび／または接続されるように前記ＳＥＥプローブの遠位端に配設されている前記スペーサ素子、
（ｉｉ）前記スペーサ素子に隣接しているまたは接続されて前記ＳＥＥプローブに配設された屈折率分布型レンズ、
（ｉｉｉ）前記ＳＥＥプローブを回転させるように動作するモータおよび／または回転接合部、
（ｉｖ）前記モータおよび／または前記回転接合部の速度を変えるように動作する運動制御構成要素、および
（ｖ）前記ＳＥＥプローブを収容するシース
のうちの１つまたは複数を更に備える、請求項１に記載の画像取得装置。
前記伝送光を１つまたは複数の波長に応じて前記複数の分離された光ビームに分離するように動作する少なくとも１つのカラーまたは波長のセパレータを更に備え、
（ｉ）前記２次元画像が生成されるとき、前記少なくとも１つのカラーまたは波長のセパレータが、前記少なくとも１つの回折格子または素子の回折効率に基づいて、前記２次元画像を生成するのに使用される波長帯域における効率よりも前記少なくとも１つの回折格子または素子の効率の方が低い波長帯域においてカラー分離を実行する、
（ｉｉ）前記検出光の前記少なくとも第２の光ビームまたは少なくとも第２の波長帯域が、複数の光ビームまたは複数の波長を含む、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１つのカラーまたは波長のセパレータによって分離される前記波長帯域が、カラー画像の赤色信号に対応した波長帯域と緑色信号に対応した波長帯域との間にある、
（ｉｖ）前記少なくとも１つのカラーまたは波長のセパレータが、ダイクロイックミラーである、
のうちの１つまたは複数である、請求項１に記載の画像取得装置。
前記画像センサの焦点の近傍に画像センサが配設されている、請求項１に記載の画像取得装置。
（ｉ）前記少なくとも第１および第２の画像センサまたは検出器が、２つの画像センサを含み、前記２つの画像センサが、それぞれ、カラー画像の第１の信号に対応したスペクトルデータを取得するように構成された画像センサと、少なくとも第２および第３の信号に対応したスペクトルデータを取得するように構成された画像センサである、
（ｉｉ）前記第１の信号が、カラー画像の赤色信号であり、前記少なくとも第２および第３の信号が、青色および緑色信号である、
（ｉｉｉ）前記少なくとも第１および第２の回折格子または素子が、２つの回折素子を含み、前記２つの回折素子が、それぞれ、カラー画像の第１の信号または赤色信号に対応した波長帯域を分離するように構成された回折素子と、第２および第３の信号または青色および緑色信号に対応した波長帯域を分離するように構成された回折素子である、
（ｉｖ）前記少なくとも第１および第２の結像光学系が、２つの結像光学系を含み、前記２つの結像光学系が、それぞれ、カラー画像の第１の信号または赤色信号に対応した波長帯域を結像するように構成された結像光学系と、第２および第３の信号または青色および緑色信号に対応した波長帯域を結像するように構成された結像光学系である、
のうちの１つまたは複数である、請求項１に記載の画像取得装置。
前記第１の信号または前記赤色信号に対応する前記波長帯域が、約６００ｎｍ以上約９００ｎｍ以下であり、前記第２および第３の信号または前記青色および緑色信号に対応する前記波長帯域が、約４００ｎｍ以上約６００ｎｍ以下である、請求項１０に記載の画像取得装置。
前記画像取得装置が内視鏡装置である、請求項１に記載の画像取得装置。
前記１つまたは複数の光ファイバは、（ｉ）前記ターゲット領域を光で照射するように前記少なくとも１つの回折格子または素子に光源からの光を送るように動作する１つまたは複数の照射ファイバと、（ｉｉ）前記ターゲット領域に配設されたターゲットまたは試料から反射され、前記少なくとも１つの回折格子または素子を通って戻り１つまたは複数の検出ファイバに入る光を受け取るように動作する前記１つまたは複数の検出ファイバとを含む、請求項１に記載の画像取得装置。
２次元画像取得装置であって、
第１の回折格子および１つまたは複数の光ファイバを含むスペクトル符号化内視鏡検査（「ＳＥＥ」）プローブであって、前記第１の回折格子は、前記１つまたは複数の光ファイバのうちの第１の光ファイバを介して伝送された光を、回折光ビームがターゲット領域上でオーバーラップするもしくは重なるか、または実質的にオーバーラップするもしくは実質的に重なるように、異なる次数の複数の分離された光ビームに分離および回折するように動作し、前記１つまたは複数の光ファイバは、前記回折光が入射する前記ターゲット領域からの検出光を伝送するように動作する第２の光ファイバを含む、ＳＥＥプローブと、
前記第２の光ファイバによって伝送された前記光を、波長に応じて、第１の光ビームと第２の光ビームとを含む少なくとも２つの光ビームに分離するための波長またはカラーのセパレータと、
前記少なくとも２つのビームのうちの前記第１の光ビームを回折するように動作する第２の回折格子と
前記少なくとも２つのビームのうちの前記第２の光ビームを回折するように動作する第３の回折格子と、
前記第２の回折格子によって回折された前記第１の光ビームを受け、１つまたは複数の画像を提供するように動作する第１の結像光学部品と、
前記第３の回折格子によって回折された前記第２の光ビームを受け、１つまたは複数の画像を提供するように動作する第２の結像光学部品と、
前記第１の結像光学部品が第１の画像ピックアップデバイスと前記第２の回折格子との間に配設されるように配置された前記第１の画像ピックアップデバイスと、
前記第２の結像光学部品が第２の画像ピックアップデバイスと前記第３の回折格子との間に配設されるように配置された前記第２の画像ピックアップデバイスと、
を備え、
前記第１の回折格子が回転する間に、前記第１および第２の画像ピックアップデバイスによって取得された画像から２次元画像が得られ、
前記波長またはカラーのセパレータは、赤色信号に対応した波長の第１の帯域と、青色および緑色信号または緑色信号に対応した波長の第２の帯域との間で前記伝送光を分離し、
前記赤色信号に対応した波長の前記第１の帯域は、前記第２の回折格子に入射し、前記青色および緑色信号または前記緑色信号に対応した波長の前記第２の帯域は、前記第３の回折格子に入射する、２次元画像取得装置。
２次元画像取得装置であって、
光源と、
回折素子であって、前記光源からの光がファイバを介して伝送され、前記回折素子が前記伝送光で照らされ、ターゲットまたは被験体が、前記回折素子によって波長に応じて分離された光ビームで照らされ、前記ターゲットまたは被験体から反射され分散された光がファイバを介して伝送され、前記回折素子が、前記反射され分散され伝送された光を波長に応じて分離する、回折素子と、
前記反射され分散された光の検出光から１つまたは複数の強度を取得するように動作する少なくとも第１および第２の画像センサまたは検出器と、
少なくとも第１および第２の回折格子または素子であって、前記第１の回折格子または素子が、前記検出光の少なくとも第１の光ビームまたは第１の波長帯域を受け取るように動作し、前記第２の回折格子または素子が、前記検出光の少なくとも第２の光ビームまたは少なくとも第２の波長帯域を受け取るように動作する、少なくとも第１および第２の回折格子または素子と、
前記検出光から分離された複数の光ビームを結像するように動作する少なくとも第１および第２の結像光学系であって、前記少なくとも第１の結像光学系が、前記少なくとも第１の画像センサまたは検出器と前記少なくとも第１の回折格子または素子との間に配設され、前記少なくとも第２の結像光学系が、前記少なくとも第２の画像センサまたは検出器と前記少なくとも第２の回折格子または素子との間に配設される、少なくとも第１および第２の結像光学系と、
を備え、
前記回折素子は、前記少なくとも第１および第２の画像センサまたは検出器の画像を変化させるように回転され、前記画像から２次元画像が取得され、
前記反射され分散され伝送された光を波長に応じて分離するように構成された波長またはカラーのセパレータが提供され、
前記回折素子、前記少なくとも第１および第２の結像光学系、ならびに前記少なくとも第１および第２の画像センサまたは検出器は、前記反射され分散され伝送された光から分離された光ビームごとに配設され、前記反射され分散され伝送された光から分離された前記光ビームのうちのそれぞれの光ビームのスペクトルデータが取得され、
前記波長またはカラーのセパレータによって分離される前記波長帯域が、カラー画像の赤色信号に対応した波長帯域と、青色−緑色信号または緑色信号に対応した波長帯域との間にあり、
前記赤色信号に対応した波長の前記帯域は、前記少なくとも第１の回折格子または素子に入射し、前記青色および緑色信号または前記緑色信号に対応した波長の前記帯域は、前記少なくとも第２の回折格子または素子に入射する、２次元画像取得装置。
２次元画像取得装置を制御するための方法であって、
前記２次元画像を取得するために使用する波長範囲のスペクトルを、スペクトル帯域が試料またはターゲット上でオーバーラップするかまたは実質的にオーバーラップするように定義するステップと、
前記試料またはターゲットから反射された光を検出するステップと、
前記定義された波長範囲外にカットオフ波長が設定された分光計の波長またはカラーのセパレータを使用して、前記検出された光を異なる波長または色を有する２つ以上の光ビームに分離するステップと、
前記検出された光から分離された前記光ビームを結像して前記２次元画像を取得または生成するステップと、
を備え、
前記２つ以上の光ビームのうちの１つの光ビームは、第１の回折格子に入射し、前記第１の回折格子から、前記検出された光から分離された複数の光ビームを結像するように動作する第１の結像システムへ移動し、前記第１の結像システムから、前記検出された光から１つまたは複数の強度を取得するための第１のセンサまたは検出器へ移動し、
前記２つ以上の光ビームのうちの第２の光ビームは、第２の回折格子に入射し、前記第２の回折格子から、前記検出された光から分離された複数の光ビームを結像するように動作する第２の結像システムへ移動し、前記第２の結像システムから、前記検出された光から１つまたは複数の強度を取得するための第２のセンサまたは検出器へ移動する、方法。
プローブ回折格子を使用して、前記試料またはターゲット上でオーバーラップするかまたは実質的にオーバーラップするスペクトル帯域を生成するステップを更に備える、請求項１６に記載の方法。
前記波長範囲内で回折効率が高くなるように、前記プローブ回折格子を最適化するステップを更に備える、請求項１７に記載の方法。
前記複数の分離された光ビームの前記異なる次数は、
（ｉ）４次光、５次光、および６次光、または
（ｉｉ）３次光、４次光、および５次光、を含む、請求項１に記載の画像取得装置。
前記複数の分離された光ビームの前記異なる次数は、
（ｉ）４次光、５次光、および６次光、または
（ｉｉ）３次光、４次光、および５次光、を含む、請求項１４に記載の画像取得装置。