JP2023514293A - 曇り止め内視鏡システム用装置 - Google Patents

Abstract

曇りを防止する光学イメージングシステムの光路を維持するための装置は、遠位端および近位端を有する細長い部材と、遠位端に配設された近赤外（ＮＩＲ）光吸収光学窓と、光路に沿って配設された光学システムと、を含む。この装置は、近位端にて細長い部材に連結され、光路に沿ってＮＩＲ光吸収光学窓へと近赤外光を透過させ、かつ光路に添って関心領域の光線を受光するように構成された結合モジュールをも含む。【選択図】図１Ａ

Description

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、２０２０年２月１７日に出願された中国特許出願公開第２０２０１００９５２１７．０号明細書、および２０２１年１月２９日に出願された、「ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＡＮＴＩ－ＦＯＧ ＥＮＤＯＳＣＯＰＥ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許第１７／１６２，１８１号の優先権を主張するものであり、本明細書の一部を構成するものとして全ての目的のためにこれらの内容全体を援用する。

[0002]低侵襲手術用、特に腹腔鏡（腹部）手術用の硬性内視鏡を使用する場合、内部の湿度状態に加え、内視鏡と体の内部との間の温度差によって、内視鏡の保護窓に曇りが発生する。曇った窓によって生成された画像は不鮮明になり、数十年間にわたってこの業界では課題となっている。現在に至るまで、満足のいく技術的解決策は存在していない。

[0003]したがって、内視鏡システムおよび／または機器もしくは医療機器の曇りを防止することができる、新規な装置および方法が必要とされている。

[0004]本開示は、一般には内視鏡に関し、より詳細には内視鏡および他の低侵襲医療装置用の曇り止め光学イメージングシステムに関する。

[0005]本開示の目的は、従来の技術と関連する画質劣化の問題を回避することができる、内視鏡および機械的医療機器の曇りを除去するための新規解決策を提供することである。

[0006]一実施形態では、曇りを防止する光学イメージングシステムの光路を維持するための装置は、遠位端および近位端を有する細長い部材と、遠位端に配設された近赤外（ＮＩＲ）光吸収光学窓と、光路に沿って配設された光学システムと、を含む。この装置は、近位端にて細長い部材に連結され、光路に沿ってＮＩＲ光吸収光学窓へと近赤外光を透過させ、かつ光路に添って第１の範囲の波長を有する光線を受光するように構成された結合モジュールをも含む。

[0007]本開示の一実施形態は、遠位端および近位端を備える細長い部材と、遠位端に配設された近赤外（ＮＩＲ）光吸収光学窓と、光路に沿った光学システムとを有し、曇りを防止する光学イメージングシステムを操作する方法を提供する。この方法は、ＮＩＲ光を放射する光源を備える結合モジュールを近位端にて細長い部材に連結することと、光源を作動させ、照明期間にわたり光路に沿ってＮＩＲ光をＮＩＲ光吸収光学窓に透過させることと、光路に沿って関心領域から反射した可視光線を受光することと、を含む。

[0008]本開示の実施形態は、光学イメージングシステムでの曇り発生を防止することによる、ユーザまたは操作者にとっての安全性、画質および利便性の改善を提供する。本開示の実施形態は、組織疾患または組織疾患の程度（境界）を見落とす可能性、問題のある組織を良好な組織であると誤って解釈する可能性、および誤解し、再手術の必要が生じる可能性をも低減する。本開示の他の利点および利益としては、手術室（ＯＲ）職員が常に鮮明な画像を得ようとしないことによる、手術処置時間およびＯＲ職員の疲労の減少を含む。

[0009]多くの利点および特徴とともに、本開示のこうした実施形態および他の実施形態は以下のテキストおよび添付の図面と併せてさらに詳細に説明される。

本開示の一実施形態による内視鏡または医療機器の曇りを除去するための、曇り止め装置の断面図である。 本開示の一実施形態による内視鏡または医療機器の曇りを除去するための、曇り止め装置の断面図である。 本開示の一実施形態による、ＮＩＲ遮光フィルタの断面図である。 本開示の一実施形態による、曇り止め装置用の第２の半導体光源を簡略化した概略図である。 本開示の別の実施形態による、曇り止め装置用の第２の半導体光源を簡略化した概略図である。 本開示のいくつかの実施形態による、細長い部材の正面図を示す図である。 本開示の実施形態による、ＮＩＲ吸収ガラスプレートを備えたサファイア基板、ドープしたサファイア基板、およびＮＩＲ吸収コーティングを有するサファイア基板を含む近赤外（ＮＩＲ）光吸収光学窓を有する細長い部材の拡大部分の断面図である。 本開示の実施形態による、ＮＩＲ吸収ガラスプレートを備えたサファイア基板、ドープしたサファイア基板、およびＮＩＲ吸収コーティングを有するサファイア基板を含む近赤外（ＮＩＲ）光吸収光学窓を有する細長い部材の拡大部分の断面図である。 本開示の実施形態による、ＮＩＲ吸収ガラスプレートを備えたサファイア基板、ドープしたサファイア基板、およびＮＩＲ吸収コーティングを有するサファイア基板を含む近赤外（ＮＩＲ）光吸収光学窓を有する細長い部材の拡大部分の断面図である。 本開示の別の実施形態による、内視鏡または医療機器の曇りを除去するための曇り止め装置の断面図である。 本開示のいくつかの実施形態による、曇りを防止する基本的な光学イメージングシステムを簡略化した概略図である。 本開示の一実施形態による、曇り止め装置用の制御システムを簡略化した概略図である。 本開示の一実施形態による、曇りを防止する光学イメージングシステムを操作する方法を示す簡略化したフローチャートである。 本開示の一実施形態による、ＮＩＲ光源を作動する前に視聴装置によって提供される媒質の画像である。 本開示の一実施形態による、ＮＩＲ光源を作動させた後に視聴装置によって提供される媒質の画像である。

[0023]本開示は、一般には内視鏡および医療機器に関する。より詳細には、本開示は、内視鏡および他の低侵襲医療装置の曇りを低減または除去するために動作することができる曇り止め装置に関する。曇り止め装置は、曇りを防止した光学画像を維持するため、何らかの種類の視聴装置または照明装置とともに動作させることが可能である。

[0024]本開示の実施形態は内視鏡システムで動作する曇り止め装置を説明するが、本発明はこれに限定されないことに留意されたい。例えば、曇り止め装置は、光学窓の表面に発生する水分の問題に直面する可能性がある何らかの視聴装置または照明装置で使用されることができる。これらの視聴装置または照明装置の例としては、眼鏡、安全ゴーグルおよび外科用保護ヘッドギアが挙げられる。他の例としては、医療用軟性鏡および軟性ファイバースコープまたはボアスコープ、望遠鏡（天文学）、ライフルスコープサイト、双眼鏡、カメラレンズ（例えば、携帯電話のカメラレンズ）などが挙げられ得る。

[0025]内視鏡と体の内部との間の温度差により生じる曇りを除去するための一解決策では、内視鏡の保護窓を加熱するため、電流が使用される。ただしこの解決策によって偶発的な組織損傷が生じる可能性があるため、広く使用されてはいない。

[0026]別の解決策としては、曇りの発生を低減させる目的で安全に加熱するため、内視鏡の窓に特定の波長を有する光を照射する光源が挙げられる。例えば、中国特許出願公開第２０１２１０３２４９８２．０号明細書は、温度を上昇させて曇りを除去するため、光を使用して内視鏡の曇りを除去するための装置および方法を開示している。ただし、前面窓からの迷光の反射によって画質は劣化し、これによって製品の市場性が低下する。

[0027]図１Ａは、本開示の一実施形態による内視鏡または医療機器の曇りを除去するための、曇り止め装置１００Ａの断面図である。曇り止め装置（本明細書では「装置」とも称される）１００Ａは、遠位端１ａおよび近位端１ｂを有する細長い部材１と、光学アダプタモジュール２と、画像センサ３とを含む。細長い部材１は、（硬性）内視鏡システムもしくは腹腔鏡システム、または内視鏡システムもしくは腹腔鏡システムの一部を含んでもよく、前面光学窓１１および光学システム１２を含有する。光学システム１２および光学アダプタモジュール２は、λ１～λ２（λ２＞λ１）の範囲のイメージング波長範囲をそれぞれ有する。いくつかの実施形態では、曇り止め装置１００Ａは可視光のみのイメージングシステムを含んでもよい。この場合、λ１～λ２のイメージング波長範囲は、４００ｎｍ～７００ｎｍの範囲、または４００ｎｍ～７００ｎｍのサブセットであってもよく、前面光学窓（ＮＩＲ吸収窓）１１が適正に適合されている限り、ＩＣＧなどのＮＩＲイメージングは実施されないことから、近赤外（ＮＩＲ）曇り止め光は７００ｎｍよりも長くなり得る。他の実施形態では、曇り止め装置１００Ａは可視光および近赤外（ＮＩＲ）イメージングシステムを含んでもよい。この場合、ＮＩＲ曇り止め光は、ＩＣＧについては蛍光波長範囲よりも長い波長（例えば、９００ｎｍ超）を有さなければならない。すなわち、光学システム１２および光学アダプタモジュール２は、約７８０ｎｍ～約８００ｎｍの波長範囲を有するＮＩＲ励起光の、４０ｎｍの帯域幅を有する８１４ｎｍ付近の蛍光放射に基づく追加の近赤外領域λ３をそれぞれ含んでもよい。光学システム１２および光学アダプタモジュール２は、共通光路１２２に沿って配設されている。光学システム１２は、複数の光学レンズ素子および１つ以上の光学ガイド１３を含んでもよい。一実施形態では、複数の光学レンズ素子は、遠位端１ａ付近に配設された第１のセットの光学レンズ素子１２ａと、細長い部材１の近位端１ｂの付近に配設された第２のセットの光学レンズ素子１２ｂと、を含んでもよい。前面光学窓１１は、λ１～λ２の波長範囲の光を透過することができ、近赤外帯域にて大幅な吸収を伴う材料を含んでもよい。光学アダプタモジュール２は、曇り止め装置１００Ａの焦点距離を調節するように構成された複数の光学レンズ素子を含んでもよい。曇り止め装置１００ＡはＩＣＧ励起波長に関して説明されているが、曇り止めの概念は、現在のところ未知であり、将来的に作製または開発されるであろう１つ以上の蛍光色素を有する蛍光剤に適用できることが理解されよう。

[0028]曇り止め装置１００Ａはまた、同軸結合モジュール４と、ほとんどの波長を通すが、非常に低いレベルの特定のＮＩＲ波長範囲を減衰させる、近赤外（ＮＩＲ）バンドストップフィルタまたはＮＩＲ帯域除去フィルタとも称されるＮＩＲ遮光フィルタ５とを含む。ＮＩＲ遮光フィルタ５は、共通光路１２２に沿って、細長い部材１と画像センサ３との間に配設される。同軸結合モジュール４は、半導体近赤外（ＮＩＲ）源４１と、コリメータレンズまたはコリメータレンズ群４２と、ダイクロイックミラー４３とを含んでもよい。曇り止め装置１００Ａが可視光のみのイメージングシステムである実施形態では、半導体光源４１は、ＩＣＧなどのＮＩＲイメージングが実施されないことから、７００ｎｍよりも長くなり得るλ４（λ４＞λ２）の放射波長範囲を有する近赤外光を透過してもよい。曇り止め装置１００Ａが可視およびＮＩＲ（ＩＣＧ）イメージングシステムである実施形態では、半導体光源４１は、ＩＣＧの波長よりも長い（すなわち、９００ｎｍよりも大きい）λ４の近赤外光波長範囲を透過してもよい。

[0029]いくつかの実施形態では、半導体ＮＩＲ光源４１は、ＮＩＲイメージング（すなわち、ＩＣＧ）が実施されないことから、７８０ｎｍよりも長く、より好ましくは、可視光４００～７００ｎｍでのみ動作するシステム向けに市販のレーザ８０８ｎｍ付近の領域の波長の近赤外（ＮＩＲ）光を放射するように構成されている。いくつかの他の実施形態では、半導体ＮＩＲ光源４１は、ＩＣＧ（８５０ｎｍ付近）の波長よりも長い波長で近赤外（ＮＩＲ）光を放射するように構成されている。この結果、ＮＩＲ光源４１は、９００ｎｍよりも長い波長を有するＮＩＲ光線を放射する。一実施形態では、半導体光源４１は、１Ｗよりも大きい光出力を有するレーザダイオード（ＬＤ）または垂直共振型面発光レーザ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃａｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）装置を含んでもよい。コリメータレンズ群４２は、半導体光源４１から放射された光を平行にし、ダイクロイックミラー４３に向かって伝搬する平行な光線を形成する。半導体光源４１の放射面は、コリメータレンズまたはレンズ群４２付近またはこれらの焦点面に位置する。言い換えれば、ＬＤまたはＶＣＳＥＬ装置は、コリメータレンズまたはレンズ群４２付近またはこれらの焦点面に位置する。

[0030]ダイクロイックミラー４３は、コリメータレンズ群４２に向かって面する入射照明面４３１と、共通光路１２２に沿って細長い部材１に向かってコリメータレンズ群４２により平行になった平行な光線を反射するように構成されているダイクロイック面４３２と、細長い部材１に向かって面するイメージング入射面４３３と、画像センサ３に向かって面するイメージング出射面４３４と、を含む。本明細書で使用される場合、用語「入射」は変換前の光線を指す。そのため、入射面は光線を最初に受光する初期領域である。

[0031]入射照明面４３１は、ダイクロイックミラー４３上の近赤外光の入射面である。ダイクロイック面４３２は、イメージング光線５２の透過面である。これは、可視光線が関心領域５１上へと照射され、例えば、可視光のみの内視鏡検査を有する内視鏡システムの手術野の関心領域から反射した後に戻る反射光を含む。ダイクロイック面４３２は、光学イメージングシステムのみの可視光用の半導体ＮＩＲ光源４１からの、７００ｎｍより長い波長を有する近赤外光の反射面でもある。内視鏡検査のみの可視光を有する内視鏡システムでは、可視光線は第２の半導体光源６により生成されてもよい。第２の半導体光源の詳細については、以下で後述する。可視光およびＮＩＲ（ＩＣＧ）光内視鏡検査のみを有する内視鏡システムに関しては、ダイクロイック面４３２は、第２の半導体光源６で放射された可視光およびＮＩＲ（励起）光によって関心領域に照射した後、第２の光源６からの可視光およびＮＩＲ（励起）光から戻る反射可視光および蛍光放射光を含む、イメージングビームの透過面である。

[0032]イメージング入射面４３３は、同軸結合モジュール４上の内視鏡システムのイメージング光線の入射面である。イメージング出射面４３４は、同軸結合モジュール４上の内視鏡システムのイメージング光線の出射面である。

[0033]ダイクロイックミラー４３は、入射照明面４３１の中心およびダイクロイック面４３２の中心に接続している光路である光学軸Ｚ１を含む。光学軸Ｚ１は、ダイクロイックミラー４３上の近赤外光の入射光学軸である。ダイクロイックミラー４３は、イメージング入射面４３３の中心をダイクロイック面４３２の中心に接続している線または光路である光学軸Ｚ２をも含む。光学軸Ｚ２は、同軸結合モジュール４上の内視鏡システムのイメージングビームの入射光学軸である。ダイクロイックミラー４３は、ダイクロイック面４３２を通過後の内視鏡システムのイメージング光線の中心およびイメージング出射面４３４の中心に接続している線または光路である光学軸Ｚ３をさらに含む。光学軸Ｚ３は、同軸結合モジュール４上の内視鏡システムのイメージングビームの出射軸である。

[0034]一実施形態では、イメージング入射面４３３はイメージング出射面４３４に平行である。イメージング入射面４３３およびイメージング出射面４３４は、通常、入射照明面４３１に対して垂直である。図１に示された実施形態では、ダイクロイック面４３２および入射照明面４３１は４５°の角度を形成する。曇り止め装置１００Ａが可視光のみのイメージングシステムである実施形態では、ダイクロイック面４３２は７８０ｎｍを超え、好ましくは約８０８ｎｍ付近の波長範囲で光を反射し、λ１（４００ｎｍ）～λ２（７００ｎｍ）の波長範囲で光を透過するダイクロイックフィルムとともに配置される。反射光の方向は、イメージング入射面４３３に向かうものである。光学軸Ｚ１は、コリメータレンズ群４２の光学軸Ｚ５と一致する。

[0035]一実施形態では、第２の光学軸Ｚ２と第３の光学軸Ｚ３および共通光路１２２が互いに対して直線上に互いに並べられており、ＮＩＲ遮光フィルタ５は、共通光路１２２に沿って、すなわち第２の光学軸Ｚ２と第３の光学軸Ｚ３に沿って同軸結合モジュール４と画像センサ３との間に配設されている。曇り止め装置１００Ａが可視光のみのシステムである実施形態では、ＮＩＲ遮光フィルタ５は、λ１～λ２の波長範囲の光を透過し、光源４１からの７００ｎｍよりも長い波長範囲（例えば、８０８ｎｍ付近）の光を中断（遮断）するフィルタである。例えば、ＮＩＲ遮光フィルタ５は近赤外遮光フィルタであってもよい。一実施形態では、ＮＩＲ遮光フィルタ５は、７００ｎｍよりも長い、好ましくは７８０ｎｍよりも長い波長の０．００１パーセント未満の透過率を有し得る。

[0036]曇り止め装置１００Ａが可視光およびＮＩＲ（ＩＣＧ）光システムである実施形態では、ダイクロイック面４３２は、９２０ｎｍ～９６０ｎｍの範囲、好ましくは９３５ｎｍ～９４５ｎｍの範囲の光を反射し、約４００ｎｍ～約９００ｎｍの間の範囲の光を透過するダイクロイックフィルムをともに配置される。いくつかの実施形態では、半導体光源６の励起波長は約７８０ｎｍ～約８００ｎｍであり、ＬＥＤ装置が半導体光源６に使用される場合には、７８０ｎｍ～８０５ｎｍであり得る。一実施形態では、励起波長の中心は７８９ｎｍ付近であり、放射波長の中心は４０ｎｍの帯域幅を有する８１４ｎｍ付近（すなわち、７９４ｎｍ～８３４ｎｍの範囲）である。一実施形態では、励起波長の中心は、励起効率および放射効率で譲歩して７８０ｎｍ～７８５ｎｍの範囲で選択されてもよい。一実施形態では、ＮＩＲ遮光フィルタ５は、７８０ｎｍ～８００ｎｍのＩＣＧ励起波長、およびＩＣＧ波長よりも長い半導体ＮＩＲ光源４１の曇り止め波長（例えば、８５０ｎｍ）を遮断するための遮光フィルタであってもよい。別の実施形態では、ＮＩＲ遮光フィルタ５は、ＩＣＧ励起波長（７８０ｎｍ～８００ｎｍ）を遮断するように構成された第１のフィルタおよび曇り止め波長を遮断するように構成された第２のフィルタを含んでもよい。

[0037]図１Ｃは、本開示の一実施形態による、ＮＩＲ遮光フィルタ５の断面図である。図１Ｃに示されるように、ＮＩＲ遮光フィルタ５は、ＩＣＧ遮断フィルタ５ａと、連続して接続された曇り止め遮断フィルタ５ｂを含んでもよい。ＩＣＧ遮断フィルタが曇り止め遮断フィルタの前方に示されるが、他の構成も可能であることが理解される。例えば、ＩＣＧ遮断フィルタは曇り止め遮断フィルタの後に配設されるが、これらのフィルタは互いに離した状態で配設されることができる。またはこれらは単一のＮＩＲ遮断フィルタとともに組立てることができる。

[0038]一実施形態では、前面光学窓１１の吸収は光源４１からの波長範囲では８０パーセントを超える。８０パーセントを超える吸収により、短い加熱時間で曇り止め装置１００Ａの曇りを効果的に除去することができる。８０パーセント未満（例えば、５０パーセント、６０パーセント、７０パーセント）の他の吸収もまた曇り止め装置１００Ａで使用され得ることが理解されよう。かかる場合には、曇り止めの除去にかかる時間は長くなる。したがって、本開示の実施形態は、８０パーセントを超える吸収に限定されない。一実施形態では、光学システム１２の光学要素（すなわち、光学レンズ素子１２ａ、１２ｂ、光学ガイド１３）および光学アダプタモジュール２は、λ１～λ４の波長範囲で反射防止コーティングを用いてコーティングされる。一例として、反射防止コーティングは、反射防止コーティング上の入射光の１パーセント未満を反射することができる。可視光のみのシステムの一実施形態では、半導体光源４１は７００ｎｍよりも長いＩＲ波長（例えば、８０８ｎｍ付近）を有するＩＲレーザであることができ、光学システム１２の光学要素（すなわち、光学レンズ素子１２ａ、１２ｂ、光学ガイド１３）および光学アダプタモジュール２は、約４００ｎｍ～約８５０ｎｍの間の波長範囲にて反射防止コーティングでコーティングされる。可視光およびＮＩＲ（ＩＣＧ）光システムの一実施形態では、可視光源およびＮＩＲ（ＩＣＧ）光源のＮＩＲレーザの励起波長（以下でより詳細に説明される）は約７８０ｎｍ～８００ｎｍであり、半導体光源４１は９３５ｎｍ～９４５ｎｍ付近でＩＲ波長スペクトルを有するＩＲレーザであり得る。光学システム１２の光学要素（すなわち、光学レンズ素子１２ａ、１２ｂ、光学ガイド１３）および光学アダプタモジュール２は、約４００ｎｍ～約９５０ｎｍの間の波長範囲にて反射防止コーティングでコーティングされる。

[0039]一実施形態では、図１Ａを参照すると、ダイクロイックミラー４３は２つのプリズム間にダイクロイックミラー（すなわち、光学コーティング）を備えた立方体の形状を有するものとして示される。例示的な実施形態では、２つの直角のプリズムはともに結合され、間に配設された光学コーティング（ダイクロイックミラー）を有してもよい。一実施形態では、ダイクロイックミラー４３は平らなダイクロイックミラーであってもよい。

[0040]一実施形態では、曇り止め装置１００Ａは第２の半導体光源６をさらに含んでもよい。一実施形態では、第２の半導体光源６は、可視光を放射するため、複数のＬＥＤ（例えば、緑色光を放射するための緑色ＬＥＤ、青色光を放射するための青色ＬＥＤ、および赤色光を放射するための赤色ＬＥＤ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤの出力光は、ファイバーケーブル６１を通って細長い部材１へと送られて標的５１を照明する。他の実施形態では、曇り止め装置１００Ａは可視光およびＮＩＲ（ＩＣＧ）イメージングシステムを含んでもよい。この場合、第２の半導体光源６は追加でＮＩＲ光源（例えば、ＮＩＲレーザ装置）を含んでもよい。一実施形態では、可視光源（例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ）およびＮＩＲ光源は同一の光学軸に沿って配列される。第２の半導体装置６についての例示的で詳細な実施形態は、図２Ａおよび図２Ｂを参照して以下に提供される。一実施形態では、ファイバーケーブル６１は、細長い部材１のインタフェース部分１５に取り付けられる。一実施形態では、インタフェース部分１５は、細長い部材１の近位端１ｂに近接して配設されている。ファイバーケーブル６１は、細長い部材１の内面に沿って配列される複数の光学ファイバー６１１を含む。一実施形態では、複数の光学ファイバー６１１は、前面光学窓１１の円周の少なくとも一部の周囲に円周上に配設され、可視光および／または励起光５３を標的５１に提供する。標的５１から反射した光５２は、前面光学窓１１、光学システム１２、光学アダプタモジュール２、同軸結合モジュール４を通って移動し、画像センサ３で捕捉され、電気信号に変換される。一実施形態では、第２の半導体光源６は、ＩＣＧを使用して蛍光を観察するためのＮＩＲレーザ装置をさらに含んでもよい。ＮＩＲレーザ装置は、ＩＣＧ蛍光イメージングのために、例えば７８０ｎｍ～８００ｎｍなど、約８００ｎｍ付近のＮＩＲスペクトルの波長を有する励起光を放射するために構成されている。一実施形態では、第２の半導体光源６は、スペクトル波長が約４１４ｎｍであるＵＶ光を放射するＵＶ光装置をさらに含んでもよい。第２の半導体光源６によって放射している光５３は細長い部材１の内面（すなわち、前面光学窓１１の外側）に沿って配設された光学ファイバー６１１を通って伝搬され、照明された標的５１から反射された光５２は、光学軸１２２に沿って前面光学窓１１および光学システム１２を通過することに留意されたい。

[0041]図１Ｂは、本開示の一実施形態による内視鏡、機器または医療機器の曇りを除去するための、曇り止め装置１００Ｂの断面図である。図１Ｂを参照すると、曇り止め装置１００Ｂは、共通光学軸１２２に沿って、細長い部材１と、光学モジュール２と、同軸結合モジュール４と、ＮＩＲ遮光フィルタ５と、画像センサ３とを含み、これらはこの順で連続して配列されている。細長い部材１は、内視鏡システムもしくは腹腔鏡システム、または内視鏡システムもしくは腹腔鏡システムの一部を含んでもよく、前面光学窓１１および光学システム１２を含有する。いくつかの実施形態では、光学システム１２は、複数の光学レンズ素子および１つ以上の光学ガイド１３を含んでもよい。一実施形態では、複数の光学レンズ素子は、細長い部材１の両端に配設された複数の遠位レンズ素子１２ａのセットと、近位レンズ素子１２ｂのセットと、を含んでもよい。１つ以上の光学ガイド１３および複数の光学レンズ素子１２ａ、１２ｂは、光学軸１２２に沿って配設されている。同軸結合モジュール４は、光学軸Ｚ１に沿って配列された第１の半導体光源４１、コリメータレンズまたはコリメータレンズ群４２、およびダイクロイックミラー４３を含む。第１の半導体光源４１は、１Ｗを超える光出力を有し、コリメータレンズ４２付近またはその焦点面に位置するレーザダイオード（ＬＤ）または垂直共振型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）装置を含んでもよい。

[0042]曇り止め装置１００Ｂは、可視光のみのイメージングシステム、可視光およびＮＩＲ励起光（例えば、ＩＣＧ）イメージングシステムといった少なくとも２つのイメージングシステムを支持することができる。可視光のみのイメージングシステムについての実施形態では、第１の半導体光源４１は、７００ｎｍよりも長い近赤外光波長を放射するように構成されている。可視光およびＮＩＲ励起光（例えば、ＩＣＧ）イメージングシステムの実施形態では、第１の半導体光源４１は、９００ｎｍ～１３００ｎｍの範囲、より好ましくは９００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲のＮＩＲ波長を放射する。曇り止め装置１００Ａおよび曇り止め装置１００Ｂは、同様の構造を有し得る。図１Ｂに示されている例では、異なる構成要素を制御するため、曇り止め装置１００Ｂ内に共通の制御システムが示されている。しかし第１の半導体光源４１、第２の半導体光源６および画像センサ３は、それ専用のコントローラをそれぞれ有し得ることが理解される。以下の例示的な説明は、本開示の理解を容易にすることを目的としており、限定するものではない。

[0043]ダイクロイックミラー４３は、コリメータレンズ群４２に向かって面する入射照明面４３１と、共通光路１２２に沿って細長い部材１に向かってコリメータレンズ群４２により平行になった平行な光線を反射するように構成されているダイクロイック面４３２と、細長い部材１に向かって面するイメージング入射面４３３と、画像センサ３に向かって面するイメージング出射面４３４と、を含む。

[0044]一実施形態では、曇り止め装置１００Ｂは、細長い部材１のインタフェース部分１５で、ファイバーケーブル６１を通って細長い部材１に連結される第２の半導体光源６をさらに含む。ファイバーケーブル６１は、細長い部材１の内面に沿って配設された複数の光学ファイバー６１１を含んでもよい。第２の半導体光源６は、可視光（例えば、約４００ｎｍ～７００ｎｍ）および約８００ｎｍ（例えば、約７８０ｎｍ～８００ｎｍ）付近の波長を有するＮＩＲ励起光を生成するように構成されている。第２の半導体光源６は、イメージングモードに応じて異なるモードで動作することが可能である。以下でより十分に説明されるように、第２の半導体光源６は、波長領域のそれぞれを独立して制御して、可視光およびＮＩＲ光の両方を出力するように動作可能である。一実施形態では、第２の半導体光源６は可視光を含まないＮＩＲ光を出力することができる。一実施形態では、第２の半導体光源６はＮＩＲ光を含まない可視光を出力することができる。一実施形態では、第２の半導体光源６は、可視光およびＮＩＲ光の両方を同時に出力することができる。一実施形態では、第２の半導体光源６はＮＩＲ光を含まない可視光を出力することができる。一実施形態では、第２の半導体光源６は、可視光およびＮＩＲ光の両方を同時に、および連続して出力することができる。第２の半導体光源６からの出力光は、細長い部材１に沿ってファイバーケーブル６１を通り、光学ファイバー６１１へと送られ、前面光学窓１１付近に配設された標的を照明する。反射した可視光および第２のＮＩＲスペクトル（例えば、約７９０ｎｍ～８５０ｎｍ、好ましくは４０ｎｍの帯域幅を有する８１４ｎｍ）を有する励起された蛍光放射は、曇り止め装置１００Ｂにより受光され、画像センサ３で撮像される。

[0045]一実施形態では、曇り止め装置１００Ｂはまた、画像センサ３に連結されたカメラケーブル７７を有する制御システム７と、第１の半導体光源４１に連結された第１の制御ケーブル７８と、第２の半導体光源６に連結された第２の制御ケーブル７９とを含む。制御システムは、画像センサ３から受信された電気信号から画像を生成するように構成された画像ディスプレイ装置またはモニタ（例えば、液晶ディスプレイ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ））と、ユーザからの入力を受信するように構成されている入力ポートと、曇り止め装置１００Ｂの構成要素へと電力を供給する（すなわち画像センサ３へと電力を供給する）するように構成された電源モジュールと、第１の半導体光源４１と、第２の半導体光源６と、を含んでもよい。制御システム７は、１つ以上のコントローラを含有する複数の個別のコントロールボックスを含んでもよい。例えば、制御システムは、少なくとも１つのコントローラまたは画像センサ３に連結されたプロセッサを含む第１のコントロールボックス、少なくとも１つのコントローラまたは第１の半導体光源４１に連結されたプロセッサを含む第２のコントロールボックス、および少なくとも１つのコントローラまたは第２の半導体光源６に連結されたプロセッサを含む第３のコントロールボックスを含んでもよい。第１のコントロールボックスは、画像センサ３から受光された電気信号を処理するように構成されており、第２のコントロールボックスおよび第３のコントロールボックスは、反射された可視光の強度、並びに第１の半導体光源および第２の半導体光源の強度をそれぞれ制御するように構成されている。制御システム７およびコントロールボックスは、以下でより詳細に説明される。

[0046]一実施形態では、同軸結合モジュール４は、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、アダプタ光学システム２とＮＩＲ遮光フィルタ５との間に位置する。図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、曇り止め装置１００Ａおよび１００Ｂは、細長い部材１と、光学アダプタモジュール２と、同軸結合モジュール４と、ＮＩＲ遮光フィルタ５と、画像センサ３とをそれぞれ含み、これらはこの順で連続して配列されている。もちろん、本開示の範囲から逸脱することなく、他の変更および代替が可能である。

[0047]図２Ａは、本開示の一実施形態による、曇り止め装置用の第２の半導体光源２００Ａを簡略化した概略図である。第２の半導体光源２００Ａは、図１Ａおよび図１Ｂの第２の光源６であってもよい。図２Ａを参照すると、ＮＩＲレーザ２２０はＮＩＲスペクトルの波長（例えば、７８０ｎｍ～８００ｎｍ）の励起光を発生させる。いくつかの実施形態では、ＮＩＲレーザ２２０は半導体レーザである。ただし他のレーザ、ＬＥＤ、ＶＣＳＥＬなども使用され得る。ＮＩＲレーザ２２０からの励起光は、非常に狭い通過帯域（例えば、１０ｎｍ幅）により特徴付けられるレーザ線フィルタ２２７を通過する。レーザ線フィルタ２２７は、側波帯の放射を抑制しつつ所望の励起波長を透過させる。

[0048]図２Ａに示される実施形態では、複数の可視光源（例えば、赤色ＬＥＤ２２１、緑色ＬＥＤ２２２および青色ＬＥＤ２２３）は、曇り止め装置で使用される可視光放射を発生させるために使用される光を提供する。赤色ＬＥＤ２２１からの赤色光、緑色ＬＥＤ２２２からの緑色光および青色ＬＥＤ２２３からの青色光を、以下にさらに十分に説明されるように、各源からの光強度の適切な比を使用して結合し、白色光を形成する。カラーコンバイナー２２４、２２５および２２６は、ＮＩＲレーザ２２０並びに赤色ＬＥＤ２２１、緑色ＬＥＤ２２２および青色ＬＥＤ２２３からの光を結合し、ファイバーケーブル６１を通って曇り止め装置へと入力されるマルチスペクトル出力を形成する。一実施形態では、第２の半導体光源２００Ａは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤのそれぞれの前面に配設され、このＬＥＤからカラーコンバイナーに放射された光を平行にするように構成された光学レンズ２２９をも含んでもよい。

[0049]いくつかの実施形態では、第２の半導体光源２００Ａは、紫外（ＵＶ）光放射ダイオードまたはレーザダイオード２３１と、ＮＩＲレーザまたはＬＥＤ２２０からの光または赤色ＬＥＤ２２１、緑色ＬＥＤ２２２および青色ＬＥＤ２２３からの光とを結合したＵＶ光コンバイナー２３２とを含み、ファイバーケーブル６１を通って曇り止め装置へと入力されるマルチスペクトル出力を形成してもよい。図２Ａに示されるように、ＮＩＲ光源および可視光源からの合成光は、光学レンズ２３５で結合されてファイバーケーブル６１を通り、続いて照明のために曇り止め装置へと提供される。ＮＩＲレーザ２２０、赤色ＬＥＤ２２１、緑色ＬＥＤ２２２、青色ＬＥＤ２２３および／またはＵＶ ＬＥＤまたはレーザダイオード２３１は、図１Ａおよび図１Ｂに示される例えば第２の半導体光源６といった光源にともに配設されることができる。

[0050]ＮＩＲレーザ２２０、赤色ＬＥＤ２２１、緑色ＬＥＤ２２２、青色ＬＥＤ２２３および／またはＵＶ ＬＥＤまたはレーザダイオード２３１は、コントローラ７０４によってそれぞれ独立して制御される。コントローラの使用により、ＮＩＲ励起光の強度、可視光および／またはＵＶ光の強度は、例えばＮＩＲレーザおよびＬＥＤに提供された駆動電流を変更することで調節され得る。曇り止め装置の一実施形態では、可視光の強度は、蛍光画像と可視光画像との間の所望のコントラストを達成するために調節（例えば減衰）される。中性濃度フィルタを使用するなどの追加の光学的アプローチ、または変調方式などの電気的アプローチは、可視光を大幅に減衰させ、および／または所望の精度で光強度を調節するために適用され得る。

[0051]一実施形態では、赤色ＬＥＤ２２１は赤色アンバーＬＥＤであってもよい。いくつかの実施形態では、第２の半導体光源２００Ａは輝度信号ＲＹＧＢとＮＩＲ励起光との組合せを含んでもよい。例示的な実施形態では、第２の半導体光源２００Ａは、赤色コンポーネント、緑色コンポーネントおよび青色コンポーネントの所定の係数に従い、輝度信号ＲＹＧＢを発生させる光電変換装置を含んでもよい。他の実施形態では、第２の半導体光源２００ＡはＮＩＲ波長の合成励起光および白色光源を含んでもよい。いくつかの実施形態では、白色光は、ＲＹＧＢとして示される赤色、黄色、緑色および青色などの４原色を含んでもよい。いくつかの他の実施形態では、赤色ＬＥＤ２２１、緑色ＬＥＤ２２２、青色ＬＥＤ２２３は、１つ以上の白色ＬＥＤ装置により置き換えられてもよい。本開示は、特定の実施形態に限定されない。代替的な実施形態は、本明細書に含有される教示に基づき、当業者に明らかであり得る。赤色、緑色、青色およびＵＶ ＬＥＤの位置は、第２の半導体光源の動作に影響することなく、互いに互換されることができることが理解されよう。

[0052]図２Ｂは、本開示の別の実施形態による、曇り止め装置用の第２の半導体光源２００Ｂを簡略化した概略図である。第２の半導体光源２００Ｂは、図１Ａおよび図１Ｂの第２の光源６であってもよい。図２Ｂを参照すると、ＮＩＲレーザ２２０はＮＩＲスペクトルの波長（例えば、７８０ｎｍ～８００ｎｍ）の励起光を発生させる。いくつかの実施形態では、ＮＩＲレーザ２２０は半導体レーザである。ただし他のレーザ、ＬＥＤ、ＶＣＳＥＬなども使用され得る。ＮＩＲレーザ２２０からの励起光は、非常に狭い通過帯域（例えば、１０ｎｍ幅）により特徴付けられるレーザ線フィルタ２２７を通過する。レーザ線フィルタ２２７は、側波帯の放射を抑制しつつ所望の励起波長を透過させる。

[0053]図２Ｂに示される実施形態では、白色光源２４３は、曇り止め装置で使用される可視光放射を発生させるために使用される光を提供する。白色光源２４３は、白色光を放射する１つ以上の白色ＬＥＤ装置、または連続してもしくは時間的に連続して照明光を放射するキセノン光源を含んでもよい。カラーコンバイナー２２６は、ＮＩＲレーザ２２０からの光並びに白色光源２４３からの光を合成し、ファイバーケーブル６１を通って曇り止め装置へと入力されるマルチスペクトル出力を形成する。一実施形態では、第２の半導体光源２００Ｂは、白色光源２４３の前面に配設され、白色光源２４３からカラーコンバイナー２２６に放射された光を平行にするように構成された光学レンズ２２９も含んでもよい。

[0054]いくつかの実施形態では、第２の半導体光源２００Ｂは、紫外線（ＵＶ）光放射ダイオードまたはレーザダイオード２３１と、ＵＶ光とＮＩＲレーザまたはＬＥＤ２２０からの光または白色光源２４３からの光とを結合したＵＶ光コンバイナー２３２とを含み、ファイバーケーブル６１を通って曇り止め装置へと入力されるマルチスペクトル出力を形成してもよい。一実施形態では、光学レンズ２２９は、ＵＶ光の前面に配設され、ＵＶ ＬＥＤまたはＵＶレーザダイオード２３１から放射されたＵＶ光を平行にするように構成されてもよい。図２Ｂに示されるように、ＮＩＲ光源および白色光源からの合成光は、光学レンズ２３５で結合されてファイバーケーブル６１を通り、続いて照明のために曇り止め装置へと提供される。

[0055]ＮＩＲレーザ２２０、白色光源２４３、および／またはＵＶ ＬＥＤまたはレーザダイオード２３１は、制御システム内に存在するコントローラ７０４によりそれぞれ独立して制御される（例えば、図１Ｂの制御システム７）。コントローラの使用により、ＮＩＲ励起光の強度、および白色光の強度は、例えばＮＩＲレーザおよびＬＥＤに提供された駆動電流を変更することで調節され得る。曇り止め装置の一実施形態では、可視光の強度は、蛍光画像と白色光画像との間の所望のコントラストを達成するために調節（例えば減衰）される。中性濃度フィルタを使用するなどの追加の光学的アプローチ、または変調方式などの電気的アプローチは、可視光を大幅に減衰させ、および／または所望の精度で光強度を調節するために適用され得る。白色光源およびＵＶ ＬＥＤの位置は、必要に応じて互換可能であることが理解されよう。

[0056]図３は、本開示のいくつかの実施形態による、細長い部材１の正面図を示す図である。図３を参照すると、細長い部材１は、外側チューブ１０１および外側チューブ１０１に対して同軸に配設された内側中空チューブ１０２を含む。複数の光学ファイバー６１１は、細長い部材１の外側チューブ１０１と内側中空チューブ１０２との間の空間（空隙）１０３に一律かつ密集して分布している。一実施形態では、光学ファイバー６１１は、十分にまたは完全に詰められている（充填されている）空間または空隙１０３である。前面光学窓１１もまた示されている。図３に示されている例では、光学ファイバー６１１は、内側中空チューブ１０２の外周に沿った単層に配列されて示されている。ただし、光学ファイバーの複数層は、外側チューブと内側中空チューブとの間の空隙を完全に充填するために均一に配列され得ることが理解される。例えば、複数の光学ファイバーは、外側チューブと内側中空チューブとの間の空間を充填している１つ以上の層にともに十分密に詰められ得る。実際の適用では、数百の個々のファイバー（例えば、ガラスストランド）は、内側中空チューブ１０２上に一様かつ密集して分布している。光学ファイバーの寸法および細長い部材１の断面は、明確さのために、互いに対して強調されていることにも留意されたい。光学システム１２は、前面光学窓１１の背面に面している内部チューブ１０２の中空部分に配設されている。

[0057]図４Ａは、本開示の一実施形態による、近赤外（ＮＩＲ）光吸収光学窓１１を有する細長い部材１の拡大部分の断面図である。図４Ａを参照すると、第２の半導体光源６（図示せず）により放射している光（可視光および／またはＮＩＲ励起光）４５３は、細長い部材１の内側中空チューブ４０２の周囲に沿って配設された光学ファイバー６１１を通って伝搬され、標的領域を照明する。ＮＩＲ光吸収光学窓１１は、細長い部材１から離れて面する第１面１１ａを有するサファイアガラスまたはサファイア基板１１０と、光学システム１２に向かって面する第２面１１ｂと、サファイア基板１１０の第２面１１ｂ上に配設されたガラスプレート１１１と、を含む。一実施形態では、ガラスプレート１１１はＮＩＲ光吸収光学窓１１の第２面に取り付けられ（例えば、接着剤を使用して）または接合され、第１の半導体光源４１から放射された赤外光および近赤外光を吸収しながら、反射光４５２（標的領域から反射した可視光および／または蛍光放射）の透過が可能となるように構成されている。細長い部材１は、可視光のみの内視鏡検査システムおよび可視光＋ＩＲ（ＩＣＧ）内視鏡システムの両方に使用することができることが理解される。

[0058]図４Ｂは、本開示の一実施形態による、近赤外（ＮＩＲ）光吸収光学窓１１を有する細長い部材１の拡大部分の断面図である。図４Ａに示されている実施形態と同様に、第２の半導体光源６（図示せず）により放射している光（可視光および／またはＮＩＲ励起光）４５３は、細長い部材１の内側中空チューブ４０２に沿って配設された光学ファイバー６１１を通って伝搬され、標的領域を照明する。この実施形態では、ＮＩＲ光吸収光学窓１１は、ＩＲ光の照射時に、第１の半導体光源４１から放射されたＩＲ光を吸収して温度上昇しつつ、ＮＩＲ光吸収光学窓１１で可視入射光を透過する特性を有する、不純物をドープしたサファイアガラス１１２を含む。一実施形態では、サファイアガラス１１２は、イッテルビウム（Ｙｂ）およびエルビウム（Ｅｒ）でドープされる。この実施形態は、可視光のみの内視鏡検査システムおよび可視光＋ＩＲ（ＩＣＧ）内視鏡システムの両方に使用され得ることが理解される。

[0059]図４Ｃは、本開示の一実施形態による、近赤外（ＮＩＲ）光吸収光学窓１１を有する細長い部材１の拡大部分の断面図である。図４Ａに示されている実施形態と同様に、第２の半導体光源６（図示せず）により放射している光（可視光および／またはＮＩＲ励起光）４５３は、細長い部材１の内側中空チューブ４０２に沿って配設された光学ファイバー６１１を通って伝搬され、標的領域を照明する。図４Ｃを参照すると、一実施形態では、ＮＩＲ光吸収光学窓１１は、光学システム１２に向かって面する第２面１１ｂに堆積された熱吸収コーティング１１４を有するサファイアガラス１１３を含んでもよい。一実施形態では、熱吸収コーティング１１４は、物理気相蒸着（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＶＤ）または化学気相蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）プロセスを使用して堆積されてもよい。赤外波長で吸収し、可視波長範囲で光を透過するＩＴＯおよび他の材料が使用されることができる。細長い部材の種々の実施形態は、可視光のみの内視鏡検査システムおよび可視光＋ＩＲ（ＩＣＧ）内視鏡システムの両方に使用されることができることが理解されよう。

[0060]内視鏡または医療機器の曇りを除去するための曇り止め装置５００の代替的な実装を図５に示す。図５は、本開示の別の実施形態による、内視鏡または医療機器の曇りを除去するための曇り止め装置５００の断面図である。図５を参照すると、曇り止め装置５００は、本明細書に説明される違いを除いて曇り止め装置１００Ａと実質的に同様である。したがって、図１Ａに示された要素に関して提供された説明は、必要に応じて図５に示された要素に適用することが可能である。

[0061]具体的には、図５に示されるように、同軸結合モジュール４は光学システム１２と光学アダプタモジュール２との間に配設される。上述の通り、光学アダプタモジュール２は、光学システム１２の光学要素の焦点距離のばらつきを調節して装置５００の焦点距離を調節するための複数の光学レンズ素子２１ａ、２１ｂを含んでもよい。同様に、細長い部材１は、近赤外光吸収光学窓１１を有する遠位端１ａおよび近位端１ｂを備えた中空体を有し、光学システム１２は、近赤外光吸収光学窓１１と近位端１ｂとの間に配設されている。光学システム１２は、複数の光学レンズ素子１２ａ、１２ｂと、１つ以上の光学ガイド１３を含んでもよく、これらは内視鏡、医療機器または観察システムの一部であり得る。ＮＩＲ遮光フィルタ５は同軸結合モジュール４と光学アダプタ部材２との間に配設されたものとして示されているが、他の変更および代替もまた可能であることに留意されたい。例えば、一実施形態では、ＮＩＲ遮光フィルタ５は、光学アダプタ部材２と画像センサ３との間に配置されることができる。一実施形態では、光学システム１２は、内視鏡または内視鏡システムの一部を含む。光源６および制御システム７は、明確さのために示されていない。図１Ａ、図１Ｂおよび図５にそれぞれ示されている曇り止め装置１００Ａ、１００Ｂおよび５００の実施形態は、光学結合モジュールの位置が異なっている。これらの実施形態は例示目的のために提示されており、本開示を限定しようと意図されたものではない。本明細書に説明されるものと異なる代替的な実施形態は、本明細書に含有される教示に基づき、当業者に明らかであり得る。

[0062]図６は、本開示のいくつかの実施形態による、曇りを防止する基本的な光学イメージングシステム６０を簡略化した概略図である。曇りを防止する基本的な光学イメージングシステム６０は、図１Ａおよび図１Ｂの曇り止め装置１００Ａ、１００Ｂ、または図５の曇り止め装置５００を含んでもよい。本明細書に説明されるように、本開示の実施形態は、ユーザが検査中に水分を含んだ媒質（例えば、組織）の曇りを防止した画像を必要とする場合に、水分を含んだ媒質内部へと挿入される内視鏡または医療機器および観察機器の曇りを除去する上で特に有用である。曇りを防止する光学イメージングシステム６０は、光学イメージング装置６００と、光学イメージング装置６００に連結された制御システム６７と、を含む。光学イメージング装置６００は、内視鏡６１２を受容するための中空体を有する細長い部材６０１と、内視鏡の光学要素の焦点距離のばらつきおよび画像センサの位置のばらつきによる、光学イメージング装置６００の焦点距離を調節するための光学アダプタモジュール６０２と、同軸結合モジュール６０４と、ＮＩＲ遮光フィルタ６０５と、画像センサ６０３と、を含む。制御システム６７は、画像センサ６０３に連結された画像ディスプレイ装置６７２と、ユーザからの入力または命令を受信するための入力ポート６７３と、異なる半導体光源６４１および６６に対する制御信号６７８、６７９を提供するための少なくとも１つのコントローラ６７４と、を含んでもよい。一実施形態では、少なくとも１つのコントローラ６７４は、半導体光源６４１および６６に対する制御信号６７８および６７９を提供するように構成された複数の別個のコントローラを含んでもよい。半導体光源６６は、図２Ａおよび図２Ｂを参照した上で示され説明されている半導体光源２００Ａまたは２００Ｂであってもよい。一実施形態では、半導体光源６６は、可視光およびＩＣＧ用のＮＩＲ光（７８０ｎｍ～８００ｎｍ）を放射してもよい。別の実施形態では、半導体光源６６は、可視光、ＩＣＧ用のＮＩＲ光、およびＵＶ光を放射してもよい。半導体光源６６により放射された光は、ファイバーケーブル６６１を通って複数の光学ファイバーストランド６６１１に提供される。光学ファイバーストランド６６１１は、細長い部材６０１および前面光学窓６１１の周囲に円周上に配設され、標的５１を照明するため、光６５３を提供する。一実施形態では、細長い部材６０１は、図３に説明および示されている細長い部材と同様のものまたは同一のものであってもよい。曇りを防止する基本的な光学イメージングシステム６０は内視鏡用に説明されているが、曇りを防止する光学イメージングシステム６０は、腹腔鏡、膀胱鏡、および他の低侵襲手術用アプリケーションなどの様々な種類の医療機器および／または手術用機器に使用されてもよい。

[0063]細長い部材６０１は、半導体光源６４１により放射されたＮＩＲ光線６４３を受光するための前面光学窓６１１を有する。いくつかの実施形態では、半導体光源６４１は同軸結合モジュール６０４に配設されている。他の実施形態では、半導体光源６４１はコリメータ装置（図示せず）により同軸結合モジュール６０４に連結される。同軸結合モジュール６０４および半導体光源６４１は、図１Ａに関して詳細に示され、説明されているそれぞれの同軸結合モジュール４および半導体光源４１であってもよい。これらの説明は、簡潔さのために本明細書では除外されている。前面光学窓６１１の例示的な構造は、図４Ａ～図４Ｃを参照して上で詳細に説明されている。いくつかの実施形態では、同軸結合モジュール６０４および光学アダプタモジュール６０２の位置を相互に交換することができる。例えば、同軸結合モジュール６０４は、細長い部材６０１と光学アダプタモジュール６０２との間に位置してもよい。言い換えれば、共通の光学軸を有する光学イメージング装置６００の構成要素は固定して接続されることがなく、相互に交換することが可能である。内視鏡（腹腔鏡、膀胱鏡）６１２、光学アダプタモジュール６０２、同軸結合モジュール６０４、ＮＩＲ遮光フィルタ６０５、および画像センサ６０３を含む細長い部材６０１の構成要素は、共通光学軸６２２に沿って直線上に並べられている。

[0064]画像センサ６０３は、水分を含んだ媒質の関心領域５１から反射した可視光および／またはＮＩＲ蛍光６５２を受光する。可視光および／またはＮＩＲ蛍光６５２は、同軸結合モジュール６０４およびＮＩＲ遮光フィルタ６０５を通過し、画像センサ６０３に到達する。画像センサ６０３は、制御システム６７の画像ディスプレイ装置６７２により表示され得る光６５２を電気信号に変換する。コントローラ６７４は、半導体光源６４１に連結され、半導体光源６４１によって放射されたＮＩＲ光線６４３の照明期間を制御し、前面光学窓６１１の温度を上昇させるように構成されている。

[0065]いくつかの実施形態では、コントローラ６７４は、３秒～５０秒、好ましくは５秒～４０秒、より好ましくは１０秒～３０秒の範囲の所定の時間にわたり、半導体光源６４１を点灯させる。他の実施形態では、コントローラ６７４は、アルゴリズムに基づいて半導体光源６４１を点灯させる。例えば、コントローラ６７４はフレーム間の比較を実施し、どの程度画像がフレーム間で明瞭になったかを決定し、かつ比較データに基づいてＮＩＲ光の照明期間を計算する。フレーム間比較に加え、連続フレーム以外のフレームのセットを使用して比較を実施してもよい。さらに他の実施形態では、コントローラ６７４は、ユーザまたは操作者からの命令または入力を受信し、半導体光源６４１を点灯および消灯するように構成された入力ポート６７３を有してもよい。入力ポート６７３は、コンピュータ産業および通信産業および他の独自の通信プロトコルで一般に使用されている有線（例えば、ＵＳＢ、Ｉ２Ｃ）および無線（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ）規格をサポートしてもよい。

[0066]可視光のみのイメージングシステムの第１の例示的な実施形態に従い、半導体光源４１は、７００ｎｍよりも長く、好ましくは８０５ｎｍ～８１０ｎｍの波長範囲の放射波長を有し、約１Ｗの放射出力を有するレーザダイオード（ＬＤ）を含む。前面光学窓１１は、８０５ｎｍ～８１０ｎｍの波長で約８０％の吸収率を有する。光学システム１２および光学アダプタモジュール２は、可視光を通過する約４００ｎｍ～約７００ｎｍのイメージング波長範囲を有する。光学システム１２の光学要素およびアダプタ光学モジュール２は、約４００ｎｍ～約８１０ｎｍの波長範囲の反射防止コーティングでコーティングされる。ダイクロイックミラー４３は複数のプリズムを含んでもよい。一実施形態では、ダイクロイックミラー４３は相互に接合された直角三角形型プリズムを含んでもよい。一実施形態では、プリズムは接着剤を使用して相互に接合されている。ダイクロイック面４３２のダイクロイックフィルムは、約８０５ｎｍ～約８１０ｎｍの入射波長を反射し、約４００ｎｍ～約７００ｎｍの範囲で波長を透過する。同軸結合モジュール４は、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、アダプタ光学モジュール２と画像センサ３の間に位置する。ＮＩＲ遮光フィルタ５は、約４００ｎｍ～約７００ｎｍの範囲の波長を透過（通過）し、約８０５ｎｍ～８１０ｎｍの波長のうち、０．００１％未満の透過率を有する。ＮＩＲ遮光フィルタ５は、同軸結合モジュール４と画像センサ３との間に位置する。

[0067]８０５ｎｍ～８１０ｎｍの波長を有する近赤外（ＮＩＲ）光はＬＤにより放射され、コリメータレンズ群４２を通過してわずかに放射状のＮＩＲ光線を形成する。発散度は、光学アダプタモジュール２を通過した後、光学イメージングシステムの収束度と一致する。ＮＩＲ光線がダイクロイック面４３２に入射した後、光の可逆性原理に従い、この光線は反射してイメージング入射面４３３から出て、光学アダプタモジュール２に入射する。光学アダプタモジュール２および光学システム１２を通過したのち、この反射したＮＩＲ光線は前面光学窓１１上へと照射される。発明者らは、１Ｗの近赤外光によって前面光学窓１１上へと照射された約０．５Ｗの光電力が生じることを観察した。前面光学窓１１による近赤外光を吸収した結果として、前面光学窓１１の温度は上昇する。発明者らはさらに、前面光学窓１１の温度が１分以内に室温（２０℃）から３７℃に上昇することができると観察した。室温（２０℃）はほぼ手術室の室温であり、３７℃の温度はほぼヒトの体の温度であることに留意されたい。この時間中には、光学システム１２には曇りが発生しないが、光学システムは水分を含む組織などの水分を含んだ媒質内部へと挿入される。約４００ｎｍ～約７００ｎｍの範囲の波長のイメージング光線は、光学システム１２、光学アダプタモジュール２、およびダイクロイックミラー４３のイメージング入射面４３３を通過し、約８０５ｎｍ～約８１０ｎｍの範囲の波長で光を反射し、約４００ｎｍ～約７００ｎｍの範囲で波長を透過するダイクロイックフィルムで光学的にコーティングされることができるダイクロイック面４３２上に入射する。約４００ｎｍ～約７００ｎｍの範囲の波長のイメージング光線は、ダイクロイック面４３２を通過し、イメージング出射面４３４を出てＮＩＲ遮光フィルタ５に到達する。ＮＩＲ遮光フィルタ５は約４００ｎｍ～約７００ｎｍの波長範囲の光を透過し、約８０５ｎｍ～約８１０ｎｍの範囲の波長を遮断することから、８０５ｎｍ～８１０ｎｍのＮＩＲ光を含まないイメージング光線は、イメージング光線を電気信号へと変換する画像センサ３上で最終的に収束する。画像センサ３は、約７８０ｎｍ～約８１０ｎｍの波長範囲の光を中断（遮断）するＮＩＲ遮光フィルタ５とともに提供される。これは、ＬＤにより放射された励起光であり、ＬＤにより放射されたＮＩＲ光が、反射により光学システムおよびアダプタ光学モジュールに入射する場合であっても、ＮＩＲ光は画像センサに到達することができず、そのためその画質に影響することがない。第１の例示的な実施形態は、図１Ａおよび図１Ｂを参照した構成を説明しているが、可視光のみのイメージングシステムをも図５に示される構成に適用してもよい。

[0068]第２の例示的な実施形態に従い、半導体光源４１は、放射波長が９３５ｎｍ～９４５ｎｍであり、放射出力が約２Ｗである垂直共振型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を含み、前面光学窓１１は、約９３５ｎｍ～９４５ｎｍの波長の約８０％の吸収率を有する。光学システム１２は、約４００ｎｍ～約９００ｎｍの範囲のイメージング波長を有する。光学システム１２の光学要素は、４００ｎｍ～９４５ｎｍの波長範囲の反射防止コーティングでコーティングされる。ダイクロイックミラー４３は、平坦なダイクロイックミラーであり、約９３５ｎｍ～約９４５ｎｍの波長範囲の光を反射し、約４００ｎｍ～約９００ｎｍの波長を透過するダイクロイック面４３２に配設されたダイクロイックフィルムを有する。図５に示されるように、同軸結合モジュール４は光学システム１２と光学アダプタモジュール２との間に位置する。ＮＩＲ遮光フィルタ５は、約４００ｎｍ～約９００ｎｍの波長範囲の光を通過し、約９３５ｎｍ～９４５ｎｍの波長の、０．００１％の透過率を有する。ＮＩＲ遮光フィルタ５は、図５に示されるように、同軸結合モジュール４と光学アダプタモジュール２との間に位置する。ＮＩＲ遮光フィルタ５は、励起光の波長スペクトルと曇り止めレーザの波長スペクトルとの両方を遮断するよう構成されている。一実施形態では、ＮＩＲ遮光フィルタ５は、図１Ｃに示されるように、ＩＣＧ遮断フィルタ５ａと、連続して接続された曇り止め遮断フィルタ５ｂとを含んでもよい。

[0069]第２の例示的な実施形態の動作原理は、第１の例示的な実施形態の動作原理と同様である。ＶＣＳＥＬ４１によって放射された９３５ｎｍ～９４５ｎｍの範囲の波長のＮＩＲ光線がダイクロイック面４３２に入射した後、光の可逆性原理に従い、この光線は反射してイメージング入射面４３３から出て光学システム１２に入射する。光学システム１２を通過した後、この反射したＮＩＲ光線は前面光学窓１１上へと照射される。ＶＣＳＥＬの２Ｗの出力は、前面光学窓１１の温度を上昇させ、前面光学窓の曇りを防止する。前面光学窓１１は、図４Ａ～図４Ｃに説明され示されるＮＩＲ光吸収光学窓のうちいずれか１つであってもよいことが理解されよう。例えば、前面光学窓１１は、サファイア基板、９００ｎｍよりも長いＮＩＲスペクトルを有する赤外光および近赤外光を吸収しながら、標的領域からの反射された可視光および／または蛍光放射の透過を可能とする、ガラスプレートを備えたサファイア基板、ＹｂおよびＥｒでドープしたサファイア基板、並びにＮＩＲ吸収コーティングしたサファイア基板を含む、ＮＩＲ光吸収光学窓であり得る。

[0070]図５を参照して説明されている第２の例示的な実施形態の動作原理は、図１Ａおよび図１Ｂに説明および示された実施形態などの他の実施形態にも適用され得ることが理解されよう。かかる実施形態では、光学結合モジュール２は、光学システム１２を含む細長い部材１と同軸結合モジュール４との間に配設されている。光学システム１２および光学アダプタモジュール２は、約４００ｎｍ～約９００ｎｍのイメージング波長範囲を有する。光学システム１２の光学要素および光学アダプタモジュールは、４００ｎｍ～９４５ｎｍの波長範囲の反射防止コーティングでコーティングされる。いくつかの実施形態では、細長い部材１は図３に説明および示されたものである可能性があり、光学システム１２は、図４Ａ～図４Ｃに説明および示されるＮＩＲ光吸収光学窓のうちいずれか１つであり得る。

[0071]図７は、本開示の一実施形態による、曇り止め装置用の制御システム７００を簡略化した概略図である。制御システム７００は、複数のコントロールボックスを含んでもよく、それぞれのコントロールボックスは、画像センサからの電気信号を受信するための画像センサポート７０１と、受信された電気信号に対応する画像を表示するためのディスプレイ装置７０２と、ユーザからの入力および命令を受信するための入力ポート７０３と、異なる光源（例えば、図１Ｂの第１の光源４１、第２の光源６）に制御信号を提供するためのコントローラ７０４と、データ、およびコントローラ７０４によって実行される命令を保存するように構成されたメモリ装置７０５と、を含んでもよい。画像センサポート７０１と、ディスプレイ装置７０２と、入力ポート７０３と、コントローラ７０４と、メモリ装置７０５と、通信バス７０６によって互いに連結されている。制御システム７００は、第１の半導体光源および第２の半導体光源とを含む光学イメージングシステムに電力を提供するように構成された電源モジュール７０７と、画像センサをも含んでもよい。制御システム７００は、マウス、キーボードなどの追加の構成要素、およびスクリーン上のディスプレイメニュー、タッチ入力などの他の機能を含んでもよい。

[0072]図８は、本開示の一実施形態による、曇りを防止する光学イメージングシステムを操作する方法８００を示す簡略化したフローチャートである。一例として、図１Ａ、図１Ｂ、図５および図６に示された装置は、前面光学窓の曇りを除去するために図８に示されたプロセスを使用することができる。方法８００は、遠位端および近位端を備える細長い部材と、遠位端に配設された近赤外（ＮＩＲ）光吸収光学窓と、光路（８０１）に沿ってＮＩＲ光吸収光学窓と近位端との間に配設された光学システムとを有し、曇りを防止する光学イメージングシステムを操作することを提供する。例えば、曇りを防止する光学イメージングシステムは、図６の光学イメージングシステム６０であってもよい。方法８００は、結合モジュールを近位端（８０２）の細長い部材に連結することをも含む。結合モジュールは、ダイクロイックミラー、コリメータ、およびＮＩＲ光を放射する光源を含んでもよい。ＮＩＲ光は、光路に沿ってＮＩＲ光吸収光学窓に透過されることができる。方法８００は、照明期間にわたって光路に沿ってＮＩＲ光をＮＩＲ光吸収光学窓に透過させるために光源を作動させること（８０３）と、光路に沿って配設された画像センサで関心領域から反射された可視光線を受光すること（８０４）と、画像センサを使用して可視光線を電気信号へと変換すること（８０５）と、を含む。画像センサは例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ画像センサを含んでもよい。

[0073]いくつかの実施形態では、方法８００は、電気信号をフレームデータに変換することと、２つのフレーム間でフレームデータを比較し、コントローラで光源の照明期間を決定することと、照明期間が終了した後、コントローラで光源を停止させることと、をさらに含む。比較されるフレームは、連続フレームであってもよい。

[0074]他の実施形態では、方法８００は、電気信号を画像フレームに変換することと、ユーザまたは操作者によって画像フレームのうち１つ以上の画質を決定することと、画質が申し分のないものであるとユーザ（操作者）が決定する場合に、ユーザまたは操作者によって光源を停止させることと、を含む。一実施形態では、画質はユーザの観察および主観的な判断に基づいてもよい。一実施形態では、画質は、データベースまたはライブラリに保存されている所定の一連の画像に対して得られた画像の比較に基づいていてもよい。一実施形態では、画質は画像認識用の人工知能に基づいていてもよい。

[0075]一実施形態では、方法８００は、細長い部材と画像センサとの間に配設された光学アダプタを使用し、曇りを防止する光学イメージングシステムの焦点距離を調節することをも含んでもよい。一実施形態では、方法８００は、結合モジュールと画像センサとの間に配設されたＮＩＲ遮光フィルタで反射されたＮＩＲ光の一部を減衰させることをも含んでもよい。

[0076]図８に示されている特定の工程は、本開示の一実施形態による、曇りを防止する光学イメージングシステムを動作する具体的な方法を提供することを理解されたい。いくつかの実施形態では、結合モジュール内の光源を、水分を含んだ媒質への曇りを防止する光学イメージングシステムの挿入前に作動させる。他の実施形態では、結合モジュール内の光源を、曇りを防止する光学イメージングシステムを、水分を含んだ媒質へと挿入した後に作動させる。さらに他の実施形態では、光源を所定の照明期間にのみ作動させる。他の実施形態では、ユーザまたは操作者は、ＮＩＲ光吸収光学窓が、例えば３６．２℃（ヒトの体）、または他の哺乳動物の体温などの所定の温度に到達したときに光源を停止させてもよい。当業者は多くの変更、修正および代替を認識するであろう。

[0077]図９Ａは、本開示の一実施形態による、ＮＩＲ光源を作動する前に視聴装置によって提供される水分を含んだ媒質の画像である。図９Ａに示されている画像では、ＮＩＲ光吸収光学窓は、内部、外部のいずれか、またはそれら両方が曇っていると、関心領域から反射された可視光は曇りのあるＮＩＲ光吸収光学窓を通過しない。また、画像センサで捕捉された可視光の強度が弱いと、画像ディスプレイ装置の表示された画像は不鮮明になる。

[0078]図９Ｂは、本開示の一実施形態による、ＮＩＲ光を作動させた後に視聴装置によって提供される媒質の画像である。図９Ｂに示されるように、ＮＩＲ光吸収光学窓は、ある一定の期間にわたって光源で照明された後に曇りが除去される。結果として、関心領域から反射され表示された画像可視光は、曇りを除去したＮＩＲ光吸収光学窓を通過し、画像ディスプレイ装置は鮮明な画像を表示する。

[0079]本開示の実施形態によれば、可視光のみの内視鏡イメージングシステム用の曇り止め装置と、可視光およびＮＩＲ（ＩＣＧ）光内視鏡イメージングシステム用の曇り止め装置とが提供される。可視光のみの内視鏡イメージングシステム用の曇り止め装置の例示的な一実施形態は、第１の半導体光源４１は、７００ｎｍよりも長い（例えば、８０８ｎｍ付近）の波長スペクトルを有する赤外線レーザ装置を有し得る。光学システム１２の光学要素、および／または光学アダプタモジュール２は、４００ｎｍ～８５０ｎｍの範囲を網羅する反射防止コーティングを有してもよい。可視光およびＮＩＲ（ＩＣＧ）光内視鏡イメージングシステム用の曇り止め装置の例示的な一実施形態では、第２の半導体光源６内のＩＲレーザ装置の励起波長は、約７８０ｎｍ～８００ｎｍ（例えば、７８０ｎｍ～７８５ｎｍ）であってもよい。７８０ｎｍ～８０５ｎｍの波長範囲を有するＬＥＤ装置もまた使用されてもよい。

[0080]一実施形態では、励起波長は７８９ｎｍに集中し、放射波長は、約４０ｎｍの帯域幅を有する８１４ｎｍ付近に集中する。ＮＩＲ遮光フィルタ５は、励起波長（７８０ｎｍ～８００ｎｍ）とＮＩＲ波長（９３５ｎｍ～９４５ｎｍ）の両方を遮断し、可視光の波長（４００～７００ｎｍ）および蛍光放射光（励起光の波長よりも長い波長）を通過するように構成されている。例えば、励起波長が７８０～８００ｎｍの範囲に存在する場合（例えば、７８９ｎｍ）には、蛍光放射光は７９０～８３０ｎｍの範囲に存在する（例えば、８１４ｎｍ）。一実施形態では、ＮＩＲ遮光フィルタ５は、励起波長（７８０～８００ｎｍ）を遮断するためのＩＣＧ遮断フィルタと、ＮＩＲ波長（９３５～９４５ｎｍ）を遮断するための曇り止め遮断フィルタと、を含んでもよい。ＩＣＧ遮断フィルタおよび曇り止め遮断フィルタは、連続して接続されている。一実施形態では、ＮＩＲ遮光フィルタ５は、７８０～８００ｎｍの範囲の励起波長を減衰させるように構成された少なくとも第１の減衰領域、および９３５～９４５ｎｍの範囲のＮＩＲ波長を減衰させるように構成された第２の減衰領域を有する単一のマルチノッチフィルタを含んでもよい。

[0081]一実施形態では、第２の半導体光源６は、白色光源、ＵＶ光およびＮＩＲレーザまたはＮＩＲ ＬＥＤを含んでもよい。一実施形態では、ＵＶ光は約４１５ｎｍに集中する波長を有する。

[0082]実施形態は詳細に説明されているが、様々な変更、置換および修正は、添付の特許請求の範囲に記載される本開示の範囲から逸脱することなく行われ得ることを理解されたい。

Claims (20)

1. 曇りを防止する光学イメージングシステムの光路を維持するための装置であって、前記装置が、
   遠位端および近位端を備える細長い部材と、前記遠位端に配設された近赤外（ＮＩＲ）光吸収光学窓と、前記光路に沿って配設された光学システムと、
   前記近位端にて前記細長い部材に連結され、前記光路に沿って、近赤外（ＮＩＲ）光を前記ＮＩＲ光吸収光学窓に透過させ、前記光路に沿って関心領域から光線を受光するように構成された結合モジュールと、
   を備える、装置。
2. 前記ＮＩＲ光吸収光学窓が、前記光学システムに面するサファイアガラスの内面に取り付けられ、前記ＮＩＲ光を吸収しながら可視光を透過するように構成されたガラスプレートを有するサファイアガラス、または前記光学システムに面する熱吸収コーティングを備えるサファイアガラスを備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記ＮＩＲ光吸収光学窓が、可視光を通過させ、前記ＮＩＲ光を吸収するように動作可能である、不純物をドープしたサファイアガラスを備える、請求項１に記載の装置。
4. 前記結合モジュールが、
   第１面、第２面、前記細長い部材の前記近位端に向かって面する第３面、および画像センサに向かって面する第４面を有するダイクロイックミラーと、
   第１の光学軸に沿って前記ダイクロイックミラーの前記第１面の前方にあるコリメータと、
   前記第１の光学軸に沿って前記コリメータの焦点面に配設され、前記ＮＩＲ光を提供するように構成された光源と、
   を備え、
   前記第２面が、前記光路に平行な第２の光学軸に沿って前記ＮＩＲ光を反射し、第３の光学軸に沿って前記光線を通過するように構成され、前記第２の光学軸および前記第３の光学軸は直線上に互いに並べられている、請求項１に記載の装置。
5. 前記光源が、１Ｗ以上の光出力を有するレーザダイオード（ＬＤ）または垂直共振型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を備える、請求項４に記載の装置。
6. 前記光線が、４００ｎｍ～７００ｎｍのスペクトル範囲、または４００ｎｍ～７００ｎｍのスペクトル範囲および励起光波長よりも長い放射波長を含む、請求項１に記載の装置。
7. 画像センサと、
   前記画像センサの前方に配設され、前記光線を通過し、前記ＮＩＲ光を遮断するように構成されたＮＩＲ遮光フィルタと、
   をさらに備える、請求項１に記載の装置。
8. 前記ＮＩＲ遮光フィルタが、励起波長を遮断するように構成された第１の遮断フィルタと前記ＮＩＲ光を遮断するように構成された第２の遮断フィルタ、または励起波長を減衰させるように構成された第１の減衰領域および前記ＮＩＲ光を減衰させるように構成された第２の減衰領域を有する単一のマルチノッチフィルタを備える、請求項７に記載の装置。
9. 前記ＮＩＲ光吸収光学窓が、８０５ｎｍ～８１０ｎｍ、または９３５ｎｍ～９４５ｎｍの波長範囲で約８０％の吸収率を有する、請求項１に記載の装置。
10. 前記細長い部材と画像センサの間に配設され、前記曇りを防止する光学イメージングシステムの焦点距離を調節するように構成された光学アダプタ
    をさらに備える、請求項１に記載の装置。
11. 前記結合モジュールに連結され、前記曇りを防止する光学イメージングシステムの前記光路を維持させるため、前記結合モジュールの光源の照明期間を制御するように構成されたコントローラ
    をさらに備える、請求項１に記載の装置。
12. 前記コントローラが、フレーム間での画像の鮮明さを比較することで、前記照明期間を決定するように構成されている、請求項１１に記載の装置。
13. 前記細長い部材が内視鏡を受容するように構成されている、請求項１に記載の装置。
14. 可視光、近赤外（ＮＩＲ）光、および紫外（ＵＶ）光を放射する第２の光源をさらに備える、請求項１に記載の装置。
15. 遠位端および近位端を備える細長い部材と、前記遠位端に配設された近赤外（ＮＩＲ）光吸収光学窓と、光路に沿った光学システムとを有する曇りを防止する光学イメージングシステムを動作させる方法であって、前記方法が、
    結合モジュールを前記近位端にて前記細長い部材に連結することであって、前記結合モジュールが、ＮＩＲ光を放射する光源を備える、ことと、
    前記光路に沿って、照明期間にわたり、前記ＮＩＲ光を前記ＮＩＲ光吸収光学窓へと透過させるように前記光源を作動させることと、
    前記光路に沿って、関心領域から反射した可視光線を受光することと、
    を含む、方法。
16. 画像センサにより、前記可視光線を電気信号に変換することと、
    前記電気信号をフレームデータに変換することと、
    ２つのフレーム間で前記フレームデータを比較し、コントローラで前記光源の前記照明期間を決定することと、
    前記照明期間が終了した後、前記コントローラで前記光源を停止させることと、
    をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記電気信号を画像フレームに変換することと、
    ユーザによって前記画像フレームの画質を決定することと、
    前記画質が申し分のないものであると決定された場合に、前記ユーザによって前記光源を停止させることと、
    をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記細長い部材と前記画像センサとの間に配設された光学アダプタを使用し、前記曇りを防止する光学イメージングシステムの焦点距離を調節すること
    をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
19. 前記結合モジュールが、
    第１面、第２面、第３面および第４面を有するダイクロイックミラーと、
    第１の光学軸に沿った、前記ダイクロイックミラーの前記第１面の前方にあるコリメータと、
    を備え、
    前記光源が前記コリメータの焦点面に配設され、
    前記第２面が、前記光路に平行な第２の光学軸に沿って前記ＮＩＲ光を反射させ、第３の光学軸に沿って前記可視光線を通過させるように構成され、前記第２の光学軸および前記第３の光学軸は直線上に互いに並べられている、請求項１５に記載の方法。
20. 前記結合モジュールと前記画像センサの間に配設されたＮＩＲ遮光フィルタで、反射されたＮＩＲ光の一部を減衰させること
    をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
    

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