JP3619801B2 - 内視鏡用撮像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光物質を含有する被検対象又は、造影剤を含む被検対象に励起光を照射したとき、この被検対象の発する蛍光、あるいは造影剤による陰影の情報を得る内視鏡用撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、一般にＰＤＤ（Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃｓ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ）と称せられる光力学的診断についての研究が種々なされている。この光力学的診断とは、腫瘍組織に蓄積しやすい蛍光剤を被検対象に予め投与しておき、励起光を照射することによって、腫瘍組織に蓄積された蛍光剤から発せられる蛍光像を観察し、その蛍光像の有無や、形状を観察することにより腫瘍部分を診断する技術のことである。
【０００３】
また、血中内で波長８０５ｎｍ付近の近赤外光に吸収ピークを持つインドシアニングリーン（ＩＣＧ）という薬剤を造影剤として静脈注射し、ＩＣＧによる粘膜下層の血管部分の陰影を観察し、血管、リンパ管の走行状態を診断する方法についても数多く研究されてきている。
【０００４】
さらに、観察部位に、白色光とともに蛍光を励起するための励起光とを同時に照射し、撮像手段側で、通常像と蛍光像とを分光して撮像し、画像処理後、両画像を同時に表示させる内視鏡装置が特開平８−２２４２０９号公報に示されている。
【０００５】
又、白色光とＩＣＧの吸収ピーク辺りの近赤外光とを同時に照射し、撮像手段側で通常像と赤外像とを分光して撮像し、画像処理後にそれぞれの画像を表示させる内視鏡装置が特開平１０−２０１７０７号公報に示されている。
【０００６】
さらにまた、近赤外光を照射し、ＩＣＧの吸収による陰影を観察するときのコントラストを向上させるため、吸収ピークを持つ波長８０５ｎｍ付近の波長の他に、８０５ｎｍ辺りを含まない波長を照射する内視鏡装置が特開２０００−４１９４２号公報に示されている。
【０００７】
また、励起光あるいは近赤外光を照射し、撮像手段内の撮像素子手前に、蛍光像あるいは赤外像のコントラストを高めるための分光透過特性を有するフィルタを挿脱可能に配置できるようにした内視鏡装置が特開平９−０４９７号公報に示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平８−２２４２０９号公報の内視鏡装置、前記特開平１０−２０１７０７号公報の内視鏡装置では、白色光と励起光、あるいは白色光と近赤外光とを同時に照射し、リアルタイムに通常像と蛍光像、あるいは赤外像を撮像し、画像処理後に同時に画像を表示させるようにしているが、前記内視鏡用撮像装置では、蛍光像と赤外像とを１台の装置で撮像することはできず、内視鏡用撮像装置を２台、用意しなければならなかった。
【０００９】
また、特開平２０００−４１９４２号公報の内視鏡装置では、コントラストを向上させるためにＩＣＧの吸収ピークである８０５ｎｍ付近の波長の他に、８０５ｎｍの波長を含まない帯域である９３０ｎｍ辺りの波長の赤外光を照射するため、蛍光観察を行えないという不具合がある。加えて、撮像方式が面順次式であるため、同時式を採用している内視鏡用撮像装置には使用することができなかった。
【００１０】
さらに、特開平９−０４９７号公報の内視鏡装置では、蛍光像あるいは赤外像のコントラストを向上させるための分光透過特性を有するフィルタを、撮像素子の手前光軸上に配置可能にしているため、通常観察から、蛍光あるいは近赤外観察に切り替えたときに焦点位置がずれないように、フィルタの厚み寸法を設計する必要がある。しかし、観察に使用する硬性鏡や軟性鏡では、術式によって径寸法や長さ寸法が異なることによって、光学的特性がそれぞれ異なってしまう。また、製造メーカーごとにも光学的特性が異なっており、それらに対応する構成にはなっていない。
【００１１】
そのため、通常観察時に焦点を合わせ、その後、蛍光あるいは近赤外観察に切り替えたとき、焦点がずれていた場合に、再度焦点を合わせる必要があるばかりでなく、再度通常観察に戻した際に、焦点がずれていると、再々度の焦点調整を行わなければならなかった。つまり、光学特性の一致しない内視鏡を接続すると、観察モードを切り替えるたびに、焦点を合わせる必要があるので、非常に操作が煩わしかった。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、操作性を低下させることなく、１台の撮像装置で蛍光及び赤外観察が可能で、また、光学性能の異なる内視鏡を接続する毎に焦点調節をすることなく、蛍光及び赤外観察が可能な、焦点調節回数を低減させて、蛍光又は赤外観察時の腫瘍あるいは患部周辺の組織の視認性を向上させた内視鏡用撮像装置を提供することを目的にしている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による内視鏡用撮像装置は、被検部位に投与される造影剤の光吸収特性または蛍光特性に応じた光を前記被検部位に照射すると共に、前記被検部位を撮像可能な撮像手段を有する内視鏡用撮像装置において、
白色の第１の照明光と、前記蛍光特性に応じた励起波長域及び当該励起波長域と重ならない波長域で且つ前記光吸収特性に応じた特定波長域からなる第２の照明光とを切換可能な光源装置と、
前記光源装置から出射される前記第１及び第２の照明光を前記被検部位に導光可能なライトガイド手段と、
前記ライトガイド手段で導光されて前記被検部位に反射される前記特定波長域成分と、前記第１の照明光の前記励起波長域成分で励起されて前記被検部位から発する蛍光波長域成分とを含む波長域を透過可能な光学ハイパスフィルタ手段と、
前記被検部位を撮像可能な撮像手段と、
前記撮像手段の撮像光路上に前記光学ハイパスフィルタ手段を挿脱するフィルタ挿脱手段と、
前記フィルタ挿脱手段の挿脱状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づき、前記光源装置の照明光切換を制御する制御手段と、
前記制御手段によって前記被検部位に前記第１の照明光が照射されたときに形成される第１の光学像の焦点を前記撮像手段に調整可能な第１の焦点調整手段と、
前記制御手段によって前記被検部位に前記第２の照明光が照射されたときに前記フィルタ挿脱手段で挿入された前記光学ハイパスフィルタ手段を介して形成される第２の光学像の焦点を、前記第１の焦点調整手段と独立して前記撮像手段に調整可能な第２の焦点調整手段と、
前記フィルタ挿脱手段に設けられ、前記フィルタ挿脱手段を動作させた際に前記第２の焦点調整手段の光学系の位置関係を保持する焦点位置保持手段と、
を具備したことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、励起光と近赤外光とが同時出射可能な光源と、励起光から近赤外光まで感度を有する撮像手段と、撮像手段の手前光軸上に配置される、励起光の一部をカットし近赤外光はカットしない特性を有するフィルタにより、被検対象が蛍光物質を含む場合には、それぞれお互いに干渉しない励起された蛍光、一部カットされた励起光、近赤外光が撮像できる。また、被検対象がＩＣＧを含む場合には、お互いに干渉しない一部カットされた励起光、近赤外光、及びＩＣＧの吸収ピークが撮像できる。
【００１６】
また、光学性能の異なる内視鏡を接続するとき、術前の通常観察時に第１の焦点調整手段により焦点調整を行い、蛍光あるいは赤外観察時に第２の焦点調整手段により焦点調整を行うことにより、その後、再度通常観察と蛍光観察とを切り替えて観察する際、この第２焦点調整手段の光学系の位置関係を保持する焦点位置保持手段によって、いずれの観察モードであっても焦点調整が不要になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図１２は本発明の第１実施形態に係り、図１は内視鏡用撮像装置全体の概略構成を示す図、図２は第１の回転フィルタの構成を説明する図、図３は第１のターレット枠の構成及び作用を説明する図、図４は第２のターレット枠の構成及び作用を説明する図、図５は観察モード切替えレバーの作用を説明するＴＶカメラの正面図、図６は被検対象が蛍光物質を含有する場合におけるＣＣＤに入射される励起光の反射光、及び蛍光を説明する図、図７はＩＣＧを含有する場合におけるＣＣＤに入射される励起光の反射光、及び近赤外光を説明する図、図８は焦点距離の異なる硬性鏡における白色光と特殊光との違いによる結像位置の差を説明する図、図９は帯域制限フィルタを配置させたときの白色光と特殊光との違いによる結像位置を説明する図、図１０は他方の硬性鏡に対して帯域制限フィルタに加えてフィルタを配置させて白色光と特殊光との違いによる結像位置を調整した状態を説明する図、図１１は一方の硬性鏡が接続されているときの、通常観察時と特殊光観察時における第１のターレット枠のフィルタと第２のターレット枠のフィルタとの関係を説明する図、図１２は他方の硬性鏡が接続されているときの、通常観察時と特殊光観察時における第１のターレット枠のフィルタと第２のターレット枠のフィルタとの関係を説明する図である。
【００１８】
なお、図８（ａ）は一方の硬性鏡の白色光と特殊光との違いによる結像位置の差を説明する図、図８（ｂ）は他方の硬性鏡の白色光と特殊光との違いによる結像位置の差を説明する図、図９（ａ）は一方の硬性鏡に対して帯域制限フィルタを配置させて白色光と特殊光との違いによる結像位置を調整した状態を説明する図、図９（ｂ）は他方の硬性鏡に対して帯域制限フィルタを配置させたときの白色光と特殊光との結像位置の差を説明する図
図１に示すように本実施形態の内視鏡用撮像装置１は、硬性鏡２と、この硬性鏡２に着脱自在に装着される外付けテレビジョンカメラ３（以下、ＴＶカメラと略記する）と、このＴＶカメラ３を制御するカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと略記する）４と、前記内視鏡２に照明光を供給する光源装置５と、前記ＣＣＵ４に接続された表示装置であるモニタ６とで主に構成されている。
【００１９】
前記硬性鏡２は、細長の挿入部７と、この挿入部７の基端に設けられた接眼部８と、ライトガイドケーブル１０が着脱自在に接続される接続部９とを有して構成されている。この接続部９に接続されるライトガイドケーブル１０の他端部は、前記光源装置５に着脱自在に接続されるようになっている。
【００２０】
前記挿入部７には白色光、励起光及び赤外光を伝送する機能を備えたライトガイド１１及びリレーレンズ群１４が挿通されている。前記ライトガイドケーブル１０を光源装置５に装着することによって、光源装置５から白色光、あるいは励起光及び近赤外光が合わさった特殊光が供給されるようになっている。
【００２１】
前記ライトガイド１１によって伝送される特殊光は、前記挿入部７の先端部の照明窓に固定された照明レンズ１２を通して被検対象に照射される。前記照明窓に隣接して設けられた観察窓には対物レンズ１３がとりつけられており、照明された被検対象からの反射光或いは励起光により励起されて放射される蛍光が対物レンズ１３を通過して結像する。
【００２２】
前記対物レンズ１３の結像位置には前記リレーレンズ群１４の先端面が配置されており、このリレーレンズ群１４によって、結像した像が後端面に伝送される。このリレーレンズ群１４の基端面に対向する位置には前記接眼部８を構成する接眼レンズ１５が設けられている。この接眼レンズ１５を通して観察することによって基端面に伝送された像が拡大されるようになっている。
【００２３】
前記ＴＶカメラ３内の前記接眼部８の接眼レンズ１５の光軸上には、白色光、励起光、赤外光を撮像することが可能な撮像手段である固体撮像素子（以下、ＣＣＤと記載する）１６が設けられている。
【００２４】
このＣＣＤ１６と前記接眼部８との間には前記リレーレンズ群１４を伝送されてきた像をＣＣＤ１６面上に結像するための第１の焦点調整手段である第１の焦点調整機構１７が配設されている。そして、この第１の焦点調整機構１７と前記ＣＣＤ１６との間には、第１のターレット枠１８及び第２のターレット枠１９が設けられている。
【００２５】
前記第１のターレット枠１８は、第１の回転軸２０を介してフィルタ切換手段である観察モード切替えレバー２２及び焦点調整レバー２３に接続されている。一方、前記第２のターレット枠１９は、前記第１の回転軸２０の中心貫通孔に内挿されている第２の回転軸２１を介して、前記観察モード切替えレバー２２及び焦点調整レバー２３に接続されている。つまり、前記第２のターレット枠１９、第２の回転軸２１、焦点調整レバー２３とで第２の焦点調整手段となる第２の焦点調整機構２４を構成している。
【００２６】
前記第１の回転軸２０と第２の回転軸２１との間には、焦点位置保持手段である摺動部材２５が設けてある。前記第１の回転軸２０は、ＴＶカメラ枠２６に対して回動可能に支持されている。また、第１のターレット枠１８には位置検出手段となる検出スイッチ２７が設けられている。この検出スイッチ２７は、前記ＣＣＵ４内に設けられている制御回路２８と電気的に接続されている。さらに、前記ＣＣＤ１６は、ＣＣＵ４内に配設された画像処理回路２９と電気的に接続されている。なお、この画像処理回路２９と前記制御回路２８とは電気的に接続されている。
【００２７】
前記光源装置５内には、通常観察用照明光源として例えば超高圧水銀ランプ３０が設けてある。このランプ３０から出射される光は、第１の回転フィルタ３２を透過し、その後、集光レンズ３３及びハーフミラー３４を通してライトガイドケーブル１０の光入射端に供給されるようになっている。前記第１の回転フィルタ３２は、前記ＣＣＵ４内の制御回路２８に電気的に接続されたステップモーター３１によって回転可能に支持されている
また、前記光源装置５内には８０５ｎｍを中心とする帯域の光を出射可能な赤外レーザー３５が配置されている。この赤外レーザー３５は、前記ＣＣＵ４内の制御回路２８と電気的に接続されており、赤外レーザー３５から出射される光はハーフミラー３４に反射してライトガイドケーブル１０の光入射端に供給されるようになっている。
【００２８】
図２を参照して前記第１の回転フィルタ３２について説明する。
図に示すように第１の回転フィルタ３２は円板形状であり、この円板に２つの半円開口３２ａ，３２ｂが形成されている。そして、一方の開口３２ａに白色光用フィルタ３６を取り付け、他方の開口３２ｂに４５０ｎｍ以上の波長帯域をカットする励起光用フィルタ３７を取り付けている。
【００２９】
このことにより、白色光用フィルタ３６を光軸上に配置させた場合には前記ライトガイドケーブル１０の光入射端に通常照明光としての白色光が供給され、光軸上に励起光用フィルタ３７を配置させた場合にはライトガイドケーブル１０の光入射端に蛍光観察の励起光が供給される。
【００３０】
図３を参照して前記第１のターレット枠１８について説明する。
図に示すように第１のターレット枠１８は扇形形状であり、第１の回転軸２０を中心軸にして、実線に示す位置と破線に示す位置との間を矢印のように揺動する。
【００３１】
この第１のターレット枠１８には、通常観察光を透過し、赤外光等の通常観察に不要な帯域の成分をカットする赤外カットフィルタ１８ａと、特定の波長帯域を透過する、例えば４００ｎｍ以下の波長帯域の透過を制限する帯域制限フィルタ１８ｂとが設けてある。そして、この帯域制限フィルタ１８ｂが光軸上に配置されたとき、前記検出スイッチ２７が作動するように、突起部１８ｃが設けられている。
【００３２】
図４を参照して前記第２のターレット枠１９について説明する。
図に示すように第２のターレット枠１９も扇形形状であり、前記第１のターレット枠１８ほどではないが、第２の回転軸２１を中心軸にして、実線に示す位置と破線に示す位置との間を矢印のように小さく揺動する。
【００３３】
この第２のターレット枠１９には前記硬性鏡２の接眼レンズ１５の焦点位置と異なる、つまり、種類の異なる硬性鏡２ａ、２ｂにそれぞれ対応するフィルタ１９ａ、１９ｂが設けられている。なお、第２のターレット枠１９にフィルタ１９ａ、１９ｂを設ける代わりに、一方を開口のままにして１つだけフィルタを設ける構成にしてもよい。
【００３４】
ここで、上述のように構成した内視鏡用撮像装置１の、術中、あるいは診断中における、通常観察時のフィルタ配置について説明する。
図５に示すように前記ＴＶカメラ３に備えられている観察モード切替えレバー２２は、図中の破線の位置（通常観察モード）及び実線の位置（特殊光観察モード）との間を移動する。
【００３５】
そして、前記観察モード切替えレバー２２を、図中の破線の位置に移動させると、前記第１のターレット枠１８内の赤外カットフィルタ１８ａが光軸上に配置されて、前記突起部１８ｃが検出スイッチ２７から離れた状態になって検出スイッチ２７がオフ状態になる。すると、制御回路２８を介して、前記光源装置５内のステップモーター３１が制御されて前記第１の回転フィルタ３２の白色光用フィルタ３６が光源装置５内のランプ３０とライトガイドケーブル１０の光入射端を結ぶ光軸上に配置される一方、赤外レーザー３５がオフ状態に制御される。このことにより、ライトガイドケーブル１０、ライトガイド１１を介して硬性鏡２の先端から被検対象に向けて白色光が出射される。
【００３６】
そして、被検対象に照射された白色光の反射光は、前記対物レンズ１３、リレーレンズ群１４、接眼レンズ１５、第１の焦点調整機構１７、赤外カットフィルタ１８ａ、フィルタ１９ａを通過してＣＣＤ１６に結像する。その後、このＣＣＤ１６で光電変換された撮像信号は、画像処理回路２９に出力されて映像信号に生成され、モニタ６に出力される。このことによって、モニタ６の画面上に通常光を照射して得られた内視鏡画像が表示される。
【００３７】
一方、前記観察モード切替えレバー２２を、図中の実線の位置に移動させると、第１のターレット枠の帯域制限フィルタ１８ｂが光軸上に配置されて、検出スイッチ２７がオン状態になる。すると、制御回路２８を介して、ステップモーター３１が制御されて、光源装置５内のランプ３０とライトガイドケーブル１０の光入射端を結ぶ光軸上に、第１の回転フィルタ３２に設けられた励起光用フィルタ３７が配置されるとともに、赤外レーザー３５が作動し、８０５ｎｍを中心波長とした近赤外光を出射する。このことにより、ライトガイドケーブル１０、ライトガイド１１を介して硬性鏡２の先端から被検対象に向けて蛍光観察用の励起光と８０５ｎｍを中心波長とした近赤外光とが同時に出射される。
【００３８】
そして、被検対象に照射された励起光及び近赤外光の反射光は、前記対物レンズ１３、リレーレンズ群１４、接眼レンズ１５、第１の焦点調整機構１７、帯域制限フィルタ１８ｂ、フィルタ１９ａを通過してＣＣＤ１６に結像する。
ここで、前記被検対象が蛍光物質を含有する場合には、ＣＣＤ１６に入射される励起光の反射光、及び蛍光は図６のようになる。
【００３９】
つまり、励起光用フィルタ３７を透過した励起光は、図中Ａで示すように帯域制限フィルタ１８ｂにより４００ｎｍ以下の波長がカットされ、フィルタ１９ａを透過してＣＣＤ１６に入射される。
【００４０】
そして、励起光により励起されて放射される蛍光は図中Ｂの実線部分のようになる。実際の蛍光は、破線に示すように非常に微弱であるが、検出スイッチ２７に連動して、制御回路２８を介して画像処理回路２９が作動されて図中の実線で示すようになる。また、近赤外光については、前記蛍光と干渉せずに図中Ｃのようになる。
【００４１】
つまり、図中のＡ、Ｂ、Ｃは干渉することなく、完全に分離されているため、蛍光を妨げることなく、観察を行うことができる。
【００４２】
一方、前記被検対象がＩＣＧを含有する場合には、ＣＣＤ１６に入射される励起光の反射光、及び近赤外光は図７のようになる。
【００４３】
まず、励起光用フィルタ３７を透過した励起光は、図中Ｄで示すように帯域制限フィルタ１８ｂにより４００ｎｍ以下の波長がカットされ、フィルタ１９ａを透過しＣＣＤ１６に入射される。このとき、励起光により励起されて放射される蛍光はない。
【００４４】
そして、近赤外光の中央部は、ＩＣＧによって吸収されて図中Ｅで示すようになる。このとき、図中のＤとＥは干渉しないため、図中Ｅのコントラストを妨げることなく、かつ図中Ｄの光によって周辺の情報を得て、周辺組織の視認を行える。
【００４５】
ここで、前記第２の焦点調整機構２４の作用について説明する。
前記接眼部８に焦点距離の異なる硬性鏡２ａ、２ｂを接続して、白色光による観察をするとき、第１の焦点調整機構１７を調整して、ＣＣＤ１６の撮像面上に結像させるようにする。
【００４６】
観察する照明光を、白色光から励起光及び近赤外光が合わさった特殊光に切り替えると、白色光と特殊光とで屈折率が異なるため収差が生じ、図８（ａ）、（ｂ）に示すように焦点位置がずれる。このとき、硬性鏡２ａを接続したときの焦点のずれ量をＬａ、硬性鏡２ｂを接続したときの焦点のずれ量をＬｂとする。 なお、図８（ａ）、（ｂ）中、実線が白色光による光線を表し、破線が特殊光による光線を表している。
【００４７】
つまり、特殊光による観察を行う場合、図９（ａ）に示すようにＣＣＤ１６の手前の光軸上に帯域制限フィルタ１８ｂを配置する。この帯域制限フィルタ１８ｂのフィルタ厚Ｌｆは、焦点位置のズレを補正するように設計してある。
【００４８】
しかし、同図（ｂ）に示すように、帯域制限フィルタ１８ｂのフィルタ厚Ｌｆをずれ量Ｌａを補正する厚さに設定した場合でも、硬性鏡２ｂを接続したとき、前記ずれ量Ｌｂを補正することができず、まだ、Ｌｃだけのずれ量が生じる。このとき、前記フィルタ１９ａを孔としておく。
【００４９】
本実施形態においては、前記図５に示した焦点調整レバー２３を実線の位置から破線の位置に動かすことにより、図１０に示すように光軸上にフィルタ１９ｂを配置させられる。そして、このフィルタ１９ｂを光軸上に配置させることによって、前記帯域制限フィルタ１８ｂで補いきれないずれ量Ｌｃが補正される。
【００５０】
前記観察状態を、特殊光の照射による観察状態から白色光による通常観察に戻すとき、前記図５で示したように観察モード切替えレバー２２を操作する。すると、帯域制限フィルタ１８ｂが光軸上から退避される。そのとき、第１の回転軸２０と第２の回転軸２１との間に摺動部材２５を設けたことにより、図１１に示すように帯域制限フィルタ１８ｂとフィルタ１９ｂとが連動して退避する。ここで、再度特殊光による観察をする場合には、前記観察モード切替えレバー２２を操作するだけで、焦点位置の合った状態で蛍光像、赤外像の観察を行える。
【００５１】
なお、前記硬性鏡２ｂが接続されているときの第１のターレット枠１８と第２のターレット枠１９との位置関係は図１１に示した通りであるが、硬性鏡２ａが接続されているときの、第１のターレット枠１８と第２のターレット枠１９との位置関係は図１２に示すようになる。
【００５２】
このように、ＴＶカメラの検出スイッチと光源装置のステップモータとをＣＣＵの制御回路を介して接続したことによって、観察モード切替えレバーを操作して、特殊光観察モードに設定されたことを検出スイッチが検出することによって、光源装置から励起光と近赤外光とを同時に出射させられることにより、１台の光源装置を用意して蛍光観察、赤外観察に対応することができる。このことにより、使用者にとってコストメリットがある。
【００５３】
また、光源装置から照射され２つの波長帯域、及び励起光により誘発される蛍光のそれぞれの波長帯域を完全に分離させているため、観察性を損なうことなく、被検対象の周囲の解像度、視認性が向上させることができる。
【００５４】
さらに、“通常観察”と“蛍光観察”と“赤外観察”との３者択一ではなく、“通常観察”と“特殊光観察”との二者択一で蛍光観察及び赤外観察にも対応するので、切替え操作を簡単にして使い勝手を向上させることができる。
【００５５】
又、第１のターレット枠と第２のターレット枠とをそれそれの枠に異なるフィルタを設けるとともに、第１の回転軸と第２の回転軸との間に摺動部材を設けたことによって、手術の最初に特殊光観察での焦点を合わせるだけで、その後は焦点調整を不要にして操作性の向上を図ることができる。
【００５６】
このことによって、１台の撮像装置で複数の硬性鏡に対応して、使用者にとってのコスト低減を図れるとともに、内視鏡用撮像装置の選択を不要にして、使用者の手間が大幅に軽減される。
【００５７】
なお、前記リレーレンズ群１４を、イメージガイドに置きかえた軟性鏡でも前記硬性鏡と同等の効果を得ることができる。
【００５８】
図１３ないし図１９は本発明の第２実施形態にかかり、図１３は内視鏡用撮像装置全体の他の概略構成を示す図、図１４は第２の回転フィルタの構成を説明する図、図１５は第１のターレット枠の構成を説明する図、図１６は観察モード切替えレバーの作用を説明するＴＶカメラの正面図、図１７は被検対象が蛍光物質を含有する場合におけるＣＣＤに入射される励起光の反射光、及び蛍光を説明する図、図１８はＩＣＧを含有する場合におけるＣＣＤに入射される励起光の反射光、及び近赤外光を説明する図、図１９は硬性鏡が接続されているときの焦点調整を説明する図である。
【００５９】
なお、図１９（ａ）は焦点位置がずれているときの状態を説明する図、図１９（ｂ）は焦点位置を調整した状態を説明する図である。また、本実施形態においては前記第１実施形態と同様な機能部分については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００６０】
図１３に示すように本実施形態の内視鏡用撮像装置４１は、硬性鏡２と、この硬性鏡２に着脱自在に装着されたＴＶカメラ４２と、このＴＶカメラ４２を制御するＣＣＵ４と、前記硬性鏡２に照明光を供給する光源装置４３と、この光源装置４３に接続されて前記内視鏡に照明光を導くライトガイドケーブル１０と、前記ＣＣＵ４に接続された表示装置であるモニタ６とで主に構成されている。
【００６１】
本実施形態のＴＶカメラ４２内には前記接眼部８の接眼レンズ１５の光軸に一致する第１の焦点調整機構１７、第１のターレット枠４４、コールドミラー４５、３色分解プリズム４６、この３色分解プリズム４６を介して白色光、励起光、赤外光が撮像可能な撮像手段であるＣＣＤ４７、４８、４９、５０とが設けてある。そして、これらＣＣＤ４７、４８、４９、５０は、前記ＣＣＵ４内に配設された画像処理回路２９に電気的に接続されている。
【００６２】
前記第１のターレット枠４４にはレンズ枠５１が回転を規制され、光軸方向に移動可能に支持されている。このレンズ枠５１にはカムピン５２が固定され、このカムピン５２はギア軸５３に設けられたカム溝に嵌まっている。
【００６３】
前記ギア軸５３は、前記第１のターレット枠４４に回転自在に支持されており、端部にはギア歯が設けられている。このギア歯は、ギア５４に噛合している。前記ギア５４は、前記第２の回転軸２１の基端部に固定されていて、この第２の回転軸２１の先端部には調整ダイアル５５が固定されている。
【００６４】
また、前記レンズ枠５１には前記帯域制限フィルタ１８ｂの他に、焦点調整レンズ群５６が配設されている。
【００６５】
前記光源装置４３内には通常観察用照明光源であるキセノンランプ５７が設けてある。このランプ５７から出射される照明光は、ステップモーター５８によって回転可能に支持されている。この第２の回転フィルタ５９を透過した照明光は、集光レンズ３３を介してライトガイドケーブル１０の光入射端に供給される。なお、前記ステップモーター５８は、前記ＣＣＵ４内の制御回路２８と電気的に接続されている。
【００６６】
図１４を参照して第２の回転フィルタ５９について説明する。
図に示すように第２の回転フィルタ５９は円板形状で、この円板に２つの半円開口５９ａ、５９ｂが設けられている。そして、一開口５９ａに白色光用フィルタ３６を設け、他の開口に４５０ｎｍから７８０ｎｍの帯域をカットするフィルタ６１と、８３０ｎｍ以上の帯域をカットするフィルタ６２とで構成した特殊光用フィルタ６０を設けている。
【００６７】
このことによって、前記特殊光用フィルタ６０を、光源装置５内のランプ５７とライトガイドケーブル１０の光入射端を結ぶ光軸上に配置させたとき、前記ライトガイドケーブル１０の光入射端には４５０ｎｍ以下の帯域の励起光及び７８０ｎｍないし８３０ｎｍ帯域の近赤外光が供給される。
図１５を参照して第１のターレット枠４４について説明する。
前記第１のターレット枠４４は扇形形状であり、この第１のターレット枠４４には通常観察光を透過し、赤外光等の通常観察に不要な帯域の成分をカットする赤外カットフィルタ１８ａと前記レンズ枠５１とが設けられている。また、前記レンズ枠５１に設けられたカムピン５２とギア軸５３に設けられたカム溝及び、ギア軸５３とギア５４のギア歯とが噛み合うようにそれぞれ配設されている。さらに、前記レンズ枠５１が光軸上に配置されているとき、前記検出スイッチ２７が作動するように突起４４ｃが位置している。
【００６８】
ここで、本実施形態における、特殊光を照射したときのフィルタの配置について説明する。
図１６に示すようにＴＶカメラ４２に配設された観察モード切替えレバー２２を特殊光観察の位置（図中実線の位置）に設定することにより、帯域制限フィルタ１８ｂが光軸上に配置されて、検出スイッチ２７がオン状態になる。すると、制御回路２８を介して、ステップモーター５８が作動され、光源装置４３内のキセノンランプ５７とライトガイドケーブル１０の入射端とを結ぶ光軸上に第２の回転フィルタ５９に設けられた特殊光用フィルタ６０が配置される。
【００６９】
このことにより、ライトガイドケーブル１０、ライトガイド１１を介して硬性鏡２から被検対象に向けて、４５０ｎｍ以下の帯域の励起光、及び７８０ｎｍ〜８３０ｎｍの帯域の近赤外光が同時に出射される。
【００７０】
被検対象の特殊光による反射光は、前記対物レンズ１３、リレーレンズ群１４、接眼レンズ１５、第１の焦点調整機構１７、帯域制限フィルタ１８ｂ、焦点調整レンズ群５６を通過し、コールドミラー４５で赤外光とそれ以外の光に分光される。そして、赤外光はＣＣＤ５０に結像する。それ以外の光は３色分解プリズム４６を通過してそれぞれＣＣＤ４７、４８、４９に結像する。
【００７１】
前記被検対象が蛍光物質を含有する場合、前記ＣＣＤ４７、４８、４９、５０に入射される励起光の反射光、及び蛍光は図１７に示すようになる。
【００７２】
つまり、フィルタ６１、６２から構成される特殊光用フィルタ６０を透過した励起光（図１７中Ｆの部分）は、帯域制限フィルタ１８ｂにより４００ｎｍ以下の波長はカットされ、コールドミラー４５、３色分解プリズム４６を通してＣＣＤ４９に入射する。
【００７３】
また、励起光により励起されて放射される蛍光は、図１７中Ｇ部分のようになってＣＣＤ４７で撮像される。このとき、蛍光は非常に微弱（破線部）であるが、検出スイッチ２７と連動して、制御回路２８を介して画像処理回路２９が作動してＣＣＤ４７の撮像信号を強めることによって図１７中の実線のようになる。
【００７４】
さらに、近赤外光はコールドミラー４５で分光されて、ＣＣＤ５０で撮像される。（図１７中Ｈ）
図１７中、Ｆ、Ｇ、Ｈはそれぞれ、別々のＣＣＤ４９、４７、５０で撮像されていて、それを画像処理回路２９で合成して表示させている。このため、蛍光を妨げることなく、観察を行える。
【００７５】
一方、前記被検対象がＩＣＧを含有する場合、ＣＣＤ４７、４８、４９、５０に入射される特殊光の反射光は図１８に示すようになる。
【００７６】
つまり、励起光の反射光は（図１８中Ｊ）、ＣＣＤ４９で撮像され、ＩＣＧによる近赤外光の吸収部分近傍（図１８中Ｋ）は、ＣＣＤ５０で撮像される。
【００７７】
図１８中のＪとＫとが干渉しない。このため、図１８中Ｋのコントラストを妨げることなく、かつ図中Ｊの光によって周辺の情報が得られて周辺組織の視認性が向上する。
【００７８】
次いで、本実施形態におけるレンズ枠５１、カムピン５２、ギア軸５３、ギア５４、調整ダイアル５５、焦点調整レンズ群５６、第２の回転軸２１で構成される第２の焦点調整機構の作用について説明する。
【００７９】
特殊光観察時、図１９（ａ）に示すように焦点位置にずれが生じている場合、前記図１３で示した調整ダイアル５５を所定方向に回す。このことによって、第２の回転軸２１、ギア５４を介してギア軸５３を回転することにより、レンズ枠５１に設けられたカムピン５２が回転するギア軸５３に設けられたカム溝に追従してレンズ枠５１が図１９（ｂ）の矢印に示すように光軸方向に移動する。その結果、特殊光観察時の焦点位置調整を行える。
【００８０】
また、観察モード切替えレバー２２を操作して第１のターレット枠４４を移動させた場合でも、前記ギア軸５３はターレット枠４４に支持されるとともに、摺動部材４４によって第２の回転軸２１が第１の回転軸２０に対して不意に回動しないようにレンズ枠５１が移動するのを防いでいる。このことにより、焦点位置は保持され、術前に一度焦点を調整するだけでよい。すなわち、レンズ枠５１、カムピン５２、ギア軸５３、ギア５４、調整ダイアル５５、焦点調整レンズ群５６、第２の回転軸２１で第２の焦点調整機構を構成することによって、焦点位置の微調整が可能になるとともに、対応する内視鏡の種類が多くなる。
【００８１】
このように、キセノンランプを設けるとともに、回転フィルタに４５０ｎｍから７８０ｎｍの帯域をカットするフィルタと、８３０ｎｍ以上の帯域をカットするフィルタとで構成した特殊光用フィルタを設けることによって、光源装置から赤外レーザーを不要にして励起光及び近赤外光を同時に出射させて光源装置の小型化を図ることができる。
【００８２】
また、特殊光観察時の焦点調整の際に、微調整が可能になることにより、取付け可能な内視鏡の種類を増加させることができる。このことによって、使用者の機器選択がより広がって使い勝手が大幅に向上する。
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００８３】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００８４】
（１）蛍光物質、あるいは特定波長に吸収ピークを持つ造影剤を含有する被検対象に、励起光、あるいは特定波長を含む光を照射して得られる蛍光像、あるいは造影剤による陰影を表示する内視鏡用撮像装置において、
前記励起光、及びこの励起光に対して重ならない特定波長を含んだ照射光を同時に供給する光源装置と、
励起された蛍光、一部をカットされた励起光、特定波長を含む照射光を撮像する撮像手段、励起光の一部をカットする一方で、特定波長を含んだ照射光を透過させる特性を有するフィルタ、このフィルタを前記撮像手段より手前側の光軸上に挿脱可能に配置するフィルタ切替え手段を有する外付けカメラと、
を具備する内視鏡用撮像装置。
【００８５】
（２）前記外付けカメラに前記フィルタ切替え手段のフィルタ位置を検出する位置検出手段を設け、この位置検出手段に連動して、前記光源装置から白色光と、前記励起光及び特定波長を含む照射光とを選択的に供給可能にするとき、
前記外付けカメラに、
白色光用の第１の焦点調整手段と、
この第１の焦点調整手段とは独立し、励起光及び特定波長を含む照射光用の第２の焦点調整手段と、
前記フィルタ切替え手段に配設され、この切替え手段を動作させた際、前記第２の焦点調整手段の光学系の位置関係を保持する焦点位置保持手段と、
を設けた付記１記載の内視鏡用撮像装置。
【００８６】
（３）前記励起光は、４１０ｎｍ付近の波長であり、前記特定波長は８０５ｎｍ付近の波長である付記１又は付記２に記載の内視鏡用撮像装置。
【００８７】
（４）前記第２の焦点調整手段は、選択的に光学部品を光軸上に配置する付記２記載の内視鏡用撮像装置。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、操作性を低下させることなく、１台の撮像装置で蛍光及び赤外の観察が可能で、光学性能の異なる内視鏡を接続する毎に焦点調節を行うことなく、観察を行える内視鏡用撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図１２は本発明の第１実施形態に係り、図１は内視鏡用撮像装置全体の概略構成を示す図
【図２】第１の回転フィルタの構成を説明する図
【図３】第１のターレット枠の構成及び作用を説明する図
【図４】第２のターレット枠の構成及び作用を説明する図
【図５】観察モード切替えレバーの作用を説明するＴＶカメラの正面図
【図６】被検対象が蛍光物質を含有する場合におけるＣＣＤに入射される励起光の反射光、及び蛍光を説明する図
【図７】ＩＣＧを含有する場合におけるＣＣＤに入射される励起光の反射光、及び近赤外光を説明する図
【図８】焦点距離の異なる硬性鏡における白色光と特殊光との違いによる結像位置の差を説明する図
【図９】帯域制限フィルタを配置させたときの白色光と特殊光との違いによる結像位置を説明する図
【図１０】他方の硬性鏡に対して帯域制限フィルタに加えてフィルタを配置させて白色光と特殊光との違いによる結像位置を調整した状態を説明する図
【図１１】一方の硬性鏡が接続されているときの、通常観察時と特殊光観察時における第１のターレット枠のフィルタと第２のターレット枠のフィルタとの関係を説明する図
【図１２】他方の硬性鏡が接続されているときの、通常観察時と特殊光観察時における第１のターレット枠のフィルタと第２のターレット枠のフィルタとの関係を説明する図
【図１３】図１３ないし図１９は本発明の第２実施形態にかかり、図１３は内視鏡用撮像装置全体の他の概略構成を示す図
【図１４】第２の回転フィルタの構成を説明する図
【図１５】第１のターレット枠の構成を説明する図
【図１６】観察モード切替えレバーの作用を説明するＴＶカメラの正面図
【図１７】被検対象が蛍光物質を含有する場合におけるＣＣＤに入射される励起光の反射光、及び蛍光を説明する図
【図１８】ＩＣＧを含有する場合におけるＣＣＤに入射される励起光の反射光、及び近赤外光を説明する図
【図１９】硬性鏡が接続されているときの焦点調整を説明する図
【符号の説明】
１…内視鏡用撮像装置
３…ＴＶカメラ（テレビジョンカメラ）
５…光源装置
１６…ＣＣＤ
１８…第１のターレット枠
１８ａ…赤外カットフィルタ
１８ｂ…帯域制限フィルタ
１９…第２のターレット枠
１９ａ、１９ｂ…フィルタ
２２…観察モード切替えレバー
２５…摺動部材
２７…検出スイッチ

Claims (1)

1. 被検部位に投与される造影剤の光吸収特性または蛍光特性に応じた光を前記被検部位に照射すると共に、前記被検部位を撮像可能な撮像手段を有する内視鏡用撮像装置において、
   白色の第１の照明光と、前記蛍光特性に応じた励起波長域及び当該励起波長域と重ならない波長域で且つ前記光吸収特性に応じた特定波長域からなる第２の照明光とを切換可能な光源装置と、
   前記光源装置から出射される前記第１及び第２の照明光を前記被検部位に導光可能なライトガイド手段と、
   前記ライトガイド手段で導光されて前記被検部位に反射される前記特定波長域成分と、前記第１の照明光の前記励起波長域成分で励起されて前記被検部位から発する蛍光波長域成分とを含む波長域を透過可能な光学ハイパスフィルタ手段と、
   前記被検部位を撮像可能な撮像手段と、
   前記撮像手段の撮像光路上に前記光学ハイパスフィルタ手段を挿脱するフィルタ挿脱手段と、
   前記フィルタ挿脱手段の挿脱状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づき、前記光源装置の照明光切換を制御する制御手段と、
   前記制御手段によって前記被検部位に前記第１の照明光が照射されたときに形成される第１の光学像の焦点を前記撮像手段に調整可能な第１の焦点調整手段と、
   前記制御手段によって前記被検部位に前記第２の照明光が照射されたときに前記フィルタ挿脱手段で挿入された前記光学ハイパスフィルタ手段を介して形成される第２の光学像の焦点を、前記第１の焦点調整手段と独立して前記撮像手段に調整可能な第２の焦点調整手段と、
   前記フィルタ挿脱手段に設けられ、前記フィルタ挿脱手段を動作させた際に前記第２の焦点調整手段の光学系の位置関係を保持する焦点位置保持手段と、
   を具備したことを特徴とする内視鏡用撮像装置。

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