JP4823644B2 - 赤外観察システム - Google Patents

Description

本発明は、被検体としての生体の深部の血管の走行状態等を観察するのに適した赤外観察システムに関する。

従来、観察対象とする被検体、具体的には生体の血管走行を同定する技術として、近赤外の波長領域の７００ｎｍ〜１０００ｎｍのヘモグロビン吸光特性を利用して観察する方法がある。
例えば、第１の従来例としての特開２００４−３５８０５１号公報には、血中ヘモグロビンが赤外光を吸収する特性を利用し、可視光では観察しにくい生体組織の血管を赤外光により観察し易い画像を得る技術を開示している。
また、第２の従来例としての特開２００５−８７７２８号公報には、６００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内に属する任意の狭い波長帯域光を発生する発光素子を用いて生体に投与された蛍光標識物質の蛍光を検出するセンサを内蔵したカプセル型光センサが開示されている。
特開２００４−３５８０５１号公報 特開２００５−８７７２８号公報

第１の従来例では、７００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の波長を用いているため、生体組織の深部の血管を観察することが困難である。
また、第２の従来例では、カプセル型光センサは、単に蛍光波長の有無を検出するセンサを設けているので、血管の走行状態等を知るための画像を得ることができない。

（発明の目的）
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、生体の深部側の血管の走行状態の観察画像を良好な画質で得ることができる赤外観察システムを提供することを目的とする。

本発明の赤外観察システムは、少なくとも１２００ｎｍの波長より長い赤外領域の照明光を、観察対象とする生体に対して照射する照明手段と、
光学像を結ぶ対物光学系の結像位置若しくは前記対物光学系による光学像を伝送した結像位置に配置され、１２００ｎｍの波長より長い赤外領域で感度を有する撮像素子を備えた撮像手段と、
前記撮像手段による撮像信号に対する信号処理を行う信号処理手段と、
前記対物光学系に対して相対的に前記照明手段の位置合わせを行う位置合わせ手段と、 を具備し、
前記照明手段は、前記対物光学系の視野方向に沿って対向配置され、前記視野方向と平行な方向にスライド自在にして前記位置合わせ手段が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、生体の深部の血管の走行状態の観察画像を画質が良い状態で得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１ないし図５は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１の赤外観察システムの全体構成を示し、図２は内視鏡の挿入部の先端側の照明ユニット等の構成を示し、図３は照明ユニットにおける照明方向を変更した変形例の構成を示し、図４は本実施例により得られる模式的な画像例を可視光の場合と比較して示し、図５は熱照射前に対して熱照射後に脂肪の透過率を大きくできることを示す測定結果の特性例を示す。
図１に示すように本発明の実施例１の赤外観察システム１は、観察対象物となる被検体としての生体２に対して赤外領域を含む光を照明光を照射する照明ユニット３を設けた例えば光学式の内視鏡本体４及びこの内視鏡本体４に取り付けられ、赤外領域の光で撮像を行う赤外撮像用カメラ（以下、単に赤外カメラと略記）５とからなる内視鏡６と、この赤外カメラ５により撮像された撮像信号に対する信号処理を行うカメラコントロールユニット（ＣＣＵと略記）７と、このＣＣＵ７から出力される映像信号を表示するモニタ８とから構成される。

内視鏡本体４は、体腔内に挿入される細長で例えば硬質製の挿入部１１を有し、この挿入部１１の後端部１２に赤外カメラ５が取り付けられている。挿入部１１の先端に設けられた先端部１３には、透明フード１４が取り付けられ、その内側に、挿入部１１の軸と平行な方向を視野方向とする対物レンズ１５が配置されている。この対物レンズ１５による結像位置にはイメージガイド１６の先端面が配置され、このイメージガイド１６は、その先端面に結像された光学像をその後端面に伝送する。
イメージガイド１６の後端面に伝送された光学像は、イメージガイド１６の後端面に対向する位置に配置された結像レンズ１７を介して赤外用の撮像素子１８に結像される。 この赤外用の撮像素子１８は、少なくとも１２００ｎｍの波長を超える赤外領域において感度を有する、例えばＥｘ．ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ等の半導体検出素子（光起電力型半導体検出素子）を用いて形成された撮像素子である。

これらの撮像素子は、少なくとも１２００ｎｍから２５５０ｎｍ付近までの波長帯まで感度を有する。なお、ＩｎＡｓ、及びＩｎＳｂは、２５５０ｎｍより長波長の３０００ｎｍ以上の長波長にも感度を有する。
また、本実施例における内視鏡本体４には、照明ユニット３が、挿入部１１の軸方向にスライド自在に取り付けられている。
この照明ユニット３は、挿入部１１を形成する外装管の外周面に嵌合してスライド自在となる筒体状のスライド部２１を有し、このスライド部２１の先端から延出された支持棒２１ａを介してその先端に赤外領域の照明光を発生するＬＥＤ２２ａを複数設けた円環状のＬＥＤユニット２２が、位置合わせして取り付けられている。
各ＬＥＤ２２ａとしては、赤外領域における１２００ｎｍより長い長波長側の赤外領域を含む波長領域で発光するＬＥＤが採用されている。

また、このスライド部２１の後端側は、例えば赤外カメラ５に設けた筒体部２３の内側に配置され、両者の間の空間にコイルばね２４が配置されている。このコイルばね２４により、照明ユニット３は、挿入部１１の後方側に付勢されるようにしている。なお、コイルばね２４の両端が当接する筒体部２３の前端及びスライド部２１の後端部分には、抜け止め用の凸部が形成されている。
また、スライド部２１における後端寄りの位置に、スライド操作するためのスライドレバー２５が設けてあり、術者等のユーザは、このスライドレバー２５を矢印の方向に操作することにより、挿入部１１の軸方向に照明ユニット３側をスライド移動することができるようにしている。

ＬＥＤユニット２２の各ＬＥＤ２２ａに接続された信号線（電源線）２６は、スライド部２１内を挿通され、赤外カメラ５から延出されたカメラケーブル内を経てＣＣＵ７と接続される。
ＣＣＵ７は、赤外用の撮像素子１８を駆動する撮像素子駆動回路２７と、撮像素子１８から出力される撮像素子出力信号に対する信号処理を行う信号処理回路２８と、ＬＥＤユニット２２のＬＥＤ２２ａを発光させるＬＥＤ電源を供給するＬＥＤ電源回路２９とを有する。
信号処理回路２８により生成された映像信号は、モニタ８に出力され、モニタ８の表示面には、撮像素子１８により撮像された画像が表示される。また、ＬＥＤ電源回路２９によるＬＥＤ電源は信号線２６を介してＬＥＤユニット２２の各ＬＥＤ２２ａに印加され、ＬＥＤ２２ａは赤外領域の光を発生する。

図２は、内視鏡本体４の先端側部分を斜視図で示す。図２に示すように対物レンズ１５の観察範囲を有効に照明できるように、対物レンズ１５の光軸Ｏ（又は視野）方向に沿って（対物レンズ１５に対向するように）位置合わせ（位置決め）されたＬＥＤユニット２２が、円環形状に設けられている。つまり、このＬＥＤユニット２２は、挿入部１１の先端面に対向するように位置合わせして配置され、また、この配置状態で対物レンズ１５の視野方向に移動自在にされている。
このＬＥＤユニット２２における円環形状の後面に、多数のＬＥＤ２２ａが円周上に沿って配置されており、このＬＥＤユニット２２がスライド部２１の先端面から突出した支持棒２１ａの先端に一体的に固定されている。
そして、各ＬＥＤ２２ａは、後方の対物レンズ１５側に、所定の角度θで光を拡開して出射する。つまり、各ＬＥＤ２２ａは、対物レンズ１５の視野方向（或いは光軸Ｏの方向）と平行で、後方側に照明光を出射する。図２では円周状に配置された１つのＬＥＤ２２ａによる照明光が出射される角度θを示している。

ＬＥＤユニット２２の円環形状の内径は、挿入部１１の先端部１３の外径より大きく設定してあり、円環形状部分の内側に挿入部１１の先端部分を通すことも可能である（実施例２の図６参照）。
なお、図３に示すようにＬＥＤ２２ａによる照明光が出射される方向が対物レンズ１５の光軸Ｏ側となる後方斜め内側方向となるように、例えばＬＥＤ２２ａの出射面の方向を図２に示す場合と変更しても良い。このようにすると、対物レンズ１５による近距離側における視野範囲をより有効に照明することができる。なお、図３では直径方向に対向して配置された２つのＬＥＤ２２ａによる照明光が出射される角度θを示している。

本実施例においては、図２或いは図３に示すように、対物レンズ１５の光軸Ｏ上における例えば回転対称となる円周上に沿って複数のＬＥＤ２２ａが配置されている。これら複数のＬＥＤ２２ａにより照明光を出射することにより、これら複数のＬＥＤ２２ａの後方側に対向する対物レンズ１５による視野範囲を効率良く照明できるように位置合わせ手段を形成している。
つまり、照明手段となるＬＥＤユニット２２により生体２を、その背面側から照明した際、生体２を透過した透過光が撮像素子１８で撮像される入射光として対物レンズ１５に効率良く入射されるされるように位置合わせしている。
また、このＬＥＤユニット２２を視野方向と平行な方向に移動でき、図１に示すようにＬＥＤユニット２２と対物レンズ１５との間に観察対象の生体２部分を配置して、その透過光で観察対象を効率良く観察できるようにしている。

このような構成による本実施例の作用を説明する。
観察対象の生体２を観察する場合には、術者は、スライドレバー２５を前方側に移動して、図２に示すように照明ユニット３を透明フード１４の前方側に移動し、照明ユニット３の先端のＬＥＤユニット２２と透明フード１４との間に生体２を配置する。
そして、スライドレバー２５を前方に移動する力量を小さくすると、コイルばね２４の弾性力により、照明ユニット３は後方側に移動し、図１に示すようにＬＥＤユニット２２と透明フード１４との間に生体２を挟み込む状態に設定できる。
図１に示すようにＬＥＤユニット２２と透明フード１４との間に生体２を挟み込むような状態にすることにより、ＬＥＤユニット２２による照明光で生体２をその背面側から照明し、照明された生体２を透過した透過光が対物レンズ１５に効率良く入射させるようにすることができる状態になる。

ＬＥＤユニット２２のＬＥＤ２２ａは、１２００ｎｍの波長より長波長側で発光する波長領域を含むため、その波長領域の赤外光により照射した場合、生体２を透過する透過距離を大きくすることができる。
図４（Ａ）は図１のように生体２を挟み込んで、この生体２を観察した場合に撮像素子１８により撮像され、モニタ８に表示される画像例を示す。
この生体２が、その外部分が例えば脂肪組織により形成され、その内部或いはＬＥＤユニット２２側に血管が走行している場合、可視領域の光により通常観察する状態では、その光が透過する距離が小さくなる。

このため、可視領域の光により観察を行った場合には、例えば図４（Ｂ）の点線で示すように血管３１が脂肪組織３２で遮られて、血管走行の画像を鮮明に得ることが困難になる。
これに対して、本実施例では、脂肪組織３２等の生体組織に対する透過距離が大きい１２００ｎｍの波長より長波長の光で照明を行うようにすると共に、その波長領域で感度を有する撮像素子１８を用いて撮像を行うようにしている。
従って、この赤外光で照明した場合には、例えば図４（Ａ）に示すように脂肪組織３２を透過させることができると共に、血管３１部分では、その内部の血液部分による吸収された透過光が対物レンズ１５側に入射される。対物レンズ１５により結像された光学像は、イメージガイド１６により伝送され、結像レンズ１７を経てその結像位置に配置された撮像素子１８で撮像される。そして、ＣＣＵ７の信号処理回路２８により、信号処理され、モニタ８にて、撮像素子１８で撮像された画像が赤外光による内視鏡画像として表示される。

従って、本実施例によれば、血管３１の走行状態を、コントラスト差が大きな、識別し易い画像として観察することができる。つまり、脂肪組織３２を透過し、血管３１部分では吸収により黒くなるようなコントラストのある画像が得られる。
また、本実施例においては、撮像手段を構成する対物レンズ１５による観察視野側に対向して、ＬＥＤユニット２２を構成する複数のＬＥＤ２２ａを位置合わせして配置しているので、複数のＬＥＤ２２ａにより照明された生体２を透過した透過光が効率良く対物レンズ１５側に入射される。
このため、対物レンズ１５には、生体２を透過した光の入射光量が大きくなり、Ｓ／Ｎの良い画像が得られることになる。
従って、本実施例によれば、良好な画質で赤外観察を行うことができる。

また、本実施例では、上述したように生体２を透過した透過光で撮像を行うようにしているので、反射光で撮像する場合よりも、対物レンズ１５側から生体２の深層側の血管３１の走行状態の画像を、よりＳ／Ｎの良い状態で得ることができる。
つまり、反射光で撮像を行う場合には、対物レンズ１５側から生体２の深層側となる部位で反射された戻り光を捉えることが必要になり、この場合には表層側で反射された光に比較して、生体２内での光路長が長くなり、生体２内での減衰がそれだけ大きくなる。 これに対して、生体２の透過光を撮像する場合には、生体２の深層側でも表層側でも生体２内での光路長は殆ど同じとなるため、反射光で撮像する場合における深層側からの反射光の強度が浅層側からの場合よりも小さくなる現象を軽減できる。このため、特に深層側での血管走行等に関する画像情報をＳ／Ｎの良い状態で得ることができる。

また、本実施例によれば、ＬＥＤユニット２２によるＬＥＤ２２ａの照明光を、生体２に接触して（換言すると近距離から）照射することにより、生体２の温度を若干上昇させることができる。
図５は、脂肪を、例えばドライヤーで照射する前と照射した後で、その透過率を測定した分光透過率特性を示す。より具体的には、測定対象とする脂肪から１０ｃｍの距離で、１２００Ｗのドライヤで温風を１０秒（脂肪）に照射する照射前後における脂肪の透過率の測定結果を示すものである。
この図５に示すように熱照射後には、脂肪組織の透過率が大きくなる。従って、ＬＥＤ２２ａにより、１２００ｎｍの波長より長波長の光で生体２に照射して観察を行う場合にも、特に生体２に接触させる程に近距離で照射を行うため、生体２を熱照射した如くにその脂肪組織部分での透過率を大きくすることができる。このため、本実施例によれば、より血管３１をコントラストがある状態で観察することが可能となる。

次に本発明の実施例２を図６から図８を参照して説明する。図６は本発明の実施例２における内視鏡の構成を示し、図７は図６の先端側の一部を拡大して示し、図８は、図６の後端側の電源切替回路周辺部の構成を示す。
本実施例は、実施例１のように生体２の背面側から照明を行い、生体２の透過光を対物レンズ１５に入射されるように照明を行う第１の照明手段の他に、対物レンズ１５の視野前方側の生体２を照明し、その反射光を対物レンズ１５に入射されるように照明する第２の照明手段を設けたものである。
実施例２における内視鏡６Ｂは、内視鏡本体４Ｂと赤外カメラ５Ｂとから構成される。内視鏡本体４Ｂは実施例１の内視鏡本体４における後方側を照明する照明ユニット３の代わりに前方照明を行う前方ＬＥＤユニット４１と後方照明を行う後方ＬＥＤユニット４２とを備えた照明ユニット３Ｂを設けている。

つまり、筒体状のスライド部２１の支持棒２１ａの先端に設けた円環状の照明ユニット３Ｂは、その前面側部分には前方側照明を行う前方ＬＥＤユニット４１が設けられ、かつその後面側には後方側照明を行う後方ＬＥＤユニット４２が設けられている。
また、この赤外カメラ５Ｂは、実施例１の赤外カメラ５において、照明ユニット３Ｂのスライドによる移動を検知する移動検知手段として、スライド検知スイッチ４３が設けてある。また、このスライド検知スイッチ４３によるスライド検知結果により、ＬＥＤ電源の供給を切り替える電源切替回路４４が設けてある。
つまり、図６に示すようにスライド部２１の後端が最も後方側に配置された状態においては、その後端面が赤外カメラ５Ｂの内側に設けたスライド検知スイッチ４３を押圧して、このスライド検知スイッチ４３はＯＮとなる。

この状態では図６の先端側を拡大して示す図７に示すように前方照明を行う前方ＬＥＤユニット４１にＬＥＤ電源を供給して、前方ＬＥＤユニット４１を構成するＬＥＤ４１ａを発光（点灯）させる。また、図６の状態からスライド部２１を前方側に移動してスライド検知スイッチ４３がＯＦＦになると、電源切替回路４４は、後方ＬＥＤユニット４２にＬＥＤ電源を供給して、後方照明を行うようにする。
このようにスライド検知スイッチ４３の検知信号によりＬＥＤ電源の供給を切り替える電源切替回路４４周辺部の構成を図８に示す。
スライド検知スイッチ４３の検知信号は、スイッチ検知回路４５に入力され、このスイッチ検知回路４５は、スライド検知スイッチ４３がＯＮの場合には切替スイッチ４６の接点ａがＯＮとなるように制御し、ＬＥＤ電源回路２９からのＬＥＤ電源を前方ＬＥＤユニット４１に供給する。

また、スイッチ検知回路４５は、スライド検知スイッチ４３がＯＦＦの場合には切替スイッチ４６の接点ｂがＯＮとなるように制御し、ＬＥＤ電源回路２９からのＬＥＤ電源を後方ＬＥＤユニット４２に供給する。
また、本実施例では、前方ＬＥＤユニット４１及び後方ＬＥＤユニット４２に接続された信号線４７ａ、４７ｂは、スライド部２１内部に設けたスライド接点４８ａ、４８ｂと赤外カメラ５Ｂの接点４９ａ、４９８ｂを経て切替スイッチ４６の接点ａ、ｂに接続される。
具体的には、図８に示すように赤外カメラ５Ｂ側から前方側に突片が延出され、その上面及び下面には接点４９ａ、４９ｂが設けてあり、この突片に接触してスライド移動するスライド部２１の上側内面及び下側内面にはそれぞれスライド接点４８ａ、４８ｂが設けてある。

実施例１では、照明手段を後方の対物レンズ１５側に照明光を出射するように位置合わせして設けていたのに対して、本実施例では、さらに対物レンズ１５の視野方向の前方側に照明光を出射するように位置合わせして設けている。また、照明ユニット３Ｂを移動した場合、その移動を検知して前方照明と後方照明とを切り替える切り替え手段も設けている。
その他の構成は、実施例１と同様である。次に本実施例の作用を説明する。
このような構成による本実施例では、実施例１の場合に比較して、さらに前方側を照明する前方照明手段としての前方ＬＥＤユニット４１等を設けているので、図６に示すように照明ユニット３Ｂのスライド部２１を後方側に退避した状態に設定すると、対物レンズ１５の視野前方側を前方ＬＥＤユニット４１により照明することができる。そして、その視野前方側を赤外観察することができる。

また、実施例１のように生体２を透過光で観察しようとする場合には、スライド部２１を前方側に移動することにより、スライド検知スイッチ４３がＯＮからＯＦＦの状態に変化する。
スライド検知スイッチ４３がＯＮからＯＦＦに変化することにより、電源切替回路４４によるＬＥＤ電源回路２９から供給されるＬＥＤ電源が切り替わる。そして、前方ＬＥＤユニット４１による照明状態から後方ＬＥＤユニット４２による照明状態に切り替えられる。
そして、実施例１と同様に透過光による赤外観察を行うことができる。
従って、本実施例によれば、実施例１と同様の効果を有する他に、さらに前方照明による赤外観察を行うことができる。また、スライド部２１の移動を検知して、その移動に対応して前方照明と後方照明との照明モードを自動的に切り替えるようにしているので、使い易いものとなる。
従って、本実施例によれば、観察機能が向上し、より使い勝手も向上している。

次に本発明の実施例３を図９及び図１０を参照して説明する。図９は本発明の実施例３における内視鏡及び光源装置の構成を示し、図１０は内視鏡の後端側の電源切替回路周辺部の構成を示す。実施例２では、前方側を照明する前方ＬＥＤユニット４１を設けていたが、本実施例ではこの機能を別の構成で実現している。
本実施例の赤外観察システムは、実施例２の内視鏡６Ｂの代わりに図９に示す内視鏡６Ｃと、この内視鏡６Ｃに赤外領域の照明光を供給する光源装置５１とを備えている。
本実施例における内視鏡６Ｃは、内視鏡本体４Ｃと、これに固定される赤外カメラ５Ｃとからなり、この内視鏡本体４Ｃは、図６の内視鏡本体４Ｂにおいて、前方ＬＥＤユニット４１が設けてないで、後方ＬＥＤユニット４２を有する照明ユニット３Ｃを有する。

つまり、この後方ＬＥＤユニット４２は、実施例１のＬＥＤユニット２２とほぼ同様の構成である。

また、この内視鏡本体４Ｃは、挿入部１１内に照明光を伝送するライトガイド５２が挿通されており、このライトガイド５２は挿入部１１の後端寄りの位置に設けた口金部に接続されるライトガイドケーブル５３を介して光源装置５１に着脱自在に接続される。
なお、この内視鏡本体４Ｃは、上記のように前方ＬＥＤユニット４１が設けてないので信号線４７ａを有しないで、後方ＬＥＤユニット４２に接続される信号線４７ｂ側のみが設けてある。そして、この信号線４７ｂは、図１０に示すようにスライド接点４８ｂ、赤外カメラ５Ｃ側の接点４９ｂを経て電源切替回路４４′の切替スイッチ４６′に接続される。

この電源切替回路４４′は、スライド検知スイッチ４３のスイッチ信号を検知するスイッチ検知回路４５′を有し、スイッチ検知回路４５′は、その出力信号で切替スイッチ４６′の接点ｂのＯＮ／ＯＦＦを制御すると共に、光源装置５１のランプ点灯制御回路５５に制御信号を送る。
この光源装置５１は、例えば可視領域から赤外領域における１２００ｎｍの波長より長波長の光を発生する例えばハロゲンランプ５６と、このハロゲンランプ５６の照明光路上に配置された赤外透過フィルタ５７と、この赤外透過フィルタ５７を透過した１２００ｎｍの波長より長波長の赤外領域の光を集光する集光レンズ５８とを有する。この集光レンズ５８により集光された赤外領域の光はライトガイドケーブル５３のライトガイドを経て内視鏡本体４Ｃ内のライトガイド５２に供給される。

上記ハロゲンランプ５６は、可視領域から例えば３０００ｎｍを超える波長帯まで連続的な発光特性を有する。このハロゲンランプ５６に限らず、少なくとも１２００ｎｍの波長からこれよりより長波長の光を発生する水銀ランプ等を採用しても良い。
上記ハロゲンランプ５６は、ランプ点灯制御回路５５により発光（点灯）／消灯が制御される。また、このランプ点灯制御回路５５は、電源切替回路４４′のスイッチ検知回路４５′からの制御信号により、ハロゲンランプ５６の点灯／消灯を制御する。
具体的には、スライド検知スイッチ４３がＯＮの場合には、スイッチ検知回路４５′は、図１０に示すように接点ｂをＯＦＦにし、かつランプ点灯制御回路５５にハロゲンランプ５６を点灯させる制御信号を送る。

また、スライド検知スイッチ４３がＯＦＦの場合には、スイッチ検知回路４５′は、図１０に示す状態から接点ｂをＯＮにし、かつランプ点灯制御回路５５にハロゲンランプ５６を消灯させる制御信号を送る。その他の構成は、実施例２と同様である。次に本実施例の作用を説明する。
このような構成による本実施例では、図９に示すようにスライド部２１を最も後方側に移動した状態では、実施例２における前方ＬＥＤユニット４１を発光させる代わりに光源装置５１による赤外領域の光をライトガイド５２を介して伝送し、その先端面からさらに透明フード１４を経て出射し、対物レンズ１５の視野前方側を照明する。
また、生体２を透過光で赤外観察しようとする場合には、照明ユニット３Ｃのスライド部２１を前方側に移動する。

スライド部２１を前方側に移動すると、スライド検知スイッチ４３がＯＮからＯＦＦの状態に変化し、この変化により電源切替回路４４′の切替動作により、光源装置５１のハロゲンランプ５６は消灯し、かつＬＥＤ電源回路２９のＬＥＤ電源が後方ＬＥＤユニット４２に供給され、後方側を照明する状態に切り替えられる。
そして、実施例１或いは実施例２と同様に透過光による赤外観察を行うことができるようになる。
従って、本実施例によれば、前方照明手段の構成が実施例２の場合と異なるが、実施例２と同様の効果を有する。
つまり本実施例は実施例１と同様の効果を有する他に、さらに前方照明による赤外観察を行うことができる。
また、本実施例は、既存の光学式内視鏡に適用し易い構成となっているので、低コストで製造することができる。

次に本発明の実施例４を図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、本発明の実施例４の赤外観察システム１Ｄを示す。
図１１に示す実施例４の赤外観察システム１Ｄは、照明ユニット３Ｄが着脱自在に装着される光学式の内視鏡４Ｄと、この内視鏡４Ｄに装着される赤外カメラ５Ｄとからなるカメラ装着内視鏡６Ｄと、ＣＣＵ７Ｄと、光源装置５１Ｄ及びモニタ８とから構成される。 内視鏡４Ｄは、挿入部１１の先端部１３に透明フード１４が取り付けられ、この挿入部１１の基端側は拡径にされ、術者が把持する把持部（又は操作部）６１が設けてあり、この把持部６１の後端の接眼部６２には赤外カメラ５Ｄが着脱自在に接続される。

また、把持部６１には照明ユニット３Ｄの後端側に設けた筒体状のユニット取り付け部６３が固定用ねじ６４により着脱自在に取り付けられ、このユニット取り付け部６３の内側にスライド部２１の基端側がコイルばね２４を用いてスライド自在に保持される。
この内視鏡４Ｄは、実施例３と同様に対物レンズ１５とイメージガイド１６と、ライトガイド５２が設けてある。イメージガイド１６の後端は、接眼部６２付近に配置され、イメージガイド１６の後端面に伝送された光学像を、術者は接眼レンズ６５を介して拡大観察することができる。
また、この接眼部６２に装着される赤外カメラ５Ｄ内には、接眼レンズ６５に対向して結像レンズ１７が配置され、接眼レンズ６５及び結像レンズ１７による結像位置には通常光撮像用の撮像素子６８が配置されている。

また、この結像レンズ１７と通常光撮像用の撮像素子６８との間には、例えば赤外領域の光を反射し、可視光領域の光を透過するダイクロイックミラー６６が配置され、このダイクロイックミラー６６で反射された結像位置には赤外撮像用の撮像素子１８が配置されている。
なお、ダイクロイックミラー６６は、赤外領域の光を反射するとしているが、１２００ｎｍ以上の赤外領域の光を反射する特性にしても良い。この場合には、通常光撮像用の撮像素子６８の前に、これに入射される赤外領域の一部の光をカットするフィルタを配置すると良い。
赤外撮像用の撮像素子１８と通常光撮像用の撮像素子６８とは、例えば画素数が同じものが用いてあり、ＣＣＵ７Ｄに設けた撮像素子駆動回路２７による撮像素子駆動信号により、例えば同時に駆動される。

赤外撮像用の撮像素子１８と通常光撮像用の撮像素子６８によりそれぞれ光電変換された信号は、信号処理回路２８Ｄに入力される。この信号処理回路２８Ｄは、２つの入力信号に対する信号処理機能を備え、それぞれ入力信号から映像信号を生成し、さらに内部の混合回路により混合して、モニタ８に出力し、赤外画像８ａと通常画像８ｂとを表示する。
また、照明ユニット３Ｄは、スライド部２１の先端から延出した支持棒の先端に例えば後方ＬＥＤユニット４２が取り付けられている。
後方ＬＥＤユニット４２に接続された信号線４７ｂは、図１２に示すようにスライド部２１の後端のＬ字状に突出する端面に設けたスライド接点６９ａからこれに摺接するユニット取り付け部６３側の接点６９ｂと接続される。この接点６９ｂにはＯＮ／ＯＦＦを行うスイッチ７０が接続され、このスイッチ７０に接続される端子から延出された信号線６７はＣＣＵ７ＤのＬＥＤ電源回路２９に接続される。

なお、図１２に示す接点構造に限らず、実施例２等のような構成にしても良い。また、実施例１のようにカールを形成して単純化した構成にしても良い。
本実施例では、内視鏡４Ｄとして、既存の硬性内視鏡を採用することができるようにしている。また、本実施例では、赤外カメラ５Ｄ内に赤外撮像用の撮像素子１８の他に、通常撮像用の撮像素子６８を設けている。
そして、両方の撮像素子１８、６８により、赤外光で撮像した赤外画像８ａと、可視領域の光（通常光）で撮像した通常画像８ｂとを得られる（観察できる）ようにしている。 その他の構成は、実施例３と同様である。次に本実施例による作用を説明する。
図１１に示すように照明ユニット３Ｄを最も後方側に移動した状態においては、照明ユニット３Ｄの先端は、内視鏡４Ｄの先端面（透明フード１４の先端面）より後方側の外周面に配置（退避）された状態となる。

この状態においては、内視鏡４Ｄは、通常の硬性内視鏡に近い状態となり、図示しないトラカールなどを介して体腔内に（スライド部２１が外周面に設けられた）挿入部１１を挿入することができる。
光源装置５１は、可視領域から（１２００ｎｍの波長より長い長波長の）赤外領域に至る照明光をライトガイド５２に供給し、このライトガイド５２を介して体腔内の臓器など、観察対象となる生体部位に照明光が照射される。
照明された生体部位で反射された光は、内視鏡４Ｄを経て赤外カメラ５Ｄ側に入射され、赤外領域の光はダイクロイックミラー６６で反射されて撮像素子１８に結像され、可視領域の光はダイクロイックミラー６６を透過して撮像素子６８に結像される。

そして、両撮像素子１８、６８により撮像された信号は、信号処理回路２８Ｄにより信号処理され、モニタ８に赤外画像８ａと通常画像８ｂとが例えば同時に表示される。
従って、術者は、照明光が照射された生体部位で反射された光により赤外画像８ａと通常画像８ｂを得ることができる。
一方、透過光による赤外観察を行おうとする場合には、ユーザはスイッチ７０を操作して、ＬＥＤ電源回路２９からのＬＥＤ電源を後方ＬＥＤユニット４２に供給し、ＬＥＤ４２ａを点灯させる。
また、例えば実施例３の場合と同様に照明ユニット３Ｄのスライド部２１を前方側に移動し、その先端の後方ＬＥＤユニット４２と透明フード１４との間に生体部位を挟み付けるようにすることにより、透過光による赤外観察を行うことができる。
この場合においても、反射光による通常画像８ｂを得ることもできる。

本実施例によれば、反射光による可視領域における通常画像を得ることもできるようにしているので、赤外観察を行う場合以外の通常観察にも利用できる。また、本実施例によれば、通常の光学式の内視鏡を利用できるので、低コストで実現できる。
また、照明ユニット３Ｄを着脱自在な構成にしているので、必要が無い場合には照明ユニット３Ｄを取り外して反射光による赤外観察及び通常観察に使用することもできる。 なお、上述した各実施例を部分的に組み合わせる等して構成される実施例も本発明に属する。

［付記］
１．請求項１において、前記照明手段は、前記対物光学系の視野前方側の生体の背面側から生体を照明し、該生体を透過した透過光を前記対物光学系に入射されるように照明光を発生する。
２．請求項１において、前記位置合わせ手段は、前記照明手段を移動する移動手段を有する。
３．請求項４において、前記位置合わせ手段は、前記照明手段を移動する移動手段を有する。
４．付記３において、前記移動手段を移動することにより、前記第１の照明手段と第２の照明手段との照明動作を切り替える切り替え手段を有する。
５．請求項１において、さらに可視領域における撮像手段を有する。

生体に１２００ｎｍの波長より長い赤外領域の光を照射して、生体の深部側の血管走行の状態に対応する画像情報を得ることができると共に、撮像手段を構成する対物光学系による視野範囲を有効に照明できるように位置合わせ機構を設けているので画質の良い赤外画像を得ることができる。

本発明の実施例１の赤外観察システムの全体構成図。 内視鏡の挿入部の先端側の照明ユニット等の構成を示す斜視図。 ＬＥＤユニットにおける照明方向を変更した変形例の構成を示す構成図。 本実施例により得られる模式的な画像例を可視領域の場合と比較して示す説明図。 熱照射により脂肪の透過率を大きくできることを示す測定された透過率特性図。 本発明の実施例２における内視鏡の構成図。 図６の先端側の一部を拡大して示す構成図。 図６の後端側の電源切替回路周辺部の構成を示す図。 本発明の実施例３における内視鏡及び光源装置の構成図。 内視鏡の後端側の電源切替回路周辺部の構成を示す図。 本発明の実施例４の赤外観察システムの全体構成図。 照明ユニットの後端側の接点構造部分を示す断面図。

符号の説明

１…赤外観察システム
２…生体
３…照明ユニット
４…内視鏡本体
５…赤外カメラ
６…内視鏡
７…ＣＣＵ
８…モニタ
１１…挿入部
１３…先端部
１４…透明フード
１６…イメージガイド
１８…撮像素子
２１…スライド部
２２…ＬＥＤユニット
２３…筒体部
２４…コイルばね
２５…スライドレバー
２７…撮像素子駆動回路
２９…ＬＥＤ電源回路
２８…信号処理回路

Claims (4)

1. 少なくとも１２００ｎｍの波長より長い赤外領域の照明光を、観察対象とする生体に対して照射する照明手段と、
   光学像を結ぶ対物光学系の結像位置若しくは前記対物光学系による光学像を伝送した結像位置に配置され、１２００ｎｍの波長より長い赤外領域で感度を有する撮像素子を備えた撮像手段と、
   前記撮像手段による撮像信号に対する信号処理を行う信号処理手段と、
   前記対物光学系に対して相対的に前記照明手段の位置合わせを行う位置合わせ手段と、 を具備し、
   前記照明手段は、前記対物光学系の視野方向に沿って対向配置され、前記視野方向と平行な方向にスライド自在にして前記位置合わせ手段が形成されることを特徴とする赤外観察システム。
2. 前記位置合わせ手段は、前記対物光学系と、該対物光学系の視野方向に対向して配置される前記照明手段との間に生体を配置可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の赤外観察システム。
3. 前記照明手段は、前記対物光学系の視野方向に対向する側の生体を照明して、前記生体による反射光を前記対物光学系に入射させる照明光を発生する第１の照明手段と、前記対物光学系の視野方向に対向する側の背面側から生体を照明して、前記生体を透過した透過光を前記対物光学系に入射させる照明光を発生する第２の照明手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の赤外観察システム。
4. 前記第１の照明手段と前記第２の照明手段との照明動作を切り替える切替手段を有することを特徴とする請求項３に記載の赤外観察システム。

Images