JP6147455B1 - 内視鏡用カメラヘッド及びこれを有する内視鏡装置 - Google Patents
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Abstract
白色光像観察から異なる波長域の蛍光像観察に切り替えた際、いずれの波長域においても良好な蛍光画像を得られる内視鏡用カメラヘッド等を提供する。内視鏡用カメラヘッドは、内視鏡からの光のうち、白色光と蛍光を分割するダイクロイック膜１３を有する分光プリズム１０を含むカメラヘッド光学系ＬＳと、分光プリズム１０により２分割されたそれぞれの光路上に配置された第１の撮像素子１４と第２の撮像素子１５と、を有し、第１の撮像素子１４は白色光像を撮像する白色光像観察用であり、第２の撮像素子１５は波長の異なる２つの蛍光像を撮像する蛍光像観察用であり、第１の撮像素子１４は、白色光像観察用の光路において結像する位置に配置され、第２の撮像素子１５は、蛍光像観察用の光路において２つ蛍光像が結像する２つの位置の間の位置に配置され、条件式（１）を満たす。ｄ≦９×Ｐ×Ｆｎｏ …（１）
Description
本発明は、内視鏡用カメラヘッド及びこれを有する内視鏡装置に関するものである。
電子内視鏡装置は、生体組織の病変部等を観察すると共に、自家蛍光観察画像を表示する構成とすることができる。この構成では、通常観察時には、白色光による画像を観察する。蛍光像観察時には、蛍光帯域の像を観察する。蛍光像を観察する内視鏡装置は、例えば、特許文献１、２及び３に提案されている。
カメラヘッドを用いた内視鏡装置において、白色光により観察に加え、異なる２波長域の蛍光像を観察できることが望ましい。異なる２波長域の蛍光像が形成されるベストフォーカス位置は異なる。一般的に、内視鏡、特に硬性鏡にカメラヘッドを接続した状態の光学系は、軸上色収差は良好に補正されている。ここで、異なる波長域の蛍光像観察において、例えばメチレンブルー（以下、「ＭＢ」という。）の蛍光像（６８０〜７４０ｎｍ）から、インドシアニングリーン（以下、「ＩＣＧ」という。）の蛍光像（８００〜８５０ｎｍ）のような赤外波長域までにわたって良好に色収差補正を行うことは困難である。
特許文献１〜３のいずれも、異なる２つ波長域の蛍光像を、それぞれ良好に観察することは開示されていない。
異なる２つ波長域の蛍光像を、それぞれ良好に観察するためには、硬性鏡における白色光による画像の画質が低減すること、光学系が複雑になること、原価が高くなることなどの問題を生じてしまう。従って、従来の技術では、一台のカメラヘッドを用いて、複数の異なる波長域の蛍光像を良好に観察することは困難であった。
異なる２つ波長域の蛍光像を、それぞれ良好に観察するためには、硬性鏡における白色光による画像の画質が低減すること、光学系が複雑になること、原価が高くなることなどの問題を生じてしまう。従って、従来の技術では、一台のカメラヘッドを用いて、複数の異なる波長域の蛍光像を良好に観察することは困難であった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通常の白色光像観察から異なる波長域の蛍光像観察に切り替えた際、いずれの波長域においても良好な蛍光画像を得ることができる内視鏡用カメラヘッド及びこれを有する内視鏡装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内視鏡用カメラヘッドは、
内視鏡と接続して使用する内視鏡用カメラヘッドであり、
内視鏡用カメラヘッドは、
内視鏡からの光のうち、白色光と蛍光を分割するダイクロイック膜を有する分光プリズムを含むカメラヘッド光学系と、
分光プリズムにより２分割されたそれぞれの光路上に配置された第１の撮像素子と第２の撮像素子を有し、
第１の撮像素子は白色光像を撮像する白色光像観察用であり、第２の撮像素子は波長の異なる２つの蛍光像を撮像する蛍光像観察用であり、
第１の撮像素子は、白色光像観察用の光路において結像する位置に配置され、
第２の撮像素子は、蛍光像観察用の光路において２つ蛍光像が結像する２つの位置の間の位置に配置され、
以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする。
ｄ≦９×Ｐ×Ｆｎｏ …（１）
ここで、
ｄは、白色光像観察用の第１の撮像素子までの光路長と、蛍光像観察用の第２の撮像素子までの光路長の距離の差分、
Ｐは、第１の撮像素子及び第２の撮像素子の画素間のピッチ、
Ｆｎｏは、カメラヘッド光学系のＦナンバー、
である。
内視鏡と接続して使用する内視鏡用カメラヘッドであり、
内視鏡用カメラヘッドは、
内視鏡からの光のうち、白色光と蛍光を分割するダイクロイック膜を有する分光プリズムを含むカメラヘッド光学系と、
分光プリズムにより２分割されたそれぞれの光路上に配置された第１の撮像素子と第２の撮像素子を有し、
第１の撮像素子は白色光像を撮像する白色光像観察用であり、第２の撮像素子は波長の異なる２つの蛍光像を撮像する蛍光像観察用であり、
第１の撮像素子は、白色光像観察用の光路において結像する位置に配置され、
第２の撮像素子は、蛍光像観察用の光路において２つ蛍光像が結像する２つの位置の間の位置に配置され、
以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする。
ｄ≦９×Ｐ×Ｆｎｏ …（１）
ここで、
ｄは、白色光像観察用の第１の撮像素子までの光路長と、蛍光像観察用の第２の撮像素子までの光路長の距離の差分、
Ｐは、第１の撮像素子及び第２の撮像素子の画素間のピッチ、
Ｆｎｏは、カメラヘッド光学系のＦナンバー、
である。
また、本発明に係る内視鏡装置は、内視鏡と、内視鏡に接続する上記内視鏡用カメラヘッドと、を有することを特徴とする。
本発明によれば、通常の白色光像観察から異なる波長域の蛍光像観察に切り替えた際、いずれの波長域においても良好な蛍光画像を得ることができる内視鏡用カメラヘッド及びこれを有する内視鏡装置を提供できるという効果を奏する。
以下に、本発明に係る内視鏡用カメラヘッド及びこれを有する内視鏡装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
図１（ａ）は、実施形態に係る内視鏡用カメラヘッドの構成を示すレンズ断面図である。（ｂ）は実施形態に係る内視鏡用カメラヘッドの分光プリズム近傍の構成を示す図である。（ｃ）は、白色光像の像面、２つの異なる波長域の蛍光像の像面を示す図である。
本実施形態では、白色光像の観察と、２つの波長域の異なる蛍光像の観察を行うことができる。２つの波長域の異なる蛍光像は、例えば、ＭＢ蛍光像とＩＣＧ蛍光像である。
内視鏡用カメラヘッドは、内視鏡（不図示）と接続して使用する。図１（ａ）に示すように、内視鏡用カメラヘッドは、内視鏡からの光のうち、白色光と蛍光を分割するダイクロイック膜１３を有する分光プリズム１０を含むカメラヘッド光学系ＬＳと、分光プリズム１０により２分割されたそれぞれの光路上に配置された第１の撮像素子１４と第２の撮像素子１５と、を有する。第１の撮像素子１４は、白色光像を撮像する白色光像観察用である。第２の撮像素子１５は、波長の異なる２つのＭＢ蛍光像とＩＣＧ蛍光像を撮像する蛍光像観察用である。第１の撮像素子１４は、白色光像観察用の光路において結像する位置（白色光像面ＩＷＬ）に配置され、第２の撮像素子１５は、蛍光像観察用の光路において２つ蛍光像であるＭＢ蛍光像とＩＣＧ蛍光像が結像する２つの位置（ＭＢ蛍光像面ＩＭＢ)、（ＩＣＧ蛍光像面ＩＩＣＧ）の間の位置（蛍光ベストフォーカス像面ＩＦＬ）に配置され、以下の条件式（１）を満たす。
ｄ≦９×Ｐ×Ｆｎｏ …（１）
ここで、
ｄは、白色光像観察用の第１の撮像素子１４までの光路長ＬＷＬと、蛍光観像察用の第２の撮像素子１５までの光路長ＬＦＬの距離の差分、
Ｐは、第１の撮像素子１４及び第２の撮像素子１５の画素間のピッチ、
Ｆｎｏは、カメラヘッド光学系ＬＳのＦナンバー、
である。
ｄ≦９×Ｐ×Ｆｎｏ …（１）
ここで、
ｄは、白色光像観察用の第１の撮像素子１４までの光路長ＬＷＬと、蛍光観像察用の第２の撮像素子１５までの光路長ＬＦＬの距離の差分、
Ｐは、第１の撮像素子１４及び第２の撮像素子１５の画素間のピッチ、
Ｆｎｏは、カメラヘッド光学系ＬＳのＦナンバー、
である。
条件式（１）を満たさない場合、ＭＢ蛍光像、ＩＣＧ蛍光像の２つの蛍光像を良好に撮像することができない。
図１（ｂ）に示すように、分光プリズム１０は、内視鏡からの光のうち、白色光と蛍光を分割するダイクロイック膜１３を有する。第１の撮像素子１４と第２の撮像素子１５は、分光プリズム１０により２分割された、それぞれの光路上に配置されている。第１の撮像素子１４は、白色光像を撮像する白色光像観察用である。第２の撮像素子１５は、波長の異なる２つの蛍光像であるＭＢ蛍光像とＩＣＧ蛍光像を撮像する蛍光像観察用である。
図１（ｃ）は、白色光像の位置である白色光像面ＩＷＬ、２つの蛍光像であるＭＢ蛍光像面ＩＭＢとＩＣＧ蛍光像面ＩＩＣＧを、光軸を一直線にのばして示した図である。第１の撮像素子１４は、白色光像観察用の光路において結像する位置（白色光像面ＩＷＬ）に配置されている。第２の撮像素子１５は、蛍光像観察用の光路において２つの蛍光像であるＭＢ蛍光像とＩＣＧ蛍光像が結像する２つの位置（ＭＢ蛍光像面ＩＭＢとＩＣＧ蛍光像面ＩＩＣＧ）の間の位置（蛍光ベストフォーカス像面ＩＦＬ）に配置されている。
また、図２は、本実施形態における白色光の波長域と、２つの異なる波長域の蛍光像の波長域と、励起光の波長域の分光分布、フィルタ透過率を示す図である。横軸は波長（単位：ｎｍ）、縦軸は透過率（単位：％）である。
図２に示すように、ＭＢ蛍光像は、６８０〜７４０ｎｍ付近の波長域を有する。ＩＣＧ蛍光像は、８００〜８５０ｎｍ付近の波長域を有する。
図２に示すように、ＭＢ蛍光像は、６８０〜７４０ｎｍ付近の波長域を有する。ＩＣＧ蛍光像は、８００〜８５０ｎｍ付近の波長域を有する。
平行平板Ｌ１は、ＭＢ励起光カットフィルタ（６４０〜６８０ｎｍ付近）と、ＩＣＧ励起光カットフィルタ（７４０〜７８０ｎｍ）である。
次に、以下の条件式（１）について説明する。
ｄ≦９×Ｐ×Ｆｎｏ …（１）
ここで、
ｄは、白色光像観察用の第１の撮像素子１４までの光路長ＬＷＬと、蛍光像観察用の第２の撮像素子１５までの光路長ＬＦＬの距離の差分（ＬＦＬ−ＬＷＬ）、
Ｐは、第１の撮像素子１４及び第２の撮像素子１５の画素間のピッチ、
Ｆｎｏは、カメラヘッド光学系ＬＳのＦナンバー、
である。
ｄ≦９×Ｐ×Ｆｎｏ …（１）
ここで、
ｄは、白色光像観察用の第１の撮像素子１４までの光路長ＬＷＬと、蛍光像観察用の第２の撮像素子１５までの光路長ＬＦＬの距離の差分（ＬＦＬ−ＬＷＬ）、
Ｐは、第１の撮像素子１４及び第２の撮像素子１５の画素間のピッチ、
Ｆｎｏは、カメラヘッド光学系ＬＳのＦナンバー、
である。
パラメータＰについて図１（ｃ）及び図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照してさらに説明する。図１（ｃ）において、白色光像面ＩＷＬとＭＢ蛍光像面ＩＭＢの距離と、ＭＢ蛍光像面ＩＭＢとＩＣＧ蛍光像面ＩＩＣＧの距離との比率は、略１対１である。さらに、蛍光像用の第２の撮像素子１５は、ＭＢ蛍光像面ＩＭＢとＩＣＧ蛍光像面ＩＩＣＧの略中間の位置に配置されている。
このため、ＭＢ蛍光像面ＩＭＢとＩＣＧ蛍光像面ＩＩＣＧの距離ｄ’は、以下の式（２）で示される。
ｄ’≒（２／３）×ｄ …（２）
また、ＮＡは以下の式（３）で示される。
ＮＡ＝１／（２×Ｆｎｏ） …（３）
ここで、白色光像が、第１の撮像素子１４上でベストのピント位置にあるとき、第２の撮像素子１５上でのＭＢ蛍光像とＩＣＧ蛍光像の取りうる最大光束径をＤとする。
以下のように式（３）を書き換える。
Ｄ＝２×ＮＡ×ｄ’
Ｄ＝２×１／（２×Ｆｎｏ）×（２／３）×ｄ
ｄ＝（３／２）×Ｄ×Ｆｎｏ …（４）
ｄ’≒（２／３）×ｄ …（２）
また、ＮＡは以下の式（３）で示される。
ＮＡ＝１／（２×Ｆｎｏ） …（３）
ここで、白色光像が、第１の撮像素子１４上でベストのピント位置にあるとき、第２の撮像素子１５上でのＭＢ蛍光像とＩＣＧ蛍光像の取りうる最大光束径をＤとする。
以下のように式（３）を書き換える。
Ｄ＝２×ＮＡ×ｄ’
Ｄ＝２×１／（２×Ｆｎｏ）×（２／３）×ｄ
ｄ＝（３／２）×Ｄ×Ｆｎｏ …（４）
ＭＢ蛍光像とＩＣＧ蛍光像が共に被写界深度内となるためには、図３（ａ）に示すように、Ｄが錯乱円径Ｃの直径（＝６×Ｐ）より小さくなれば良い。
Ｄ≦６×Ｐ …（５）
式（５）を式（４）に代入することで、以下の条件式（１）を得ることができる。
ｄ≦９×Ｐ×Ｆｎｏ …（１）
Ｄ≦６×Ｐ …（５）
式（５）を式（４）に代入することで、以下の条件式（１）を得ることができる。
ｄ≦９×Ｐ×Ｆｎｏ …（１）
なお、好ましくは、条件式（１）の代わりに、以下の条件式（１’）を満たすことが望ましい。
ｄ≦６×Ｐ×Ｆｎｏ …（１’）
さらに、好ましくは、条件式（１）の代わりに、以下の条件式（１”）を満たすことがより望ましい。
ｄ≦３×Ｐ×Ｆｎｏ …（１”）
ｄ≦６×Ｐ×Ｆｎｏ …（１’）
さらに、好ましくは、条件式（１）の代わりに、以下の条件式（１”）を満たすことがより望ましい。
ｄ≦３×Ｐ×Ｆｎｏ …（１”）
次に、画素のピッチＰについて説明する。図３（ｂ）は、第１の撮像素子１４、第２の撮像素子１５の一部の画素ＰＸ１１〜ＰＸ２４を模式的に示す。ここで、画素のピッチＰは、隣接する画素、例えばＰＸ１１、ＰＸ１２の中心間距離である。
また、撮像素子の検出感度を向上させる方法として、ビニング（ｂｉｎｎｉｎｇ）処理が知られている。ビニング処理は、複数画素を疑似的に結合させて１画素として扱い、この新たな１画素に含まれる撮像素子数を仮想的に大きくすることで検出感度を向上させる。
図３（ｃ）は、隣接する２×２の４つの画素ＰＸ１１、ＰＸ１２、ＰＸ２１、ＰＸ２２を疑似的に１つの画素として処理する場合の構成を示す。ビニング処理を行う場合、結合した４つの画素どうしの中心間距離をピッチＰとする。なお、ビニング処理は、２×２個の画素結合に限られず、任意の数の画素を結合できる。
（実施例１）
実施例１に係る内視鏡用カメラヘッドについて説明する。図４は、実施例１に係る内視鏡用カメラヘッドの光学系を示す断面図である。
実施例１に係る内視鏡用カメラヘッドについて説明する。図４は、実施例１に係る内視鏡用カメラヘッドの光学系を示す断面図である。
カメラヘッド光学系ＬＳは、物体側（内視鏡側）から順に、平行平板Ｌ１と、物体側に凸面を向けた凸平正レンズＬ２と、両凹負レンズＬ３と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、分光プリズム１０と、を有する。
分光プリズム１０は、ダイクロイック膜１３を挟んで２つの直角プリズム１１、１２を接合して構成されている。ダイクロイック膜１３は、内視鏡からの光のうち、白色光を反射し、ＭＢ蛍光、ＩＣＧ蛍光を透過させて、分割する。第１の撮像素子１４は、白色光像を撮像する白色光像観察用である。第２の撮像素子１５は、波長の異なる２つの蛍光像であるＭＢ蛍光像、ＩＣＧ蛍光像を撮像する蛍光像観察用である。
また、平行平板Ｌ１は、ＭＢ励起光カットフィルタ（６４０〜６８０ｎｍ付近）と、ＩＣＧ励起光カットフィルタ（７４０〜７８０ｎｍ）である。
（実施例２）
実施例２に係る内視鏡用カメラヘッドについて説明する。図５は、本実施例に係る内視鏡用カメラヘッドの光学系を示す断面図である。
実施例２に係る内視鏡用カメラヘッドについて説明する。図５は、本実施例に係る内視鏡用カメラヘッドの光学系を示す断面図である。
カメラヘッド光学系ＬＳは、物体側（内視鏡側）から順に、平行平板Ｌ１と、明るさ絞りＳと、両凸正レンズＬ２と、両凹負レンズＬ３と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、物体側に凹面を向けた凹平負レンズＬ６と、分光プリズム１０と、を有する。
分光プリズム１０は、ダイクロイック膜１３を挟んで２つの直角プリズム１１、１２を接合して構成されている。ダイクロイック膜１３は、内視鏡からの光のうち、白色光を反射し、ＭＢ蛍光、ＩＣＧ蛍光を透過させて、分割する。第１の撮像素子１４は、白色光像を撮像する白色光像観察用である。第２の撮像素子１５は、波長の異なる２つの蛍光像であるＭＢ蛍光像、ＩＣＧ蛍光像を撮像する蛍光像観察用である。
また、平行平板Ｌ１は、ＭＢ励起光カットフィルタ（６４０〜６８０ｎｍ付近）と、ＩＣＧ励起光カットフィルタ（７４０〜７８０ｎｍ）である。
（実施例３）
実施例３に係る内視鏡用カメラヘッドについて説明する。図６は、本実施例に係る内視鏡用カメラヘッドの光学系を示す断面図である。
実施例３に係る内視鏡用カメラヘッドについて説明する。図６は、本実施例に係る内視鏡用カメラヘッドの光学系を示す断面図である。
カメラヘッド光学系ＬＳは、物体側（内視鏡側）から順に、平行平板Ｌ１と、明るさ絞りＳと、物体側に凸面を向けた凸平正レンズＬ２と、両凹負レンズＬ３と、両凸正レンズＬ４と、分光プリズム１０と、を有する。
分光プリズム１０は、ダイクロイック膜１３を挟んで２つの直角プリズム１１、１２を接合して構成されている。ダイクロイック膜１３は、内視鏡からの光のうち、白色光を反射し、ＭＢ蛍光、ＩＣＧ蛍光を透過させて、分割する。第１の撮像素子１４は、白色光像を撮像する白色光像観察用である。第２の撮像素子１５は、波長の異なる２つの蛍光像であるＭＢ蛍光像、ＩＣＧ蛍光像を撮像する蛍光像観察用である。
また、平行平板Ｌ１は、ＭＢ励起光カットフィルタ（６４０〜６８０ｎｍ付近）と、ＩＣＧ励起光カットフィルタ（７４０〜７８０ｎｍ）である。
（実施例４）
図７は、実施例４に係る内視鏡装置２０の構成を示している。内視鏡装置２０は、照明用の光源と、硬性内視鏡２１と、硬性内視鏡２１の接続部２２に接続する上述の内視鏡用カメラヘッド２３を有する。内視鏡用カメラヘッド２３からの出力信号は、カメラコントロールユニット２４に入力される。白色光像、ＭＢ蛍光像、ＩＣＧ蛍光像は、モニター２５に表示される。
図７は、実施例４に係る内視鏡装置２０の構成を示している。内視鏡装置２０は、照明用の光源と、硬性内視鏡２１と、硬性内視鏡２１の接続部２２に接続する上述の内視鏡用カメラヘッド２３を有する。内視鏡用カメラヘッド２３からの出力信号は、カメラコントロールユニット２４に入力される。白色光像、ＭＢ蛍光像、ＩＣＧ蛍光像は、モニター２５に表示される。
本実施例では、パラメータＦｎｏは、カメラヘッド光学系ＬＳのＦナンバーの代わりに、内視鏡用カメラヘッド２３を硬性内視鏡２１と接続して使用する状態において、硬性内視鏡２１が有する光学系とカメラヘッド光学系ＬＳとの合成系のＦナンバーを用いても良い。
以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄｉは各レンズ面間の間隔、ｎｅは各レンズのｅ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数、ＦｎｏはＦナンバーである。
数値実施例１
単位 ｍｍ
面データ
面番号 r di ne νd
1 ∞ 0.7 1.77066 71.79
2 ∞ 6.1
3(絞りΦ3.6mm) ∞ 1.9
4 10.484 3.5 1.79196 47.37
5 ∞ 4
6 -11.061 2.2 1.85504 23.78
7 11.061 2
8 -22.182 3.1 1.73234 54.68
9 -10.691 0.54
10 13.408 3.1 1.79196 47.37
11 -60.966 3.5073
12 ∞ 3.5 1.51825 64.14
13 ∞ 3.5 1.51825 64.14
14 ∞ 1
像面IWL ∞ 0
像面IFL ∞ 0.125
基準波長：e-line
各種データ
Fno 5.127
P 2.8μm
物体距離 1000mm (-1ディオプター）
最大像高 2.24mm
単位 ｍｍ
面データ
面番号 r di ne νd
1 ∞ 0.7 1.77066 71.79
2 ∞ 6.1
3(絞りΦ3.6mm) ∞ 1.9
4 10.484 3.5 1.79196 47.37
5 ∞ 4
6 -11.061 2.2 1.85504 23.78
7 11.061 2
8 -22.182 3.1 1.73234 54.68
9 -10.691 0.54
10 13.408 3.1 1.79196 47.37
11 -60.966 3.5073
12 ∞ 3.5 1.51825 64.14
13 ∞ 3.5 1.51825 64.14
14 ∞ 1
像面IWL ∞ 0
像面IFL ∞ 0.125
基準波長：e-line
各種データ
Fno 5.127
P 2.8μm
物体距離 1000mm (-1ディオプター）
最大像高 2.24mm
数値実施例２
単位 ｍｍ
面データ
面番号 r di ne νd
1 ∞ 0.8 1.51825 64.14
2 ∞ 1.0
3(絞りΦ2.8mm) ∞ 4
4 13.55 2.8 1.8393 37.34
5 -13.55 1.249
6 -4.77 1 1.85538 23.78
7 24.4 0.668
8 -30.35 3 1.80811 46.5
9 -6 0.2
10 12 3 1.80811 46.5
11 -12 1.178
12 -7.85 1 1.81245 25.46
13 ∞ 1
14 ∞ 2 1.51825 64.14
15 ∞ 2 1.51825 64.14
16 ∞ 0.4925
像面IWL ∞ 0
像面IFL ∞ 0.02
基準波長：e-line
各種データ
Fno 3.215
P 1μm
物体距離 1000mm (-1ディオプター）
最大像高 1.2mm
単位 ｍｍ
面データ
面番号 r di ne νd
1 ∞ 0.8 1.51825 64.14
2 ∞ 1.0
3(絞りΦ2.8mm) ∞ 4
4 13.55 2.8 1.8393 37.34
5 -13.55 1.249
6 -4.77 1 1.85538 23.78
7 24.4 0.668
8 -30.35 3 1.80811 46.5
9 -6 0.2
10 12 3 1.80811 46.5
11 -12 1.178
12 -7.85 1 1.81245 25.46
13 ∞ 1
14 ∞ 2 1.51825 64.14
15 ∞ 2 1.51825 64.14
16 ∞ 0.4925
像面IWL ∞ 0
像面IFL ∞ 0.02
基準波長：e-line
各種データ
Fno 3.215
P 1μm
物体距離 1000mm (-1ディオプター）
最大像高 1.2mm
数値実施例３
単位 ｍｍ
面データ
面番号 r di ne νd
1 ∞ 2 1.51825 64.14
2 ∞ 6 1
3(絞りΦ2.8mm) ∞ 6.61 1
4 20.434 5.5 1.77621 49.6
5 ∞ 5.97 1
6 -26.052 4 1.73429 28.46
7 14.454 4.72 1
8 37.901 4.8 1.75844 52.32
9 -21.072 15.8039 1
10 ∞ 8 1.51825 64.14
11 ∞ 8 1.51825 64.14
12 ∞ 1
像面IWL ∞ 0
像面IFL ∞ 0.2
基準波長：e-line
各種データ
Fno 5.229
P 4.4μm
物体距離 1000mm (-1ディオプター）
最大像高 5.5mm
単位 ｍｍ
面データ
面番号 r di ne νd
1 ∞ 2 1.51825 64.14
2 ∞ 6 1
3(絞りΦ2.8mm) ∞ 6.61 1
4 20.434 5.5 1.77621 49.6
5 ∞ 5.97 1
6 -26.052 4 1.73429 28.46
7 14.454 4.72 1
8 37.901 4.8 1.75844 52.32
9 -21.072 15.8039 1
10 ∞ 8 1.51825 64.14
11 ∞ 8 1.51825 64.14
12 ∞ 1
像面IWL ∞ 0
像面IFL ∞ 0.2
基準波長：e-line
各種データ
Fno 5.229
P 4.4μm
物体距離 1000mm (-1ディオプター）
最大像高 5.5mm
次に、各実施例の条件式対応値を示す。
実施例１ 実施例２ 実施例３
d 0.125 0.02 0.2
9×P×Fno 0.1292 0.0289 0.2071
実施例１ 実施例２ 実施例３
d 0.125 0.02 0.2
9×P×Fno 0.1292 0.0289 0.2071
上記実施形態、実施例では、異なる波長域の蛍光像として、ＭＢ蛍光像、ＩＣＧ蛍光像を例にして説明した。本発明はこれに限られるものではなく、他の波長域の蛍光像にも適用できる。
以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態のみに限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、これら実施形態の構成を適宜組合せて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。
以上のように、本発明に係る内視鏡用カメラヘッド及びこれを有する内視鏡装置は、白色光像観察及び異なる波長域の蛍光像観察に有用である。
１０ 分光プリズム
１１、１２ 直角プリズム
１３ ダイクロイック膜
１４ 第１の撮像素子
１５ 第２の撮像素子
２０ 内視鏡装置
２１ 硬性内視鏡
２２ 接続部
２３ 内視鏡用カメラヘッド
２４ カメラコントロールユニット
２５ モニター
ＩＷＬ 白色光像面
ＩＦＬ 蛍光ベストフォーカス像面
ＰＸ１１〜ＰＸ２４ 画素
Ｐ ピッチ
ＬＳ カメラヘッド光学系
Ｌ１ 平行平板
Ｌ２〜Ｌ６ レンズ
Ｓ 明るさ絞り
ＩＭＢ ＭＢ蛍光像面
ＩＩＣＧ ＩＣＧ蛍光像面
１１、１２ 直角プリズム
１３ ダイクロイック膜
１４ 第１の撮像素子
１５ 第２の撮像素子
２０ 内視鏡装置
２１ 硬性内視鏡
２２ 接続部
２３ 内視鏡用カメラヘッド
２４ カメラコントロールユニット
２５ モニター
ＩＷＬ 白色光像面
ＩＦＬ 蛍光ベストフォーカス像面
ＰＸ１１〜ＰＸ２４ 画素
Ｐ ピッチ
ＬＳ カメラヘッド光学系
Ｌ１ 平行平板
Ｌ２〜Ｌ６ レンズ
Ｓ 明るさ絞り
ＩＭＢ ＭＢ蛍光像面
ＩＩＣＧ ＩＣＧ蛍光像面
Claims (3)
- 内視鏡と接続して使用する内視鏡用カメラヘッドであり、
前記内視鏡用カメラヘッドは、
前記内視鏡からの光のうち、白色光と蛍光を分割するダイクロイック膜を有する分光プリズムを含むカメラヘッド光学系と、
前記分光プリズムにより２分割されたそれぞれの光路上に配置された第１の撮像素子と第２の撮像素子と、を有し、
前記第１の撮像素子は白色光像を撮像する白色光像観察用であり、前記第２の撮像素子は波長の異なる２つの蛍光像を撮像する蛍光像観察用であり、
前記第１の撮像素子は、前記白色光像観察用の光路において結像する位置に配置され、
前記第２の撮像素子は、前記蛍光像観察用の光路において前記２つ蛍光像が結像する２つの位置の間の位置に配置され、
以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする内視鏡用カメラヘッド。
ｄ≦９×Ｐ×Ｆｎｏ …（１）
ここで、
ｄは、前記白色光像観察用の前記第１の撮像素子までの光路長と、前記蛍光像観察用の前記第２の撮像素子までの光路長の距離の差分、
Ｐは、前記第１の撮像素子及び前記第２の撮像素子の画素間のピッチ、
Ｆｎｏは、前記カメラヘッド光学系のＦナンバー、
である。 - 前記画素間のピッチは、前記第１の撮像素子及び前記第２の撮像素子の画素間のピッチと、複数の前記画素を結合して１つの画素とするときの前記結合した画素間のピッチのいずれか一方のピッチであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用カメラヘッド。
- 内視鏡と、
前記内視鏡に接続する請求項１に記載の内視鏡用カメラヘッドと、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JP2015151136 | 2015-07-30 | ||
| PCT/JP2016/069627 WO2017018126A1 (ja) | 2015-07-30 | 2016-07-01 | 内視鏡用カメラヘッド及びこれを有する内視鏡装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=57884500
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2016
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