WO2024057990A1 - 撮像装置及び医療用観察システム - Google Patents

撮像装置及び医療用観察システム Download PDF

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WO2024057990A1
WO2024057990A1 PCT/JP2023/032205 JP2023032205W WO2024057990A1 WO 2024057990 A1 WO2024057990 A1 WO 2024057990A1 JP 2023032205 W JP2023032205 W JP 2023032205W WO 2024057990 A1 WO2024057990 A1 WO 2024057990A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
visible
special light
special
prism
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/032205
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English (en)
French (fr)
Inventor
真也 國松
智之 大木
Original Assignee
ソニーグループ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニーグループ株式会社 filed Critical ソニーグループ株式会社
Publication of WO2024057990A1 publication Critical patent/WO2024057990A1/ja

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements

Definitions

  • the present disclosure relates to an imaging device and a medical observation system.
  • Patent Document 1 discloses a technique in which visible light and special light from an observation target are separated and imaged with separate image sensors.
  • the light from the observation target may include not only special light outside the visible light wavelength band but also visible special light belonging to the visible light wavelength band. If normal visible light that is not special light (normal visible light) and visible special light are imaged with the same visible light imaging device, the visible special light cannot be clearly imaged because the visible special light is weaker than the normal visible light. becomes difficult to do.
  • One aspect of the present disclosure makes it possible to clearly image visible special light even when observing both normal visible light and visible special light.
  • An imaging device includes: a prism that separates visible light and special light contained in light from an observation target; a visible light imaging element that images the visible light separated by the prism; a special light image sensor that captures an image of the special light, and the ratio of the spectral transmittance of visible light to the special light image sensor to the spectral transmittance of visible light to the visible light image sensor in the prism is 0.25 or more. and 4 or less, and the spectral transmittance of the special light to the special light image sensor in the prism is greater than 90%.
  • An imaging device includes: a prism that separates visible light and special light contained in light from an observation target; a visible light imaging element that images the visible light separated by the prism; a special light image sensor that images the special light contained in the visible light separated by the prism; and a visible special light image sensor that images the visible special light included in the visible light separated by the prism;
  • the ratio of the spectral transmittance of visible light to the visible special light image sensor to the transmittance is greater than 0.2 and less than 5, and the spectral transmittance of the special light to the special light image sensor in the prism is 90%. larger than
  • a medical observation system includes an imaging device that images a surgical site, and the imaging device includes a prism that separates visible light and special light contained in light from the surgical site; A special light imaging device that detects spectral transmittance of visible light to the visible light imaging device in the prism, the special light imaging device including a visible light imaging device that captures an image of visible light separated by a prism, and a special light imaging device that captures an image of special light separated by a prism.
  • the ratio of the spectral transmittance of visible light to the prism is 0.25 or more and 4 or less, and the spectral transmittance of the special light from the prism to the special light imaging device is greater than 90%.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an imaging device according to a first embodiment. 6 is a diagram showing an example of characteristics of a dichroic film 65.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of spectral transmittance of a prism. 9 is a diagram showing an example of spectral transmittance of a prism to a special light imaging device 9.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a visible light image sensor.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of pixel spacing of a visible light image sensor.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of pixel spacing of a visible light image sensor.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of characteristics of a bandpass filter.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an imaging device according to a first embodiment. 6 is a diagram showing an example of characteristics of a dichroic film 65.
  • FIG. 3 is a
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a special optical image sensor.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of pixel spacing of a special light image sensor.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of pixel spacing of a special light image sensor. It is a figure which shows the example of a holding member.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an imaging device according to a second embodiment. 6 is a diagram showing an example of characteristics of a dichroic film 66.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of spectral transmittance of a prism.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscope system. 17 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera and CCU shown in FIG. 16.
  • FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a microsurgery system.
  • wavelength separation prisms are used to separate visible light and special light (for example, near-infrared special light) and allow the corresponding image sensors to receive and image the light (2 plate prism configuration).
  • a dichroic film provided on the joint surfaces of the prism blocks (glass) is used.
  • a dichroic film has been used that reflects 100% of one of visible light and special light and transmits 100% of the other light. That is, for example, the spectral characteristics (relationship between reflection and transmission) of visible light and special light are 10:0 and 0:10, respectively.
  • the light from the observation target may contain visible special light that belongs to the visible light band.
  • Normal visible light that is not visible special light is called normal visible light.
  • normal visible light and visible special light are imaged by the same visible light image sensor, and special light is imaged by the special light image sensor.
  • Special light can be imaged with high sensitivity by, for example, a monochrome HD image sensor, but visible special light is imaged in time division with normal light by an RGB Bayer image sensor, so the light receiving sensitivity is low and the responsiveness is also degraded.
  • the visible light spectral characteristics of the dichroic film of the prism are designed to be 5:5 (6:4, 7:3, 8:2, etc.) instead of 10:0.
  • the spectral characteristics of the special light may be designed to be 0:10.
  • the visible special light may be, for example, the fluorescence of a drug, and the visible light band in that case may be only the fluorescence wavelength band of the drug.
  • An example of a fluorescent wavelength band for a drug is approximately 500 nm to 550 nm.
  • Visible light and special light may be wavelength-separated by a prism, and the light may be simultaneously received by a plurality of imaging elements having different wavelength band sensitivities (color or monochromatic), cell sizes, imaging sizes, and the like.
  • the special light is, for example, near-infrared light that is weaker than visible light, and such light can be clearly imaged.
  • a depolarization plate may be placed on the front side of the prism to cancel the polarization dependence of light from an imaging target (subject).
  • the imaging device may be used in combination with a rigid scope, a microscope, or the like.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an imaging device according to a first embodiment.
  • the imaging device 1 images an observation target S (subject).
  • FIG. 1 schematically shows the observation target S and each element of the imaging device 1 when viewed from the side.
  • the imaging device 1 images light from an observation target S.
  • imaging may be interpreted to include “shooting”
  • image may be interpreted to include “video”.
  • imaging and image may be read as “shooting” and "video” as appropriate.
  • Observation of the observation target S includes visible light observation and special light observation, and therefore, imaging of the observation target S by the imaging device 1 includes visible light imaging and special light imaging.
  • special light refers to light that belongs to a wavelength band different from the visible light wavelength band (for example, infrared light, near-infrared light, etc.). In this embodiment, apart from the special light, there is also visible special light that belongs to the visible light wavelength band. Observation of the observation target S also includes observation of visible special light.
  • the imaging device 1 includes a light source 2, an optical diagnostic assembly 3, an imaging lens 4, an optical element 5, a prism 6, a visible light imaging device 7, a bandpass filter 8, and a special optical imaging device 9. , a processing unit 11. Also, some lights are schematically illustrated with white arrows.
  • the light source 2 outputs light SL.
  • the light SL includes white light WL, excitation light EL1, and excitation light EL2.
  • the excitation light EL1 is visible excitation light and may be a laser beam.
  • the excitation light EL2 is invisible excitation light.
  • the excitation light EL2 is, for example, near-infrared light, and in this case, the excitation light EL2 may be a laser beam with a wavelength of about 780 ⁇ 30 nm.
  • the light source 2 includes a white light source 21, a visible light excitation light source 22, and an invisible light excitation light source 23.
  • the white light source 21 outputs white light WL.
  • the white light source 21 may include an LED (Light Emitting Diode) that emits white light, or may include an LED that emits red light, an LED that emits green light, and an LED that emits blue light (RGB-LED). It may be configured to include. Alternatively, the white light source 21 may include a halogen lamp or the like.
  • the visible light excitation light source 22 outputs excitation light EL1.
  • the invisible light excitation light source 23 outputs excitation light EL2.
  • the optical diagnostic assembly 3 uses light SL from the light source 2, that is, white light WL from the white light source 21, excitation light EL1 from the visible light excitation light source 22, and excitation light EL2 from the invisible light excitation light source 23, to the observation target S. lead to.
  • the optical diagnostic assembly 3 may constitute a part of an imaging system (medical observation system) including, for example, a laparoscope, a rigid endoscope, a flexible endoscope, a camera, or a surgical microscope.
  • the optical diagnostic assembly 3 may include, for example, an optical system for transmitting light and a casing that accommodates them. Light SL from the light source 2 is irradiated onto the observation target S via the optical diagnostic assembly 3.
  • the observation target S is illuminated by being irradiated with the white light WL included in the light SL. Furthermore, a drug that is excited by being irradiated with the excitation light EL1 and the excitation light EL2 included in the light SL is injected into the observation target S. Due to these illuminations and excitations, light L including visible light VL and special light FL is generated in the observation target S.
  • the visible light VL includes normal visible light VL1 and visible special light VL2.
  • the normal visible light VL1 includes light reflected by the observation target S irradiated with the white light WL.
  • the visible special light VL2 includes light (for example, fluorescence) emitted by a drug injected into the observation target S and excited by the excitation light EL1.
  • the special light FL includes light (for example, fluorescence) emitted by the drug excited by the excitation light EL2.
  • light for example, fluorescence
  • two types of drugs are injected into the observation target S: a drug that emits visible special light VL2 and a drug that emits special light FL.
  • the optical diagnostic assembly 3 transmits light L from the observation target S, that is, visible light VL and special light FL, to a prism 6, more specifically, in this example, the prism 6 is provided on the front side (on the observation target S side). guided to the imaging lens 4.
  • Light L from the observation object S enters the imaging lens 4 via the optical diagnostic assembly 3 .
  • the imaging lens 4 is provided between the observation object S and the prism 6, more specifically between the optical diagnostic assembly 3 and the optical element 5 in this example.
  • the imaging lens 4 includes, for example, one or more condensing lenses.
  • the incident surface of the light L from the observation target S is referred to as an incident surface 4a in the drawing.
  • the output surface of the light L is shown as an output surface 4b.
  • Light L from the exit surface 4b of the imaging lens 4 enters the optical element 5.
  • the optical element 5 is provided between the observation target S and the prism 6, more specifically between the imaging lens 4 and the prism 6 in this example.
  • the surface on which the light L is incident is referred to as an entrance surface 5a.
  • the surface from which the light L is emitted is referred to as an exit surface 5b and illustrated.
  • the light L from the output surface 5b enters the prism 6.
  • the entrance surface 5a and the exit surface 5b may be surfaces perpendicular to the optical axis.
  • An example of the optical element 5 is a depolarization plate.
  • the optical element 5 cancels the polarization.
  • unpolarized light unpolarized light
  • polarized light is polarized light including P-polarized light and S-polarized light.
  • the optical element 5 cancels the polarization of the light L to make it non-polarized light, and then inputs the light into the prism 6 .
  • optical element 5 is an excitation light cut filter.
  • the optical element 5 reflects or attenuates the excitation light EL1 and the excitation light EL2, and allows other light to pass through. Note that, as long as there is no contradiction, "transmission” may be interpreted to mean “passing through”, and these terms may be interpreted as appropriate.
  • Both the above-described depolarization plate and excitation light cut filter may be included in the optical element 5.
  • the prism 6 separates and outputs the light L from the observation target S, more specifically, visible light VL and special light FL included in the light L after passing through the imaging lens 4 and the optical element 5 in this example.
  • Prism 6 includes a block 61, a block 62, and a dichroic film 65.
  • the surface on which the light L is incident is referred to as an entrance surface 6a.
  • the surface from which the visible light VL is emitted is referred to as an emission surface 6b1 and illustrated.
  • the surface from which the special light FL is emitted is referred to as an emission surface 6b2 and illustrated.
  • the output surface 6b1 is a part of the surface of the block 61.
  • the output surface 6b2 is a part of the surface of the block 62.
  • the dichroic film 65 is provided between the blocks 61 and 62 so that the light L from the entrance surface 6a of the prism 6 is incident thereon.
  • the dichroic film 65 is deposited (formed) on the block 61 .
  • the dichroic film 65 reflects a portion of the visible light VL and transmits the remainder of the visible light VL and the special light FL. This will be explained with reference to FIG. 2 as well.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the characteristics of the dichroic film 65.
  • the horizontal axis of the graph indicates wavelength.
  • the vertical axis of the graph indicates transmittance and reflectance (%).
  • the transmittance and reflectance in the wavelength band of visible light VL have values far from 0% and 100%.
  • the reflectance and transmittance in the wavelength band of visible light VL are both 50% or a value close to this.
  • the transmittance of the special light FL in the wavelength band is 100% or a value close to this.
  • the dichroic film 65 is designed to provide the spectral transmittance characteristics of the prism 6, which will be described later.
  • the block 61 of the prism 6 is a prism block (first block) that guides the visible light VL to the visible light imaging device 7.
  • the block 61 emits the light reflected by the dichroic film 65 from the output surface 6b1.
  • the block 62 is a prism block (second block) that guides the visible light VL and the special light FL to the special light imaging device 9.
  • the block 62 emits the light transmitted through the dichroic film 65 from the output surface 6b2.
  • the spectral transmittance of visible light VL to visible light image sensor 7 in prism 6 is referred to as spectral transmittance TVIS1 .
  • the spectral transmittance of visible light VL to the special light image sensor 9 in the prism 6 is referred to as spectral transmittance TVIS2 .
  • the spectral transmittance from the prism 6 to the special light imaging device 9 is referred to as the spectral transmittance T NIR . This will be explained with reference to FIG. 3 as well.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of spectral transmittance of a prism.
  • the horizontal axis of the graph indicates wavelength.
  • the vertical axis of the graph indicates spectral transmittance (%).
  • the spectral transmittance to the visible light image sensor 7 in the wavelength band of the visible light VL is the spectral transmittance TVIS1 .
  • the spectral transmittance to the special light image sensor 9 in the wavelength band of visible light VL is the spectral transmittance TVIS2 .
  • the spectral transmittance of the special light FL to the special light image sensor 9 in the wavelength band is the spectral transmittance T NIR .
  • the spectral transmittance T VIS1 and the spectral transmittance T VIS2 have values far from 0% and 100%.
  • the spectral transmittance T NIR may be at or close to 100%. More specific designs of the spectral transmittance T VIS1 , the spectral transmittance T VIS2 , and the spectral transmittance T NIR will be explained later.
  • the spectral transmittance of the prism 6 may depend on polarization. This will be explained with reference to FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the spectral transmittance of the prism to the special light imaging device 9. Examples include spectral transmittance of unpolarized light, spectral change transmittance of P-polarized light, and spectral transmittance of S-polarized light. P-polarized light and S-polarized light have different spectral transmittances. If the light L incident on the prism 6 includes P-polarized light and S-polarized light, the amounts of visible light VL and special light FL that are separated and output by the prism 6 will vary. As described above, by providing the optical element 5 including the depolarization plate on the front side of the prism 6 (on the observation target S side), the light L incident on the prism 6 can be made into non-polarized light. This suppresses the above-mentioned light amount fluctuation and enables imaging of visible light VL and special light FL with stable exposure.
  • the normal visible light VL1 emitted from the output surface 6b1 of the prism 6 has a light amount obtained by multiplying the light amount of the normal visible light VL1 incident on the entrance surface 6a by the spectral transmittance T VIS1 (T VIS1 VL1). .
  • the emitted visible special light VL2 has a light amount obtained by multiplying the light amount of the visible special light VL2 incident on the incident surface 6a by the spectral transmittance T VIS1 (T VIS1 VL2).
  • the normal visible light VL1 emitted from the output surface 6b2 of the prism 6 has a light amount obtained by multiplying the light amount of the visible special light VL2 incident on the entrance surface 6a by the spectral transmittance T VIS2 (T VIS2 VL1).
  • the visible special light VL2 emitted has a light amount obtained by multiplying the light amount of the visible special light VL2 incident on the incident surface 6a by the spectral transmittance T VIS2 (T VIS2 VL2).
  • the emitted special light FL has a light amount obtained by multiplying the light amount of the special light FL incident on the entrance surface 6a by the spectral transmittance T NIR (T NIR FL).
  • the visible light VL (normal visible light VL1 and visible special light VL2) emitted from the exit surface 6b1 of the prism 6 forms an image and is imaged by the visible light imaging device 7.
  • the visible light imaging device 7 is directly or indirectly fixed to the prism 6 so as to be located at the imaging position of the visible light VL.
  • the visible light imaging device 7 images visible light VL from the prism 6.
  • the visible light imaging device 7 includes a light receiving surface 7a.
  • the visible light imaging device 7 is provided so that the light receiving surface 7a faces the output surface 6b1 of the prism 6.
  • the visible light image sensor 7 is provided (glued, etc.) on the exit surface 6b1 of the block 61 of the prism 6.
  • the visible light imaging device 7 is, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor designed to capture images of visible light VL (normal visible light VL1 and visible special light VL2).
  • the normal visible light VL1 and the visible special light VL2 may be time-divisionally imaged, the details of which will be described later.
  • the pixel interval (pixel pitch) of the visible light image sensor 7 is referred to as pixel interval P1.
  • the effective pixel area diagonal length of the visible light image sensor 7 is referred to as effective pixel area diagonal length D1. Further explanation will be given with reference to FIGS. 5 to 7.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a visible light image sensor.
  • the visible light image sensor 7 is schematically shown when viewed from the front.
  • the visible light image sensor 7 includes a plurality of pixels 7p.
  • Each pixel 7p is designed to efficiently receive visible light.
  • the plurality of pixels 7p include a pixel that receives blue light, a pixel that receives red light, and a pixel that receives green light.
  • Each pixel 7p includes a filter that transmits light of a corresponding color, a photoelectric conversion element that receives the light after passing through the filter and generates a charge according to the amount of received light, and controls light reception by the photoelectric conversion element. It includes transistors and the like (pixel circuits, etc.) that take out electric signals according to electric charges.
  • An example of a pixel array is a Bayer array, but the pixel array is not limited to this, and various known pixel arrays may be employed.
  • the visible light image sensor 7 includes a pixel area 7a1 and an effective pixel area 7a2.
  • the effective pixel area 7a2 is an area inside the pixel area 7a1, and is narrower than the pixel area 7a1.
  • the plurality of pixels 7p are arranged in an array over the entire pixel area 7a1 so as to define the light receiving surface 7a. Among those pixels 7p, the pixel 7p arranged in the effective pixel area 7a2 is the effective pixel actually used for imaging.
  • the diagonal length of the effective pixel area 7a2 is the effective pixel area diagonal length D1. As the effective pixel area diagonal length D1 increases, the effective pixel area 7a2 also increases. In this sense, the effective pixel area diagonal length D1 may be read as the effective pixel area 7a2, or may be read as the size of the visible light image sensor 7, as appropriate.
  • each pixel 7p has a square shape, and the length of one side defines the size of the pixel 7p.
  • the size of the pixel 7p is illustrated as a pixel size W1.
  • the distance between the centers of adjacent pixels 7p is the pixel interval P1.
  • the pixel size W1 also increases. In this sense, the pixel interval P1 may be read as the pixel size W1 as appropriate.
  • the effective pixel area diagonal length D1 is the same (the size of the visible light image sensor 7 is the same)
  • the resolution becomes higher as the pixel interval P1 becomes smaller.
  • the resolution decreases.
  • visible light VL normal visible light VL1 and visible special light VL2
  • special light FL from the exit surface 6b2 of the prism 6 enter the bandpass filter 8.
  • the bandpass filter 8 is provided between the block 62 of the prism 6 and the special optical image sensor 9.
  • the bandpass filter 8 transmits the visible special light VL2 and the special light FL, and reflects or attenuates the normal visible light VL1 belonging to a wavelength band different from the wavelength band of the visible special light VL2.
  • the incidence on the image sensor 9 is suppressed. A high quality image with a high S/N ratio can be obtained.
  • the bandpass filter 8 the surface on which the normal visible light VL1, the visible special light VL2, and the special light FL are incident is referred to as an entrance surface 8a.
  • the bandpass filter 8 will be explained with reference to FIG. 8 as well.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the characteristics of a bandpass filter.
  • the transmittance is high (the amount of reflection or attenuation is small) in the wavelength band of visible special light VL2 and the wavelength band of special light FL, and the transmittance is low (the amount of reflection or attenuation is large) in other wavelength bands. It has become.
  • the bandpass filter 8 may transmit at least 90% or more of light with a wavelength of 750 nm to 850 nm, and may attenuate light with a wavelength of 400 nm to 600 nm (excluding the wavelength of visible special light VL2) to 10% or less.
  • the bandpass filter 8 transmits at least 90% or more of light with a wavelength of 820n to 850nm, and reflects or reflects 10% or less of light with a wavelength of 400 to 600nm (excluding the wavelength of visible special light VL2). May be attenuated.
  • the optical density of visible light VL (excluding visible special light VL2) emitted from output surface 8b of band-pass filter 8 with respect to visible light VL (excluding visible special light VL2) incident on entrance surface 6a of prism 6 is as follows. It may be OD3 or higher.
  • the incident surface 8a of the bandpass filter 8 may be a surface perpendicular to the optical axis.
  • the bandpass filter 8 is provided to the prism 6 such that the entrance surface 8a faces the exit surface 6b2 of the block 62 of the prism 6.
  • the bandpass filter 8 is provided (glued, etc.) on the exit surface 6b2 of the block 62 of the prism 6.
  • the visible special light VL2 and the special light FL from the output surface 8b of the bandpass filter 8 form an image and are imaged by the special light imaging device 9.
  • the special light image sensor 9 is fixed directly or indirectly to the prism 6 so as to be located at the imaging position of one of the visible special light VL2 and the special light FL, for example, at the imaging position of the special light FL. Ru.
  • the special light imaging device 9 images visible special light VL2 and special light FL from the prism 6.
  • the special light image sensor 9 includes a light receiving surface 9a.
  • the special light image sensor 9 is provided so that the light receiving surface 9a faces the output surface 6b2 of the prism 6.
  • the special light imaging device 9 is provided (glued, etc.) on the output surface 8b of the band-pass filter 8 so as to face the output surface 8b of the band-pass filter 8.
  • the special light image sensor 9 is, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor designed to capture images of the visible special light VL2 and the special light FL.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the pixel interval of the special light image sensor 9 is referred to as pixel interval P2.
  • the effective pixel area diagonal length of the special light image sensor 9 is referred to as effective pixel area diagonal length D2. This will be further explained with reference to FIGS. 9 to 11.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a special optical image sensor.
  • the special light image sensor 9 is schematically shown when viewed from the front.
  • the special light image sensor 9 includes a plurality of pixels 9p.
  • Each pixel 9p is designed to efficiently receive visible special light VL2 and special light FL (for example, especially special light FL).
  • each pixel 9p includes a filter that transmits the visible special light VL2 and the special light FL, a photoelectric conversion element that receives the light after passing through the filter, and generates a charge according to the amount of received light, and the photoelectric conversion element. It includes transistors and the like (pixel circuits, etc.) that control light reception by the element and extract electrical signals according to charge.
  • Various known pixel arrays may be employed as the pixel array.
  • the special light image sensor 9 includes a pixel area 9a1 and an effective pixel area 9a2.
  • the plurality of pixels 9p are arranged in an array over the entire pixel area 9a1 so as to define the light receiving surface 9a.
  • the pixel 9p arranged in the effective pixel area 9a2 is the effective pixel actually used for imaging.
  • the diagonal length of the effective pixel area 9a2 is the effective pixel area diagonal length D2. If the effective pixel area diagonal length D2 is the same (the size of the special light image sensor 9 is the same), the resolution becomes higher as the pixel interval P2 becomes smaller. As the pixel interval P2 increases, the resolution decreases.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams showing examples of pixel spacing of the special light image sensor.
  • the pixels 9p may be arranged side by side in the horizontal and vertical directions as shown in FIG. 10, or may be arranged side by side in the diagonal direction as shown in FIG.
  • the size of the pixel 9p is illustrated as a pixel size W2.
  • the distance between the centers of adjacent pixels 9p is the pixel interval P2. As the pixel size W2 increases, the pixel interval P2 also increases.
  • the processing unit 11 performs various information processing in the imaging device 1.
  • the processing unit 11 is configured to include, for example, a processor, a storage device, etc. (not shown), and is designed to perform the functions of the processing unit 11 that will be described later.
  • the design may be a software design or a hardware design.
  • some functions of the processing unit 11 are shown in functional blocks.
  • the processing unit 11 includes a light source control section 111, an imaging control section 112, and a signal processing section 113.
  • the light source control unit 111 controls the irradiation of the light SL by the light source 2. Control by the light source control unit 111 includes time-sharing irradiation control.
  • the processing unit 11 controls the light source 2 so that the light source 2 irradiates the observation target S with the white light WL and the excitation light EL1 at mutually different timings.
  • the imaging control unit 112 controls the timing of receiving the imaging signal from the visible light imaging device 7.
  • the imaging signal includes, for example, a pixel signal from each pixel 7p of the visible light imaging device 7.
  • the pixel signal may be an electrical signal (voltage signal, etc.) according to the amount of light received by the corresponding pixel 7p.
  • the imaging control unit 112 receives an imaging signal when the observation target S is irradiated with the white light WL as a normal visible light image signal, and receives an imaging signal when the observation target S is irradiated with the excitation light EL1 as a visible light image signal. Receive it as a special optical image signal. The reception of these signals is performed in synchronization with the control of the light source 2 by the light source control unit 111.
  • the signal processing unit 113 processes the imaging signal from the visible light imaging device 7.
  • An example of the processing of the imaging signal by the signal processing unit 113 is generation of an image (image data) based on the imaging signal. More specifically, the signal processing unit 113 generates an image based on the above-mentioned normal visible light image signal. This provides an image for normal observation. Further, the signal processing unit 113 generates an image based on the above-mentioned visible special light image signal. As a result, an image for visible special light observation is obtained.
  • the visible light VL normal visible light VL1 and visible special light VL2
  • the special light FL from the observation target S are separated by the prism 6, and are transferred to the visible light imaging device 7 and the special light imaging device.
  • Visible light observation and special light observation of the observation target S are performed by capturing an image with the element 9.
  • the normal visible light VL1 and the visible special light VL2 are imaged by the visible light imaging device 7 in a time-sharing manner. With this alone, there is a possibility that clear imaging of the visible special light VL2 cannot be performed.
  • the imaging device 1 is designed to be able to clearly image the visible special light VL2 even when observing both the normal visible light VL1 and the visible special light VL2. Further, the imaging device 1 may be designed to be able to image the normal visible light VL1 with high resolution and to clearly image the special light FL.
  • the ratio of the spectral transmittance T VIS2 of the visible light VL to the special light image sensor 9 to the spectral transmittance T VIS1 of the visible light VL to the visible light image sensor 7 in the prism 6 may be 0.25 or more and 4 or less.
  • the spectral transmittance T NIR of the special light FL to the special light image sensor 9 in the prism 6 may be greater than 90%. That is, the dichroic film 65 and the like of the prism 6 may be designed so as to satisfy the following conditional expression (1).
  • spectral transmittance T VIS1 spectral transmittance T VIS2
  • spectral transmittance T NIR may be designed.
  • the ratio TVIS2 / TVIS1
  • the upper limit value 20% of the visible light VL is received by the visible light image sensor 7 and 80% is received by the special light image sensor 9. It is possible to clearly image the visible special light VL2 while imaging the normal visible light VL1.
  • the ratio ( TVIS2 / TVIS1 ) may be brought close to the lower limit of conditional expression (1).
  • the lower limit is set, 80% of the visible light VL is received by the visible light image sensor 7 and 20% is received by the special light image sensor 9. Not only can a clear visible light image be obtained, but also visible special light can be imaged with high sensitivity using the sensitive special light imaging element 9.
  • the lower limit value of the ratio (T VIS2 /T VIS1 ) may be larger than the value shown in the above conditional expression (1).
  • Examples of such lower limits are 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0, etc.
  • the upper limit value may be smaller than the value shown in the above conditional expression (1). Examples of such upper limits are 3.75, 3.5, 3.25, 3.0, 2.75, 2.5, 2.25, etc.
  • the ratio (P2/P1) of the pixel interval P2 of the special light image sensor 9 to the pixel interval P1 of the visible light image sensor 7 may be 1 or more and less than 5. That is, the pixel interval P1 of the visible light image sensor 7 and the pixel interval P2 of the special light image sensor 9 may be designed so as to satisfy the following conditional expression (2).
  • the ratio (P2/P1) When the ratio (P2/P1) is less than 1, the pixel size W2 of the special light image sensor 9 becomes smaller, the amount of light that captures the weak special light FL into the pixel 9p decreases, and the noise in the captured image increases.
  • the ratio (P2/P1) becomes 5 or more, the pixel size W2 of the special light imaging device 9 increases, and the imaging device 1 becomes larger. If the number of pixels 9p is reduced to prevent this, the resolution will be lowered.
  • the ratio (P2/P1) is larger than 1, the pixel size W2 of the special light image sensor 9 increases and the amount of incident light increases, making it difficult to receive the weak special light FL with high sensitivity and capture a clear image. can.
  • the ratio (P2/P1) is 1, for example, by setting the visible light image sensor 7 as a color image sensor and the special light image sensor 9 as a monochrome image sensor, the special light FL can be received with high sensitivity while maintaining the same resolution. It is possible to capture images clearly.
  • the lower limit value of the ratio (P2/P1) may be larger than the value shown in the above conditional expression (2).
  • Examples of such lower limits are 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2 .1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, etc.
  • the upper limit value may be smaller than the value shown in the above conditional expression (2). Examples of such upper limits are 4.8, 4.6, 4.4, 4.2, 4.0, 3.8, 3.6, 3.4, 3.2, 3.0, 2 .8, 2.6, 2.4, 2.2, 2.0, 1.8, 1.6, etc.
  • the ratio (D2/D1) of the effective pixel area diagonal length D2 of the special light image sensor 9 to the effective pixel area diagonal length D1 of the visible light image sensor 7 is greater than 0.7 and 1. It may be less than 4. That is, the effective pixel area diagonal length D1 of the visible light image sensor 7 and the effective pixel area diagonal length D2 of the special light image sensor 9 may be designed so as to satisfy the following conditional expression (3).
  • the ratio (D2/D1) becomes 0.7 or less, the angle of view of the special light image sensor 9 becomes significantly narrower than the angle of view of the visible light image sensor 7, and the field of view in which the special light FL can be observed is limited. Put it away.
  • the ratio (D2/D1) becomes 1.4 or more, the angle of view of the special light image sensor 9 becomes significantly wider than the angle of view of the visible light image sensor 7, and the effective pixel area 9a2 of the special light image sensor 9 is Therefore, there will be a pixel 9p that is not used.
  • the ratio (D2/D1) When the ratio (D2/D1) is smaller than 1, the special optical image sensor 9 becomes relatively small with respect to the prism 6, and it is possible to provide a margin for the optical path. Unnecessary light generated by reflection from the members constituting the prism 6 and incident on the special light imaging device 9 can be reduced, and the weak special light FL can be clearly imaged. For example, unnecessary light components such as flare that appear as the sensitivity of the special light image sensor 9 increases are reduced, and a clear fluorescence image can be obtained. When the ratio (D2/D1) is greater than 1, the pixel size W2 can be increased while keeping the number of pixels 9p relatively large, and it is possible to image the weak special light FL with good sensitivity and high resolution. can.
  • the ratio (D2/D1) is 1, by increasing the pixel interval P2 of the special optical image sensor 9, the pixel size W2 can be increased and high sensitivity can be obtained, and additionally, accompanying parts can be shared. This makes it possible to easily assemble the imaging device 1.
  • the lower limit value of the ratio (D2/D1) may be larger than the value shown in the above conditional expression (2).
  • Examples of such lower limits are 0.8, 0.9, 1.0, etc.
  • the upper limit value may be smaller than the value shown in the above conditional expression (3). Examples of such upper limits are 1.3, 1.2, 1.1, etc.
  • the optical path lengths of the visible light VL and the special light FL from when they are incident on the prism 6 until they are imaged may differ depending on the characteristics of the optical diagnostic assembly 3 and the imaging lens 4, the wavelength of each light, and the like.
  • the visible light image sensor 7 is positioned at the imaging position of the visible light VL so as to suppress the influence of the difference in optical path length (optical path length difference), or in other words, to absorb the amount of deviation in the optical path length difference.
  • the special light image sensor 9 may be positioned at the imaging position of the special light FL. As a result, simply by focusing the visible light image sensor 7, the special light image sensor 9 can also be focused, making it easy to capture high-resolution images of the visible light VL and clear images of the special light FL. can. Some examples of specific positioning methods will be described.
  • the bandpass filter 8 has a length in the optical axis direction designed according to the above-mentioned optical path length difference so as to position the special light imaging device 9 at the imaging position of the special light FL. good.
  • the length of the bandpass filter 8 in the optical axis direction corresponds to the thickness of the bandpass filter 8.
  • the prism 6 is arranged such that the visible light image sensor 7 is positioned at the image formation position of the visible light VL, and the special light image sensor 9 is positioned at the image formation position of the special light FL.
  • the optical axis direction length may be designed according to the optical axis direction. For example, by adjusting the length of the block 61 in the optical axis direction, the visible light imaging device 7 can be moved closer to or farther from the prism 6. By adjusting the length of the block 62 in the optical axis direction, the special light imaging device 9 can be moved closer to or farther away from the prism 6.
  • the imaging device 1 may include a gap located between the prism 6 and at least one of the visible light imaging device 7 and the special light imaging device 9.
  • the cavity is designed according to the above-mentioned optical path length difference so that the visible light image sensor 7 is positioned at the image formation position of the visible light VL, and the special light image sensor 9 is positioned at the image formation position of the special light FL. It may have a length in the optical axis direction.
  • a retaining member may be used to provide such a void. This will be explained with reference to FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a holding member.
  • the holding member 10 provides a gap G located between the block 62 of the prism 6 and the special optical imaging element 9. Note that illustration of the bandpass filter 8 (FIG. 1) is omitted.
  • the void G can also be said to be an air gap between the block 62 and the special optical image sensor 9.
  • the holding member 10 holds the special optical image sensor 9 so as to provide a gap G.
  • the holding member 10 includes a substrate 101 and a holding rod 102.
  • the substrate 101 is adhered to the light-receiving surface 9a of the special light image sensor 9 to support the special light image sensor 9.
  • An example of the material of the substrate 101 is glass or the like, and the special light FL transmitted through the substrate 101 is incident on the light receiving surface 9a of the special light image sensor 9.
  • the holding rod 102 includes one end 102a connected to the edge of the substrate 101 and the other end 102b holding the side surface of the block 62 of the prism 6.
  • the length of the holding rod 102 gives the length of the gap G in the optical axis direction. By adjusting the length of the holding rod 102, the special light imaging device 9 can be moved closer to or farther away from the prism 6.
  • the imaging device 1 may include a holding member 10 that holds the visible light image sensor 7 instead of or in addition to the special light image sensor 9 that holds the holding member 10.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an imaging device according to a second embodiment.
  • the observation target S, the light source 2, the optical diagnostic assembly 3, the imaging lens 4, and the processing unit 11 in FIG. 1 described above are omitted from illustration in FIG. 13. Mainly the differences from the first embodiment will be explained.
  • Prism 6 further includes a dichroic film 66.
  • the block 62 of the prism 6 includes a block 621 and a block 622.
  • Block 621 is located between blocks 61 and 621.
  • the imaging device 1 includes a bandpass filter 81 and a bandpass filter 82 instead of the bandpass filter 8 (FIG. 1), and further includes a visible special light imaging element 12.
  • the prism 6 further separates and outputs the visible light VL (normal visible light VL1 and visible special light VL2) and special light FL that have passed through the dichroic film 65.
  • the surface from which the visible light VL transmitted through the dichroic film 65 is emitted is referred to as an exit surface 6b12 in the drawing.
  • the surface from which the special light FL is emitted is the emission surface 6b2.
  • the output surface six b11 is a part of the surface of the block 61.
  • the output surface 6b12 is a part of the surface of the block 621.
  • the surface from which the special light FL is emitted is the emission surface 6b2.
  • the output surface 6b2 is a part of the surface of the block 622.
  • the dichroic film 66 is provided between the blocks 621 and 622 so that visible light VL (normal visible light VL1 and visible special light VL2) and special light FL transmitted through the dichroic film 65 are incident.
  • dichroic film 66 is deposited on block 621.
  • the dichroic film 66 reflects the normal visible light VL1 and the visible special light VL2, and transmits the special light FL. This will be explained with reference to FIG. 14 as well.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the characteristics of the dichroic film 66.
  • the reflectance is high in a wavelength band that includes at least the visible light VL, and the transmittance is high in a wavelength band that includes at least the special light FL.
  • the dichroic film 65 is designed to provide the spectral transmittance characteristics of the prism 6, which will be described later.
  • the block 621 of the block 62 of the prism 6 guides the visible light VL (normal visible light VL1 and visible special light VL2) to the visible special light image sensor 12.
  • the block 621 emits the visible light VL and visible special light VL2 reflected by the dichroic film 66 from the output surface 6b12.
  • Block 622 guides the special light FL to the special light image sensor 9.
  • the block 622 emits the special light FL transmitted through the dichroic film 66 from the output surface 6b2.
  • the spectral transmittance TVIS2 in the second embodiment is the spectral transmittance of the visible light VL to the visible special light image sensor 12 in the prism 6. This will be explained with reference to FIG. 15 as well.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of spectral transmittance of a prism.
  • the spectral transmittance to the visible special light image sensor 12 in the wavelength band of the visible light VL is the spectral transmittance TVIS2 .
  • the spectral transmittance T VIS1 and the spectral transmittance T NIR are as described above.
  • the spectral transmittance T VIS1 and the spectral transmittance T VIS2 have values far from 0% and 100%.
  • the normal visible light VL1 emitted from the output surface 6b12 of the prism 6 has a light amount obtained by multiplying the light amount of the normal visible light VL1 incident on the entrance surface 6a by the spectral transmittance TVIS2 ( TVIS2 VL1). .
  • the visible special light VL2 emitted has a light amount obtained by multiplying the light amount of the visible special light VL2 incident on the incident surface 6a by the spectral transmittance T VIS2 (T VIS2 VL2).
  • the bandpass filter 81 and bandpass filter 82 will be explained in order.
  • the special light FL from the output surface 6b2 of the prism 6 enters the bandpass filter 81.
  • the bandpass filter 81 is a first bandpass filter provided between the block 622 of the block 62 of the prism 6 and the special optical image sensor 9.
  • the bandpass filter 81 transmits the special light FL and reflects or attenuates other light.
  • the incident surface of the bandpass filter 81 may be a surface perpendicular to the optical axis.
  • the bandpass filter 81 is provided to the prism 6 so that its entrance surface faces the exit surface 6b2 of the prism 6. In the example shown in FIG. 13, the bandpass filter 81 is provided (glued, etc.) on the exit surface of the block 622 of the block 62 of the prism 6.
  • the special light FL from the output surface of the bandpass filter 81 forms an image and is imaged by the special light imaging device 9.
  • the normal visible light VL1 and visible special light VL2 from the output surface 6b12 of the prism 6 enter the bandpass filter 82.
  • the bandpass filter 82 is a second bandpass filter provided between the block 621 of the block 62 of the prism 6 and the visible special light image sensor 12.
  • the bandpass filter 82 transmits the visible special light VL2 and reflects or attenuates the normal visible light VL1 belonging to a wavelength band different from the wavelength band of the visible special light VL2.
  • the bandpass filter 82 may be designed to reflect or attenuate the special light FL.
  • the incident surface of the bandpass filter 82 may be a surface perpendicular to the optical axis.
  • the bandpass filter 82 is provided to the prism 6 so that its entrance surface faces the exit surface 6b12 of the prism 6. In the example shown in FIG. 13, the bandpass filter 82 is provided (glued, etc.) on the exit surface of the block 622 of the block 62 of the prism 6.
  • the visible special light VL2 from the output surface of the bandpass filter 82 forms an image and is imaged by the visible special light imaging element 12.
  • the visible special light image sensor 12 is directly or indirectly fixed to the prism 6 so as to be located at the imaging position of the visible special light VL2.
  • the visible special light imaging device 12 images the visible special light VL2 included in the visible light VL from the block 621 of the block 62 of the prism 6, that is, the visible special light VL2 from the output surface of the bandpass filter 82.
  • the visible special light image sensor 12 is, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor designed to image the visible special light VL2.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the pixel interval and effective pixel area diagonal length of the visible light image sensor 7 are referred to as pixel interval P3 and effective pixel area diagonal length D3.
  • the pixel interval and effective pixel area diagonal length of the visible special light image sensor 12 are referred to as pixel interval P4 and effective pixel area diagonal length D4.
  • the pixel interval and effective pixel area diagonal length of the special light image sensor 9 are referred to as pixel interval P5 and effective pixel area diagonal length D5.
  • the imaging device 1 according to the second embodiment is designed to be able to clearly image the visible special light VL2 even when observing both the normal visible light VL1 and the visible special light VL2. Further, the imaging device 1 may be designed to be able to image the normal visible light VL1 with high resolution and to clearly image the special light FL.
  • the ratio of the spectral transmittance T VIS2 of the visible light VL to the visible special light image sensor 12 to the spectral transmittance T VIS1 of the visible light VL to the visible light image sensor 7 in the prism 6 may be 0.2 or more and less than 5.
  • the spectral transmittance T NIR of the special light FL to the special light image sensor 9 in the prism 6 may be greater than 90%. That is, the dichroic film 65, dichroic film 66, etc. of the prism 6 may be designed so as to satisfy the following conditional expression (4). The technical significance is the same as that of conditional expression (1) described in the first embodiment, so the explanation will be omitted.
  • lower limit value may be larger than the value shown in the conditional expression
  • upper limit value may be smaller than the value shown in the conditional expression.
  • lower limit values are 2.25, 2.5.
  • upper limits are 4.75, 4.5, 4.25, 4.0, etc.
  • the ratio (P4/P3) of the pixel interval P4 of the visible special light image sensor 12 to the pixel interval P3 of the visible light image sensor 7, and the ratio (P4/P3) of the pixel interval P4 of the visible light image sensor 7 to the pixel interval P3 of the special light image sensor 9 The ratio of the pixel interval P5 (P5/P3) may be 1 or more and less than 5. That is, the pixel interval P3 of the visible light image sensor 7, the pixel interval P4 of the visible special light image sensor 12, and the pixel interval P5 of the special light image sensor 9 may be designed so as to satisfy the following conditional expression (5).
  • conditional expression (2) described in the first embodiment, so the explanation will be omitted.
  • the ratio (D5/D3) of the effective pixel area diagonal length D5 of the special light imaging device 9 to the pixel area diagonal length D3 may be greater than 0.7 and less than 1.4. That is, the effective pixel area diagonal length D3 of the visible light image sensor 7, the effective pixel area diagonal length D4 of the visible special light image sensor 12, and the effective pixel area diagonal length D4 of the special light image sensor 9 are set so that the following conditional expression (6) is satisfied.
  • a pixel area diagonal length D5 may be designed.
  • conditional expression (3) described in the first embodiment, so the explanation will be omitted.
  • the optical path lengths of the normal visible light VL1, the visible special light VL2, and the special light FL from when they enter the prism 6 until they form an image are determined by the characteristics of the optical diagnostic assembly 3 and the imaging lens 4, the wavelength of each light, etc. may differ from each other.
  • the visible light image sensor 7 is positioned at the image formation position of the visible light VL
  • the special light image sensor 9 is positioned at the image formation position of the special light FL, so as to suppress the influence of the difference in optical path length.
  • the visible special light image sensor 12 may be positioned at the imaging position of the visible special light VL2.
  • the special light image sensor 9 and the visible special light image sensor 12 can also be focused, allowing for high-resolution imaging of normal visible light VL1 and special light FL. And clear imaging of the visible special light VL2 can be easily performed.
  • the bandpass filter 81 is a light beam designed according to the optical path length difference between the normal visible light VL1 and the special light FL, so as to position the special light image sensor 9 at the imaging position of the special light FL. It may have an axial length.
  • the bandpass filter 82 is designed, for example, according to the optical path length difference between the normal visible light VL1 and the visible special light VL2, so as to position the visible special light imaging device 12 at the imaging position of the visible special light VL2. It may have a length in the optical axis direction.
  • the prism 6 positions the visible light image sensor 7 at the image formation position of the visible light VL (for example, the image formation position of the normal visible light VL1), and positions the special light image sensor 9 at the combination position of the special light FL. It may have a length in the optical axis direction designed according to the above-mentioned optical path length difference so as to position the visible special light image sensor 12 at the imaging position of the visible special light VL2. For example, by adjusting the length of the block 61 in the optical axis direction, the visible light imaging device 7 can be moved closer to or farther from the prism 6.
  • the special light imaging device 9 can be moved closer to or farther away from the prism 6.
  • the visible special light imaging device 12 can be moved closer to or farther away from the prism 6.
  • the imaging device 1 may include a gap located between the prism 6 and at least one of the visible light imaging device 7, the special light imaging device 9, and the visible special light imaging device 12.
  • the cavity positions the visible light imaging device 7 at the imaging position of the visible light VL, the special light imaging device 9 at the imaging position of the special light FL, and the visible special light imaging device 12 at the imaging position of the visible special light VL2. It may have a length in the optical axis direction designed according to the above-mentioned optical path length difference so as to be positioned at the imaging position.
  • a retaining member may be used to provide such a void.
  • the cavity and the holding member may be the same as those described in the first embodiment with reference to FIG. 12.
  • the position of the image sensor may be changed as appropriate.
  • the positions of the visible light image sensor 7 and the special light image sensor 9 may be exchanged.
  • the characteristics of the dichroic film 65 of the prism 6, the arrangement of the bandpass filter 8, etc. may also be changed.
  • the positions of the visible light image sensor 7, the special light image sensor 9, and the visible special light image sensor 12 may be exchanged.
  • the characteristics of the dichroic film 65 and dichroic film 66 of the prism 6, the arrangement of the bandpass filter 81 and the bandpass filter 82, etc. may also be changed.
  • the optical element 5 may be bonded to the block 61 of the prism 6. There may be an air gap between each block included in the prism 6.
  • a medical imaging system is a medical system using imaging technology, and is, for example, a medical observation system such as an endoscope system or a microscope system.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscope system 5000 to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of the configuration of an endoscope 5001 and a CCU (Camera Control Unit) 5039.
  • an operator for example, a doctor
  • FIG. 17 an operator 5067 who is a participant in the surgery is shown performing surgery on a patient 5071 on a patient bed 5069 using the endoscope system 5000.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscope system 5000 to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of the configuration of an endoscope 5001 and a CCU (Camera Control Unit) 5039.
  • an operator for example, a doctor
  • FIG. 17 an operator 5067 who is a participant in the surgery is shown performing surgery on a patient 5071 on a patient bed 5069 using the endoscope
  • an endoscope system 5000 supports an endoscope 5001 that is a medical imaging device, a CCU 5039, a light source device 5043, a recording device 5053, an output device 5055, and an endoscope 5001. It consists of a support device 5027.
  • an insertion aid called a trocar 5025 is inserted into the patient 5071. Then, the scope 5003 connected to the endoscope 5001 and the surgical instrument 5021 are inserted into the body of the patient 5071 via the trocar 5025.
  • the surgical tool 5021 is, for example, an energy device such as an electric scalpel, forceps, or the like.
  • a surgical image which is a medical image showing the inside of the patient's 5071, captured by the endoscope 5001 is displayed on the display device 5041.
  • the surgeon 5067 uses the surgical tool 5021 to treat the surgical target while viewing the surgical image displayed on the display device 5041.
  • the medical image is not limited to a surgical image, but may be a diagnostic image captured during diagnosis.
  • the endoscope 5001 is an imaging unit that images the inside of the body of a patient 5071, and for example, as shown in FIG.
  • a camera 5005 includes a zoom optical system 50052 that enables optical zoom, a focus optical system 50053 that enables focus adjustment by changing the focal length of an imaging unit, and a light receiving element 50054.
  • the endoscope 5001 generates a pixel signal by focusing light onto a light receiving element 50054 via the connected scope 5003, and outputs the pixel signal to the CCU 5039 through a transmission system.
  • the scope 5003 is an insertion section that has an objective lens at its tip and guides light from the connected light source device 5043 into the body of the patient 5071.
  • the scope 5003 is, for example, a rigid scope if it is a rigid scope, or a flexible scope if it is a flexible scope.
  • the scope 5003 may be a direct scope or an oblique scope.
  • the pixel signal may be a signal based on a signal output from a pixel, such as a RAW signal or an image signal.
  • a configuration may be adopted in which a memory is installed in the transmission system that connects the endoscope 5001 and the CCU 5039, and parameters related to the endoscope 5001 and the CCU 5039 are stored in the memory.
  • the memory may be placed, for example, on a connection part of a transmission system or on a cable.
  • the parameters of the endoscope 5001 at the time of shipment and the parameters that changed when the power was applied may be stored in a transmission system memory, and the operation of the endoscope may be changed based on the parameters read from the memory.
  • an endoscope and a transmission system may be combined together and called an endoscope.
  • the light receiving element 50054 is a sensor that converts received light into a pixel signal, and is, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensor.
  • the light receiving element 50054 is preferably an image sensor having a Bayer array and capable of color photography.
  • the light receiving element 50054 can be used, for example, in 4K (horizontal pixels 3840 x vertical pixels 2160), 8K (horizontal pixels 7680 x vertical pixels 4320), or square 4K (horizontal pixels 3840 or more x vertical pixels 3840 or more). It is preferable that the image sensor has the number of pixels corresponding to the resolution.
  • the light receiving element 50054 may be a single sensor chip or may be a plurality of sensor chips. For example, a configuration may be adopted in which a prism that separates incident light into predetermined wavelength bands is provided, and each wavelength band is imaged by a different light receiving element. Further, a plurality of light receiving elements may be provided for stereoscopic viewing.
  • the light receiving element 50054 may be a sensor including an arithmetic processing circuit for image processing in a chip structure, or may be a ToF (Time of Flight) sensor.
  • the transmission system is, for example, an optical fiber cable or wireless transmission. Wireless transmission may be performed as long as pixel signals generated by the endoscope 5001 can be transmitted; for example, the endoscope 5001 and the CCU 5039 may be wirelessly connected, or the endoscope 5001 and the CCU 5039 may be wirelessly connected, or the endoscope 5001 and the CCU 5039 may be wirelessly connected, or the endoscope Mirror 5001 and CCU 5039 may be connected.
  • the endoscope 5001 may simultaneously transmit not only the pixel signal but also information related to the pixel signal (for example, pixel signal processing priority, synchronization signal, etc.).
  • the endoscope may have a scope and a camera integrated, or may have a configuration in which a light receiving element is provided at the distal end of the scope.
  • the CCU 5039 is a control device that centrally controls the connected endoscope 5001 and light source device 5043, and for example, as shown in FIG. It is a processing device. Further, the CCU 5039 may centrally control the connected display device 5041, recording device 5053, and output device 5055. For example, the CCU 5039 controls the irradiation timing and irradiation intensity of the light source device 5043, and the type of irradiation light source. The CCU 5039 also performs image processing such as development processing (for example, demosaic processing) and correction processing on the pixel signals output from the endoscope 5001, and displays the processed pixel signals (for example, image ) is output.
  • image processing such as development processing (for example, demosaic processing) and correction processing on the pixel signals output from the endoscope 5001, and displays the processed pixel signals (for example, image ) is output.
  • the CCU 5039 transmits a control signal to the endoscope 5001 to control the drive of the endoscope 5001.
  • the control signal is, for example, information regarding imaging conditions such as the magnification and focal length of the imaging section.
  • the CCU 5039 may have an image down-conversion function and may be configured to be able to simultaneously output a high resolution (for example, 4K) image to the display device 5041 and a low resolution (for example, HD) image to the recording device 5053.
  • the CCU5039 is connected to external devices (for example, a recording device, a display device, an output device, a support device) via an IP converter that converts signals into a predetermined communication protocol (for example, IP (Internet Protocol)).
  • IP Internet Protocol
  • the connection between the IP converter and the external device may be configured by a wired network, or a part or all of the network may be configured by a wireless network.
  • the IP converter on the CCU5039 side has a wireless communication function, and the received video is sent to an IP switcher or output via a wireless communication network such as a 5th generation mobile communication system (5G) or a 6th generation mobile communication system (6G). It may also be sent to the side IP converter.
  • 5G 5th generation mobile communication system
  • 6G 6th generation mobile communication system
  • the light source device 5043 is a device capable of emitting light in a predetermined wavelength band, and includes, for example, a plurality of light sources and a light source optical system that guides light from the plurality of light sources.
  • the light source is, for example, a xenon lamp, an LED light source, or an LD light source.
  • the light source device 5043 has, for example, LED light sources corresponding to each of the three primary colors R, G, and B, and emits white light by controlling the output intensity and output timing of each light source.
  • the light source device 5043 may include a light source capable of emitting special light used for special light observation, in addition to a light source that emit normal light used for normal light observation.
  • Special light is light in a predetermined wavelength band that is different from normal light that is used for normal light observation, and includes, for example, near-infrared light (light with a wavelength of 760 nm or more), infrared light, blue light, and ultraviolet light. It is.
  • the normal light is, for example, white light or green light.
  • narrowband light observation which is a type of special light observation, blue light and green light are irradiated alternately to take advantage of the wavelength dependence of light absorption in body tissues to target specific tissues such as blood vessels on the surface of mucous membranes. can be photographed with high contrast.
  • fluorescence observation which is a type of special light observation
  • excitation light that excites the drug injected into body tissue is irradiated, and the fluorescence emitted by the body tissue or the labeled drug is received to obtain a fluorescence image.
  • body tissues etc. that are difficult for the surgeon to see under normal light.
  • a drug such as indocyanine green (ICG) injected into body tissue is irradiated with infrared light having an excitation wavelength band, and by receiving the fluorescence of the drug, the body tissue is This makes it easier to see the structure and affected area.
  • ICG indocyanine green
  • a drug for example, 5-ALA
  • the type of irradiation light of the light source device 5043 is set under the control of the CCU 5039.
  • the CCU 5039 may have a mode in which normal light observation and special light observation are performed alternately by controlling the light source device 5043 and the endoscope 5001. At this time, it is preferable that information based on the pixel signal obtained by special light observation be superimposed on the pixel signal obtained by normal light observation.
  • the special light observation may be infrared light observation to see deeper than the organ surface by irradiating infrared light, or multispectral observation using hyperspectral spectroscopy.
  • photodynamic therapy may be combined.
  • the recording device 5053 is a device that records pixel signals (for example, images) acquired from the CCU 5039, and is, for example, a recorder.
  • the recording device 5053 records the image acquired from the CCU 5039 on an HDD, SDD, or optical disc.
  • the recording device 5053 may be connected to a network within the hospital and may be accessible from equipment outside the operating room. Further, the recording device 5053 may have an image down-conversion function or an image up-conversion function.
  • the display device 5041 is a device capable of displaying images, and is, for example, a display monitor.
  • the display device 5041 displays a display image based on the pixel signal acquired from the CCU 5039.
  • the display device 5041 may also function as an input device that enables line-of-sight recognition, voice recognition, and instruction input using gestures by being equipped with a camera and a microphone.
  • the output device 5055 is a device that outputs the information acquired from the CCU 5039, and is, for example, a printer.
  • the output device 5055 prints a print image based on the pixel signal acquired from the CCU 5039 on paper, for example.
  • the support device 5027 is a multi-joint arm that includes a base portion 5029 having an arm control device 5045, an arm portion 5031 extending from the base portion 5029, and a holding portion 5032 attached to the tip of the arm portion 5031.
  • the arm control device 5045 is configured by a processor such as a CPU, and controls the drive of the arm portion 5031 by operating according to a predetermined program.
  • the support device 5027 controls the endoscope 5001 held by the holding portion 5032 by controlling parameters such as the length of each link 5035 configuring the arm portion 5031 and the rotation angle and torque of each joint 5033 using an arm control device 5045.
  • the support device 5027 functions as an endoscope support arm that supports the endoscope 5001 during surgery. Thereby, the support device 5027 can take the place of a scopist who is an assistant holding the endoscope 5001. Furthermore, the support device 5027 may be a device that supports a microscope device 5301, which will be described later, and can also be referred to as a medical support arm. Note that the support device 5027 may be controlled by an autonomous control method by the arm control device 5045, or by a control method controlled by the arm control device 5045 based on user input.
  • control method is a master-slave method in which the support device 5027 as a slave device (replica device), which is a patient cart, is controlled based on the movement of a master device (primary device), which is an operator console at the user's hand. But that's fine. Further, the support device 5027 may be remotely controlled from outside the operating room.
  • slave device replica device
  • primary device which is an operator console at the user's hand. But that's fine.
  • the support device 5027 may be remotely controlled from outside the operating room.
  • an example of the endoscope system 5000 to which the technology according to the present disclosure can be applied has been described above.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to a microscope system.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a microsurgical system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the same components as those of the endoscope system 5000 are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
  • FIG. 18 schematically shows a surgeon 5067 performing surgery on a patient 5071 on a patient bed 5069 using a microsurgical system 5300.
  • a microscope device 5301 that replaces the endoscope 5001 is illustrated in a simplified manner.
  • the microscope device 5301 in this description may refer to the microscope section 5303 provided at the tip of the link 5035, or may refer to the entire configuration including the microscope section 5303 and the support device 5027.
  • an image of the surgical site taken by a microscope device 5301 using a microsurgery system 5300 is enlarged and displayed on a display device 5041 installed in the operating room.
  • the display device 5041 is installed at a position facing the surgeon 5067, and the surgeon 5067 can perform operations such as resection of the affected area while observing the state of the surgical site using the image displayed on the display device 5041.
  • Various measures are taken against.
  • Microsurgical systems are used, for example, in ophthalmic surgery and brain surgery.
  • the support device 5027 may support another observation device or another surgical tool instead of the endoscope 5001 or the microscope section 5303 at its tip.
  • the other observation device for example, forceps, a forceps, a pneumoperitoneum tube for pneumoperitoneum, or an energy treatment tool for incising tissue or sealing blood vessels by cauterization may be applied.
  • the imaging device 1 can be suitably applied to the endoscope 5001 and the microscope device 5301 among the above configurations.
  • the observation target S is the surgical site.
  • the light source 2 may constitute a light source device 5043.
  • the optical diagnostic assembly 3 may constitute a part of an endoscope 5001 or a microscope device 5301.
  • the imaging lens 4, optical element 5, prism 6, visible light imaging device 7, bandpass filter 8, fluorescence imaging device 9, etc. can function as an imaging section. By using the imaging device 1, visible special light can be clearly imaged.
  • the imaging device 1 captures visible light VL (for example, normal visible light VL1 and visible special light VL2) included in light L from an observation target S. ) and the special light FL, a visible light image sensor 7 that images the visible light VL separated by the prism 6, and a special light image sensor 9 that images the special light FL separated by the prism 6. and.
  • visible light VL for example, normal visible light VL1 and visible special light VL2
  • the special light FL included in light L from an observation target S.
  • a visible light image sensor 7 that images the visible light VL separated by the prism 6
  • a special light image sensor 9 that images the special light FL separated by the prism 6.
  • the ratio of the spectral transmittance T VIS2 of the visible light VL to the special light image sensor 9 to the spectral transmittance T VIS1 of the visible light VL to the visible light image sensor 7 in the prism 6 (T VIS2 /T VIS1 ) is 0.25. or more and 4 or less, and the spectral transmittance T NIR of the special light FL to the special light image sensor 9 in the prism 6 is greater than 90%.
  • visible light VL includes normal visible light VL1 and visible special light VL2, and these lights are Even when observing both, visible special light VL2 can be clearly imaged.
  • the imaging device 1 may include a depolarization plate (optical element 5) provided between the observation target S and the prism 6. This suppresses fluctuations in the amount of output light caused by the polarization dependence of the spectral transmittance of the prism 6, and enables imaging of visible light VL and special light FL with stable exposure.
  • a depolarization plate optical element 5
  • the imaging device 1 includes a bandpass filter 8 that is provided between the prism 6 and the special light image sensor 9, and that passes visible special light VL2 and special light FL.
  • the special light imaging device 9 may also image the visible special light VL2. By capturing an image of the visible special light VL2 not only with the visible light image sensor 7 but also with the special light image sensor 9, the visible special light VL2 can be received with high sensitivity and clearly imaged.
  • the ratio of the pixel interval P2 of the special light image sensor 9 to the pixel interval P1 of the visible light image sensor 7 may be greater than or equal to 1 and less than 5 (1 ⁇ (P2/P1) ⁇ 5).
  • the ratio (D2/ D1) may be greater than 0.7 and less than 1.4.
  • the special light FL can be received with high sensitivity and imaged clearly.
  • the light L after passing through the imaging lens 4 is incident on the prism 6, and the visible light VL and special light from the time it is incident on the prism 6 until it is imaged.
  • the optical path lengths of the FLs are different from each other, the visible light image sensor 7 is directly or indirectly fixed to the prism 6 so as to be located at the imaging position of the visible light VL, and the special light image sensor 9 is , may be fixed directly or indirectly to the prism 6 so as to be located at the imaging position of the special light FL.
  • the special light image sensor 9 can also be focused, making it easy to capture high-resolution images of the visible light VL and clear images of the special light FL. can.
  • the imaging device 1 includes a bandpass filter 8 that is provided between the prism 6 and the special light image sensor 9 and that transmits the visible special light VL2 and the special light FL.
  • the bandpass filter 8 is designed according to the optical path length difference between the visible light VL and the special light Fl so as to position the special light imaging device 9 at the imaging position of the special light FL. It may have a length in the optical axis direction.
  • the prism 6 positions the visible light image sensor 7 at the image formation position of the visible light VL, and positions the special light image sensor 9 at the image formation position of the special light FL.
  • the length in the optical axis direction may be designed according to the difference in optical path length between the optical path lengths.
  • the imaging device 1 includes a gap G located between the prism 6 and at least one of the visible light image sensor 7 and the special light image sensor 9, and the gap G allows the visible light image sensor 7 to emit visible light VL.
  • An optical axis designed according to the optical path length difference between the optical path lengths of the visible light VL and the special light FL so as to position the special light image sensor 9 at the imaging position of the special light FL. It may have a direction length.
  • the visible light image sensor 7 and the special light image sensor 9 can be positioned in this manner.
  • the imaging device 1 includes a light source 2 that irradiates the observation target S with white light WL and excitation light EL1 at different timings, and an imaging signal from the visible light imaging device 7.
  • the normal visible light VL1 includes light reflected by the observation target S from the white light WL from the light source 2, and the visible special light VL2 includes irradiation of the excitation light EL1 from the light source 2.
  • the signal processing unit 113 processes the imaging signal when the observation object S is irradiated with the white light WL as a normal visible light image signal, and the excitation light EL1
  • the imaging signal when the observation target S is irradiated may be processed as a visible special light image signal. For example, in this manner, the normal visible light VL1 incident on the visible light image sensor 7 and the visible special light VL2 incident on the special light image sensor 9 can be imaged in a time-division manner.
  • the imaging device 1 described with reference to FIGS. 13 to 15 and the like is also one of the techniques disclosed.
  • the imaging device 1 includes a prism 6 that separates visible light (for example, including normal visible light VL1 and visible special light VL2) and special light FL contained in light L from an observation target S, and a prism 6 that separates the visible light separated by the prism 6.
  • a special optical image sensor 12 is provided.
  • the ratio of the spectral transmittance T VIS2 of visible light to the visible special light image sensor 12 to the spectral transmittance T VIS1 of visible light VL to the visible light image sensor 7 in the prism 6 is greater than 0.2 and less than 5.
  • the spectral transmittance of the special light FL to the special light image sensor 9 in the prism 6 is greater than 90%.
  • the imaging device 1 includes a depolarization plate (optical element 5) provided between the observation target S and the prism 6, 12, and may include a bandpass filter 81 that passes visible special light VL2. It is possible to image the visible light VL and the special light FL with stable exposure, and it is also possible to clearly image the visible special light VL2.
  • the ratio (P5/P3) of the pixel interval P5 of the special light image sensor 9 to P3 may be 1 or more and less than 5.
  • the ratio of the effective pixel area diagonal length D5 of the special light image sensor 9 to the effective pixel area diagonal length D3 of the visible light image sensor 7 may be greater than 0.7 and less than 1.4.
  • the light L after passing through the imaging lens 4 is incident on the prism 6, and the normal visible light VL1, the visible The optical path lengths of the special light VL2 and the special light FL are different from each other, and the visible light imaging device 7 is fixed directly or indirectly to the prism 6 so as to be located at the imaging position of the visible light VL,
  • the special light image sensor 9 is directly or indirectly fixed to the prism 6 so as to be located at the image formation position of the special light FL, and the visible special light image sensor 12 is positioned at the image formation position of the visible special light VL2. It may be fixed directly or indirectly to the prism 6 so as to be in position.
  • the special light image sensor 9 and the visible special light image sensor 12 can also be focused, allowing for high-resolution imaging of normal visible light VL1 and special light FL. And clear imaging of the visible special light VL2 can be easily performed.
  • the imaging device 1 includes a bandpass filter 81 (first bandpass filter) that is provided between the prism 6 and the special light imaging element 9 and that passes the special light FL. and a bandpass filter 82 (second bandpass filter) that is provided between the prism 6 and the visible special light image sensor 12 and allows the visible special light VL2 to pass. It has a length in the optical axis direction designed according to the optical path length difference between the optical path lengths of the visible light VL and the special light FL so as to position the image sensor 9 at the imaging position of the special light FL.
  • the filter 82 has an optical axis designed according to the optical path length difference between the respective optical path lengths of the visible light VL and the visible special light VL2 so as to position the visible special light image sensor 12 at the imaging position of the visible special light VL2. It may have a direction length.
  • the prism 6 positions the visible light image sensor 7 at the image formation position of the visible light VL, positions the special light image sensor 9 at the image formation position of the special light FL, and positions the visible light image sensor 12 at the image formation position of the visible light VL2.
  • the optical axis direction length may be designed according to the optical path length difference between the optical path lengths of the normal visible light VL1, the special light FL, and the visible special light VL2, so as to position the light at the imaging position.
  • the imaging device 1 includes a gap G located between a prism 6 and at least one of a visible light image sensor 7, a special light image sensor 9, and a visible special light image sensor 12.
  • the element 7 is positioned at the imaging position of the visible light VL
  • the special light imaging element 9 is positioned at the imaging position of the special light FL
  • the visible special light imaging element 12 is positioned at the imaging position of the visible special light VL2.
  • the optical axis direction length may be designed according to the optical path length difference between the optical path lengths of the normal visible light VL1, the special light FL, and the visible special light VL2.
  • the visible light image sensor 7, the special light image sensor 9, and the visible special light image sensor 12 can be positioned in this manner.
  • the medical observation system (eg, endoscope system 5000, microsurgery system 5300, etc.) described with reference to FIGS. 16 to 18 is also one of the disclosed technologies.
  • the medical observation system includes an imaging device 1 that images the surgical site.
  • the imaging device 1 is as described above.
  • visible light VL includes normal visible light VL1 and visible special light VL2, and even when observing both of these lights, visible special light VL2 can be clearly imaged.
  • the present technology can also have the following configuration.
  • a prism that separates visible light and special light contained in light from an observation target; a visible light imaging element that images the visible light separated by the prism; a special light imaging device that images the special light separated by the prism; Equipped with The ratio of the spectral transmittance of the visible light to the special light image sensor to the spectral transmittance of the visible light to the visible light image sensor in the prism is 0.25 or more and 4 or less, The spectral transmittance of the special light to the special light image sensor in the prism is greater than 90%.
  • Imaging device. comprising a depolarizing plate provided between the observation target and the prism; The imaging device according to (1).
  • the visible light includes normal visible light and visible special light.
  • the imaging device according to (1) or (2).
  • a bandpass filter is provided between the prism and the special light imaging device and allows the visible special light and the special light to pass through, The special light imaging device also images the visible special light.
  • the imaging device according to (3).
  • the ratio of the pixel interval of the special light image sensor to the pixel interval of the visible light image sensor is 1 or more and less than 5,
  • the imaging device according to any one of (1) to (4).
  • the imaging device according to any one of (1) to (5).
  • the visible light imaging device is directly or indirectly fixed to the prism so as to be located at the visible light imaging position
  • the special light imaging device is fixed directly or indirectly to the prism so as to be located at the imaging position of the special light.
  • the imaging device according to any one of (1) to (6).
  • the visible light includes normal visible light and visible special light
  • the imaging device includes a bandpass filter that is provided between the prism and the special light imaging element and transmits the visible special light and the special light
  • the bandpass filter has an optical axis designed according to the optical path length difference between the optical path lengths of the visible light and the special light so as to position the special light imaging device at the imaging position of the special light. having a directional length;
  • the imaging device according to (7).
  • the prism is configured to control the visible light and the special light such that the visible light imaging device is positioned at the visible light imaging position, and the special light imaging device is positioned at the special light imaging position.
  • the imaging device having a length in the optical axis direction designed according to the optical path length difference between the optical path lengths,
  • a light source that irradiates the observation target with white light and excitation light at different timings; a signal processing unit that processes an imaging signal from the visible light imaging device; Equipped with The visible light includes normal visible light and visible special light,
  • the normal visible light includes light that is the white light from the light source reflected by the observation target,
  • the visible special light includes light emitted by the observation target excited by irradiation of the excitation light from the light source,
  • the signal processing unit processes the imaging signal when the observation target is irradiated with the white light as a normal visible light image signal, and processes the imaging signal when the observation target is irradiated with the excitation light. is processed as a visible special light image signal,
  • the imaging device according to any one of (1) to (10).
  • a prism that separates visible light and special light contained in light from an observation target; a visible light imaging element that images the visible light separated by the prism; a special light imaging device that images the special light separated by the prism; a visible special light imaging element that images visible special light included in the visible light separated by the prism; Equipped with The ratio of the spectral transmittance of the visible light to the visible special light image sensor to the spectral transmittance of the visible light to the visible light image sensor in the prism is greater than 0.2 and less than 5, The spectral transmittance of the special light to the special light image sensor in the prism is greater than 90%. Imaging device.
  • a depolarization plate provided between the observation target and the prism; as well as, At least one of a bandpass filter is provided between the prism and the visible special light imaging device and allows the visible special light to pass through.
  • the ratio of the pixel interval of the visible special light image sensor to the pixel interval of the visible light image sensor, and the ratio of the pixel interval of the special light image sensor to the pixel interval of the visible light image sensor are both 1 or more and 5. is less than The imaging device according to (12) or (13).
  • the ratio of the effective pixel area diagonal length is both greater than 0.7 and less than 1.4.
  • the visible light includes normal visible light and the visible special light
  • the light after passing through the imaging lens is incident on the prism
  • the optical path lengths of the normal visible light, the special light, and the visible special light from entering the prism to forming an image are different from each other
  • the visible light imaging device is directly or indirectly fixed to the prism so as to be located at the visible light imaging position
  • the special light imaging device is fixed directly or indirectly to the prism so as to be located at the imaging position of the special light
  • the visible special light imaging device is directly or indirectly fixed to the prism so as to be located at an imaging position of the visible special light.
  • the imaging device according to any one of (12) to (15).
  • a first bandpass filter that is provided between the prism and the special light image sensor and allows the special light to pass
  • a second bandpass filter that is provided between the prism and the visible special light imaging device and allows the visible special light to pass
  • the first bandpass filter is designed according to the optical path length difference between the optical path lengths of the visible light and the special light so as to position the special light imaging device at an imaging position of the special light. has a length in the optical axis direction
  • the second bandpass filter is configured to position the visible special light imaging device at an imaging position of the visible special light according to the optical path length difference between the respective optical path lengths of the visible light and the visible special light. has a length in the optical axis direction designed to The imaging device according to (16).
  • the prism positions the visible special light imaging device at the visible special light imaging position so as to position the visible light imaging device at the visible light imaging position, and position the special light imaging device at the special light imaging position. positioned at a light imaging position, and having a length in the optical axis direction designed according to the optical path length difference between the optical path lengths of the normal visible light, the special light, and the visible special light.
  • the imaging device comprising a gap located between the prism and at least one of the visible light image sensor, the special light image sensor, and the visible special light image sensor,
  • the void portion positions the visible light image sensor at the image formation position of the visible light, positions the special light image sensor at the image formation position of the special light, and positions the visible special light image sensor at the image formation position of the visible light.
  • the imaging device includes: a prism that separates visible light and special light contained in the light from the surgical site; a visible light imaging device that images the visible light separated by the prism; a special light imaging device that images the special light separated by the prism; including;
  • the ratio of the spectral transmittance of the visible light to the special light image sensor to the spectral transmittance of the visible light to the visible light image sensor in the prism is 0.25 or more and 4 or less, The spectral transmittance of the special light from the prism to the special light imaging device is greater than 90%.
  • Medical observation system is 0.25 or more and 4 or less.
  • Imaging device 2 Light source 21
  • White light source 22 Visible light excitation light source 23
  • Optical diagnosis assembly 4 Imaging lens 4a Incident surface 4b Output surface 5
  • Optical element (depolarization plate, excitation light cut filter) 5a injection surface 5B surface 5B surface 6 prism 6a surface 6b1 surface 6B2 122 glosses 6B11 shooting surface 6B11 surface 61 block 62 block 621 block 622 block 65 dikroic film 66 Direscloic film 7 visible light image element 7A A1 pixel area 7a2 Effective pixel area 8 Bandpass filter 8a Incident surface 8b Output surface 81 Bandpass filter 82 Bandpass filter 9 Special optical image sensor 9a Light receiving surface 9p Pixel 9a1 Pixel area 9a2 Effective pixel area 10 Holding member 101 Substrate 102 Holding rod 102a One end 102b Other end 11 Processing unit 111 Light source control section 112 Imaging control section 113 Signal processing section 5000 Endoscope system (medical observation system) 5

Abstract

撮像装置は、観察対象からの光に含まれる可視光及び特殊光を分離するプリズムと、プリズムによって分離された可視光を撮像する可視光撮像素子と、プリズムによって分離された特殊光を撮像する特殊光撮像素子と、を備え、プリズムにおける可視光撮像素子への可視光の分光透過率に対する特殊光撮像素子への可視光の分光透過率の比率は、０．２５以上且つ４以下であり、プリズムにおける特殊光撮像素子への特殊光の分光透過率は、９０％よりも大きい。

Description

撮像装置及び医療用観察システム
　本開示は、撮像装置及び医療用観察システムに関する。
　例えば特許文献１は、観察対象からの可視光及び特殊光を分離して別々の撮像素子で撮像する技術を開示する。
特開２０１７－５３８９０号公報
　観察対象からの光には、可視光波長帯域外の特殊光だけでなく、可視光帯域に属する可視特殊光が含まれることがある。特殊光でない通常の可視光（通常可視光）及び可視特殊光を同じ可視光撮像素子で撮像すると、可視特殊光が通常可視光よりも微弱である等の理由から、可視特殊光を明瞭に撮像することが難しくなる。
　本開示の一側面は、通常可視光及び可視特殊光の両方を観察する場合でも、可視特殊光を明瞭に撮像できるようにする。
　本開示の一側面に係る撮像装置は、観察対象からの光に含まれる可視光及び特殊光を分離するプリズムと、プリズムによって分離された可視光を撮像する可視光撮像素子と、プリズムによって分離された特殊光を撮像する特殊光撮像素子と、を備え、プリズムにおける可視光撮像素子への可視光の分光透過率に対する特殊光撮像素子への可視光の分光透過率の比率は、０．２５以上且つ４以下であり、プリズムにおける特殊光撮像素子への特殊光の分光透過率は、９０％よりも大きい。
　本開示の一側面に係る撮像装置は、観察対象からの光に含まれる可視光及び特殊光を分離するプリズムと、プリズムによって分離された可視光を撮像する可視光撮像素子と、プリズムによって分離された特殊光を撮像する特殊光撮像素子と、プリズムによって分離された可視光に含まれる可視特殊光を撮像する可視特殊光撮像素子と、を備え、プリズムにおける可視光撮像素子への可視光の分光透過率に対する可視特殊光撮像素子への可視光の分光透過率の比率は、０．２よりも大きく且つ５未満であり、プリズムにおける特殊光撮像素子への特殊光の分光透過率は、９０％よりも大きい。
　本開示の一側面に係る医療用観察システムは、術部を撮像する撮像装置を備え、撮像装置は、術部からの光に含まれる可視光及び特殊光を分離するプリズムと、プリズムによって分離された可視光を撮像する可視光撮像素子と、プリズムによって分離された特殊光を撮像する特殊光撮像素子と、を含み、プリズムにおける可視光撮像素子への可視光の分光透過率に対する特殊光撮像素子への可視光の分光透過率の比率は、０．２５以上且つ４以下であり、プリズムから特殊光撮像素子への特殊光の分光透過率は、９０％よりも大きい。
第１実施形態に係る撮像装置の概略構成の例を示す図である。 ダイクロイック膜６５の特性の例を示す図である。 プリズムの分光透過率の例を示す図である。 プリズムの特殊光撮像素子９への分光透過率の例を示す図である。 可視光撮像素子の概略構成の例を示す図である。 可視光撮像素子の画素間隔の例を示す図である。 可視光撮像素子の画素間隔の例を示す図である。 バンドパスフィルタの特性の例を示す図である。 特殊光撮像素子の概略構成の例を示す図である。 特殊光撮像素子の画素間隔の例を示す図である。 特殊光撮像素子の画素間隔の例を示す図である。 保持部材の例を示す図である。 第２実施形態に係る撮像装置の概略構成の例を示す図である。 ダイクロイック膜６６の特性の例を示す図である。 プリズムの分光透過率の例を示す図である。 内視鏡システムの概略的な構成の一例を示す図である。 図１６に示すカメラ及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。 顕微鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
　以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の要素には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
　以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
　　０．序
　　１．第１実施形態
　　２．第２実施形態
　　３．変形例
　　４．応用例
　　５．効果の例
０．序
　例えば医療用内視鏡等では、可視光及び特殊光（例えば近赤外特殊光）を分離してそれぞれに対応する撮像素子に受光させて撮像させるために、波長分離プリズムが用いられる（２板プリズム構成）。各光を分離するために、プリズムのブロック（ガラス）どうしの接合面に設けられたダイクロイック膜が用いられる。従来は、可視光及び特殊光のうちの一方の光を１００％反射し、他方の光を１００％透過させるダイクロイック膜が用いられていた。すなわち、例えば可視光及び特殊光それぞれの分光特性（反射及び透過の関係）が１０：０及び０：１０である。
　観察対象からの光に、可視光帯域に属する可視特殊光が含まれることがある。可視特殊光でない通常の可視光を、通常可視光と称する。上述の２板プリズム構成では、通常可視光及び可視特殊光が同じ可視光撮像素子で撮像され、特殊光が特殊光撮像素子で撮像される。特殊光は例えばモノクロＨＤ撮像素子等によって高感度で撮像できるが、可視特殊光は、ＲＧＢベイヤー撮像素子によって通常光と時分割で撮像されるので、受光感度が低くなり、応答性も劣化する。
　上述のような課題の少なくとも一部が、開示される技術によって対処され得る。例えば、プリズムのダイクロイック膜による可視光の分光特性は、１０：０ではなく、５：５（６：４、７：３、８：２等でもよい）に設計される。特殊光の分光特性は、０：１０に設計されてよい。撮像素子の配置によっては、反射及び透過の関係が入れ替わってもよい。可視特殊光は、例えば薬剤の蛍光であってよく、その場合の可視光帯域は、薬剤の蛍光波長帯域だけであってもよい。薬剤の蛍光波長帯域の一例は、約５００ｎｍ～５５０ｎｍである。可視光及び特殊光をプリズムで波長分離し、波長帯域感度（カラー又は単色）、セルサイズ及び撮像サイズ等が異なる複数の撮像素子で同時に受光してよい。特殊光は、例えば可視光よりも弱い近赤外光であり、そのような光を明瞭に撮像できる。プリズムの前段側に偏光解消板を配置し、撮像対象（被写体）からの光の偏光依存性がキャンセルされてよい。撮像装置は、硬性鏡、顕微鏡等と組み合わせて用いられてよい。
１．第１実施形態
　図１は、第１実施形態に係る撮像装置の概略構成の例を示す図である。撮像装置１は、観察対象Ｓ（被写体）を撮像する。図１には、側面視したときの観察対象Ｓ及び撮像装置１の各要素が模式的に示される。撮像装置１は、観察対象Ｓからの光を撮像する。なお、「撮像」は「撮影」を含む意味に解されてよく、「画像」は「映像」を含む意味に解されてよい。矛盾の無い範囲において、撮像及び画像は、撮影及び映像に適宜読み替えられてよい。
　観察対象Ｓの観察は、可視光観察及び特殊光観察を含み、従って、撮像装置１による観察対象Ｓの撮像は、可視光の撮像及び特殊光の撮像を含む。とくに説明がある場合を除き、単に特殊光という場合は、可視光波長帯域とは異なる波長帯域に属する光（例えば赤外光、近赤外光等）を指し示すものとする。本実施形態では、特殊光とは別に、可視光波長帯域に属する可視特殊光も存在する。観察対象Ｓの観察は、可視特殊光の観察も含む。
　撮像装置１は、光源２と、光診断組立体３と、結像レンズ４と、光学素子５と、プリズム６と、可視光撮像素子７と、バンドパスフィルタ８と、特殊光撮像素子９と、処理ユニット１１とを含む。また、いくつかの光が白抜き矢印で模式的に図示される。
　光源２は、光ＳＬを出力する。光ＳＬは、白色光ＷＬと、励起光ＥＬ１と、励起光ＥＬ２とを含む。励起光ＥＬ１は、可視光励起光であり、レーザ光であってよい。励起光ＥＬ２は、不可視光励起光である。励起光ＥＬ２は、例えば近赤外光であり、その場合の励起光ＥＬ２は、波長が約７８０±３０ｎｍのレーザ光であってよい。図１に示される例では、光源２は、白色光光源２１と、可視光励起光光源２２と、不可視光励起光光源２３とを含む。白色光光源２１は、白色光ＷＬを出力する。白色光光源２１は、白色光を発するＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）を含んで構成されてもよいし、赤色光を発する発光ＬＥＤ、緑色光を発するＬＥＤ及び青色光を発するＬＥＤ（ＲＧＢ－ＬＥＤ）を含んで構成されてもよい。あるいは、白色光光源２１は、ハロゲンランプ等を含んで構成されてもよい。可視光励起光光源２２は、励起光ＥＬ１を出力する。不可視光励起光光源２３は、励起光ＥＬ２を出力する。
　光診断組立体３は、光源２からの光ＳＬ、すなわち白色光光源２１からの白色光ＷＬ、可視光励起光光源２２からの励起光ＥＬ１及び不可視光励起光光源２３からの励起光ＥＬ２を観察対象Ｓに導く。光診断組立体３は、例えば、腹腔鏡、硬性内視鏡、軟性内視鏡、カメラ又は手術顕微鏡等を備える撮像システム（医療用観察システム）の一部を構成し得る。光診断組立体３は、例えば光伝達させるための光学系等、それらを収容する筐体等を含んで構成されてよい。光源２からの光ＳＬは、光診断組立体３を介して、観察対象Ｓに照射される。
　観察対象Ｓは、光ＳＬに含まれる白色光ＷＬが照射されることにより、照明される。また、観察対象Ｓには、光ＳＬに含まれる励起光ＥＬ１及び励起光ＥＬ２が照射されることによって励起される薬剤が注入等されている。これらの照明及び励起に起因して、観察対象Ｓでは、可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬを含む光Ｌが発生する。可視光ＶＬは、通常可視光ＶＬ１と、可視特殊光ＶＬ２とを含む。通常可視光ＶＬ１は、白色光ＷＬが照射された観察対象Ｓで反射した光を含む。可視特殊光ＶＬ２は、観察対象Ｓに注入され励起光ＥＬ１によって励起された薬剤が発する光（例えば蛍光）を含む。特殊光ＦＬは、励起光ＥＬ２によって励起された薬剤が発する光（例えば蛍光）を含む。例えば、可視特殊光ＶＬ２を発する薬剤と特殊光ＦＬを発する薬剤の２種類の薬剤が、観察対象Ｓに注入されている。
　光診断組立体３は、観察対象Ｓからの光Ｌ、すなわち可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬをプリズム６、より具体的にこの例ではプリズム６よりも前段側（観察対象Ｓ側）に設けられた結像レンズ４に導く。観察対象Ｓからの光Ｌは、光診断組立体３を介して、結像レンズ４に入射する。
　結像レンズ４は、観察対象Ｓとプリズム６との間、より具体的にこの例では光診断組立体３と光学素子５との間に設けられる。結像レンズ４は、例えば１つ以上の集光レンズ等を含んで構成される。結像レンズ４において、観察対象Ｓからの光Ｌの入射面を、入射面４ａと称し図示する。光Ｌの出射面を、出射面４ｂと称し図示する。結像レンズ４の出射面４ｂからの光Ｌは、光学素子５に入射する。
　光学素子５は、観察対象Ｓとプリズム６との間、より具体的にこの例では結像レンズ４とプリズム６との間に設けられる。光学素子５において、光Ｌが入射する面を、入射面５ａと称し図示する。光Ｌが出射される面を、出射面５ｂと称し図示する。出射面５ｂからの光Ｌは、プリズム６に入射する。入射面５ａ及び出射面５ｂは、光軸に対して垂直な面であってよい。
　光学素子５の一例は、偏光解消板である。光Ｌが特定の偏光光を含む偏光光である場合には、光学素子５は、その偏光を解消する。例えば、さまざまな偏光が混在した非偏光状態の光（無偏光光）が作り出される。偏光光の一例は、Ｐ偏光光やＳ偏光光を含む偏光光である。光学素子５は、光Ｌのそれらの偏光を解消し、無偏光光にしてからプリズム６に入射させる。
　光学素子５の別の例は、励起光カットフィルタである。光Ｌに励起光ＥＬ１や励起光ＥＬ２が含まれている場合には、光学素子５は、それらの励起光ＥＬ１及び励起光ＥＬ２を反射又は減衰させ、他の光を通過させる。なお、矛盾の無い範囲において、「透過」は「通過」の意味に解されてよく、それらは適宜読み替えられてよい。
　上述の偏光解消板及び励起光カットフィルタの両方が光学素子５に含まれてもよい。
　プリズム６は、観察対象Ｓからの光Ｌ、より具体的にこの例では結像レンズ４及び光学素子５を透過した後の光Ｌに含まれる可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬを分離して出力する。プリズム６は、ブロック６１と、ブロック６２と、ダイクロイック膜６５とを含む。プリズム６において、光Ｌが入射する面を、入射面６ａと称し図示する。可視光ＶＬが出射される面を、出射面６ｂ１と称し図示する。特殊光ＦＬが出射される面を、出射面６ｂ２と称し図示する。出射面６ｂ１は、ブロック６１の表面の一部である。出射面６ｂ２は、ブロック６２の表面の一部である。
　ダイクロイック膜６５は、プリズム６の入射面６ａからの光Ｌが入射するように、ブロック６１とブロック６２との間に設けられる。この例では、ダイクロイック膜６５は、ブロック６１に成膜（形成）される。ダイクロイック膜６５は、可視光ＶＬの一部を反射し、可視光ＶＬの残部及び特殊光ＦＬを透過させる。図２も参照して説明する。
　図２は、ダイクロイック膜６５の特性の例を示す図である。グラフの横軸は波長を示す。グラフの縦軸は、透過率及び反射率（％）を示す。可視光ＶＬの波長帯域における透過率及び反射率は、０％及び１００％から離れた値になっている。この例では、可視光ＶＬの波長帯域での反射率及び透過率は、いずれも５０％又はこれに近い値になっている。特殊光ＦＬの波長帯域での透過率は、１００％又はこれに近い値になっている。ダイクロイック膜６５は、後述のプリズム６の分光透過率特性を与えるように設計される。
　図１に戻り、プリズム６のブロック６１は、可視光ＶＬを可視光撮像素子７に導くプリズムブロック（第１のブロック）である。ブロック６１は、ダイクロイック膜６５で反射した光を、出射面６ｂ１から出射する。ブロック６２は、可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬを特殊光撮像素子９に導くプリズムブロック（第２のブロック）である。ブロック６２は、ダイクロイック膜６５を透過した光を、出射面６ｂ２から出射する。
　プリズム６における可視光撮像素子７への可視光ＶＬの分光透過率を、分光透過率ＴＶＩＳ１と称する。プリズム６における特殊光撮像素子９への可視光ＶＬの分光透過率を、分光透過率ＴＶＩＳ２と称する。プリズム６から特殊光撮像素子９への分光透過率を、分光透過率ＴＮＩＲと称する。図３も参照して説明する。
　図３は、プリズムの分光透過率の例を示す図である。グラフの横軸は波長を示す。グラフの縦軸は、分光透過率（％）を示す。可視光ＶＬの波長帯域における可視光撮像素子７への分光透過率が、分光透過率ＴＶＩＳ１である。可視光ＶＬの波長帯域における特殊光撮像素子９への分光透過率が、分光透過率ＴＶＩＳ２である。特殊光ＦＬの波長帯域における特殊光撮像素子９への分光透過率が、分光透過率ＴＮＩＲである。分光透過率ＴＶＩＳ１及び分光透過率ＴＶＩＳ２は、０％及び１００％から離れた値になっている。分光透過率ＴＮＩＲは、１００％又はこれに近い値であってよい。分光透過率ＴＶＩＳ１、分光透過率ＴＶＩＳ２及び分光透過率ＴＮＩＲのより具体的な設計については後に改めて説明する。
　なお、プリズム６の分光透過率は、偏光に依存し得る。図４を参照して説明する。
　図４は、プリズムの特殊光撮像素子９への分光透過率の例を示す図である。無偏光光の分光透過率、Ｐ偏光光の分光変更透過率、及びＳ偏光光それぞれの分光透過率が例示される。Ｐ偏光光とＳ偏光光とでは、分光透過率が異なる。プリズム６に入射する光ＬがＰ偏光光及びＳ偏光光を含んでいると、プリズム６が分離して出力する可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬの光量が変動する。先に説明したように偏光解消板を含む光学素子５をプリズム６の前段側（観察対象Ｓ側）に設けることで、プリズム６に入射する光Ｌを無偏光光にすることができる。これにより、上述の光量変動を抑制し、安定した露出での可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬの撮像が可能になる。
　図１に戻り、プリズム６の出射面６ｂ１から出射される通常可視光ＶＬ１は、入射面６ａに入射した通常可視光ＶＬ１の光量に分光透過率ＴＶＩＳ１を乗じた光量を有する（ＴＶＩＳ１ＶＬ１）。同様に出射される可視特殊光ＶＬ２は、入射面６ａに入射した可視特殊光ＶＬ２の光量に分光透過率ＴＶＩＳ１を乗じた光量を有する（ＴＶＩＳ１ＶＬ２）。
　プリズム６の出射面６ｂ２から出射される通常可視光ＶＬ１は、入射面６ａに入射した可視特殊光ＶＬ２の光量に分光透過率ＴＶＩＳ２を乗じた光量を有する（ＴＶＩＳ２ＶＬ１）。同様に出射される可視特殊光ＶＬ２は、入射面６ａに入射した可視特殊光ＶＬ２の光量に分光透過率ＴＶＩＳ２を乗じた光量を有する（ＴＶＩＳ２ＶＬ２）。同様に出射される特殊光ＦＬは、入射面６ａに入射した特殊光ＦＬの光量に分光透過率ＴＮＩＲを乗じた光量を有する（ＴＮＩＲＦＬ）。
　プリズム６の出射面６ｂ１から出射された可視光ＶＬ（通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２）が結像し、可視光撮像素子７で撮像される。可視光撮像素子７は、可視光ＶＬの結像位置に位置するように、プリズム６に対して直接的に又は間接的に固定される。
　可視光撮像素子７は、プリズム６からの可視光ＶＬを撮像する。可視光撮像素子７は、受光面７ａを含む。可視光撮像素子７は、受光面７ａがプリズム６の出射面６ｂ１と対向するように設けられる。この例では、可視光撮像素子７は、プリズム６のブロック６１の出射面６ｂ１上に設けられる（接着等される）。可視光撮像素子７は、例えば可視光ＶＬ（通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２）を撮像するように設計されたＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）イメージセンサである。通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２は、時分割撮像されてよく、その詳細は後述する。
　第１実施形態において、可視光撮像素子７の画素間隔（画素ピッチ）を、画素間隔Ｐ１と称する。可視光撮像素子７の実効画素エリア対角長を、実効画素エリア対角長Ｄ１と称する。図５～図７を参照してさらに説明する。
　図５は、可視光撮像素子の概略構成の例を示す図である。正面視したときの可視光撮像素子７が模式的に示される。可視光撮像素子７は、複数の画素７ｐを含む。各画素７ｐは、可視光を効率的に受光するように設計されている。例えば、複数の画素７ｐは、青色光を受光する画素、赤色光を受光する画素、及び緑色光を受光する画素を含む。各画素７ｐは、対応する色の光を透過させるフィルタ、そのフィルタを透過した後の光を受光し、受光光量に応じた電荷を発生する光電変換素子、及び、その光電変換素子による受光を制御したり電荷に応じた電気信号を取り出したりするトランジスタ等（画素回路等）を含む。画素配列の一例は、ベイヤー配列であるが、これに限らず種々の公知の画素配列が採用されてよい。
　可視光撮像素子７は、画素エリア７ａ１と、実効画素エリア７ａ２とを含む。実効画素エリア７ａ２は、画素エリア７ａ１の内側の領域であり、画素エリア７ａ１よりも狭い。複数の画素７ｐは、受光面７ａを規定するように、画素エリア７ａ１全体にわたって、アレイ状に配置される。それらの画素７ｐのうち、実効画素エリア７ａ２に配置された画素７ｐが、実際に撮像に用いられる実効画素である。実効画素エリア７ａ２の対角長が、実効画素エリア対角長Ｄ１である。実効画素エリア対角長Ｄ１が大きくなるにつれて、実効画素エリア７ａ２も大きくなる。この意味において、実効画素エリア対角長Ｄ１は、実効画素エリア７ａ２に適宜読み替えられてよく、また、可視光撮像素子７のサイズの意味に読み替えられてもよい。
　図６及び図７は、可視光撮像素子の画素間隔の例を示す図である。理解を容易にするために、４つの画素７ｐだけが示される。画素７ｐは、図６に示されるように横方向及び縦方向に並んで配置されてもよいし、図７に示されるように斜め方向（縦方向及び横方向の間の方向）に並んで配置されてもよい。この例では、各画素７ｐは正方形形状を有し、その一辺の長さが画素７ｐのサイズを規定する。画素７ｐのサイズを、画素サイズＷ１と称し図示する。隣り合う画素７ｐそれぞれの中心どうしの間の距離が、画素間隔Ｐ１である。画素間隔Ｐ１が大きくなるにつれて、画素サイズＷ１も大きくなる。この意味において、画素間隔Ｐ１は、画素サイズＷ１に適宜読み替えられてよい。
　実効画素エリア対角長Ｄ１が同じ（可視光撮像素子７のサイズが同じ）であれば、画素間隔Ｐ１が小さくなるにつれて、解像度は高くなる。画素間隔Ｐ１が大きくなるにつれて、解像度は低くなる。
　図１に戻り、プリズム６の出射面６ｂ２からの可視光ＶＬ（通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２）及び特殊光ＦＬは、バンドパスフィルタ８に入射する。
　バンドパスフィルタ８は、プリズム６のブロック６２と特殊光撮像素子９との間に設けられる。バンドパスフィルタ８は、可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬを透過させ、可視特殊光ＶＬ２の波長帯域と異なる波長帯域に属する通常可視光ＶＬ１を反射又は減衰させる。不要な通常可視光ＶＬ１が、フレアとなって明瞭な特殊光ＦＬの画像が得られなくなる可能性があるが、バンドパスフィルタ８を設けることで、そのような不要な通常可視光ＶＬ１の特殊光撮像素子９への入射が抑制される。高いＳ／Ｎ比を有する高品質な画像を得ることができる。バンドパスフィルタ８において、通常可視光ＶＬ１、可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬが入射する面を、入射面８ａと称し図示する。可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬが出射される面を、出射面８ｂと称し図示する。バンドパスフィルタ８について、図８も参照して説明する。
　図８は、バンドパスフィルタの特性の例を示す図である。可視特殊光ＶＬ２の波長帯域及び特殊光ＦＬの波長帯域では透過率が高く（反射量又は減衰量が小さく）なっており、他の波長帯域では透過率が低く（反射量又は減衰量が大きく）なっている。例えば、バンドパスフィルタ８は、少なくとも７５０ｎｍ～８５０ｎｍの波長の光を９０％以上透過させ、４００ｎｍ～６００ｎｍの波長（可視特殊光ＶＬ２の波長は除く）の光を１０％以下に減衰させてよい。より特定的に、バンドパスフィルタ８は、少なくとも８２０ｎ～８５０ｎｍの波長の光を９０％以上透過させ、４００～６００ｎｍの波長（可視特殊光ＶＬ２の波長は除く）の光を１０％以下に反射又は減衰させてよい。プリズム６の入射面６ａに入射した可視光ＶＬ（可視特殊光ＶＬ２は除く）に対する、バンドパスフィルタ８の出射面８ｂから出射される可視光ＶＬ（可視特殊光ＶＬ２は除く）の光学濃度は、ＯＤ３以上であってよい。
　図１に戻り、バンドパスフィルタ８の入射面８ａは、光軸に対して垂直な面であってよい。バンドパスフィルタ８は、入射面８ａがプリズム６のブロック６２の出射面６ｂ２と対向するように、プリズム６に対して設けられる。図１に示される例では、バンドパスフィルタ８は、プリズム６のブロック６２の出射面６ｂ２上に設けられる（接着等される）。
　バンドパスフィルタ８の出射面８ｂからの可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬが結像し、特殊光撮像素子９によって撮像される。特殊光撮像素子９は、可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬの一方の結像位置、例えば特殊光ＦＬの結像位置に位置するように、プリズム６に対して直接的に又は間接的に固定される。
　特殊光撮像素子９は、プリズム６からの可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬを撮像する。特殊光撮像素子９は、受光面９ａを含む。特殊光撮像素子９は、受光面９ａがプリズム６の出射面６ｂ２と対向するように設けられる。この例では、特殊光撮像素子９は、バンドパスフィルタ８の出射面８ｂと対向するように、バンドパスフィルタ８の出射面８ｂ上に設けられる（接着等される）。特殊光撮像素子９は、例えば可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬを撮像するように設計されたＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）イメージセンサである。
　特殊光撮像素子９の画素間隔を、画素間隔Ｐ２と称する。特殊光撮像素子９の実効画素エリア対角長を、実効画素エリア対角長Ｄ２と称する。図９～図１１を参照してさらに説明する。
　図９は、特殊光撮像素子の概略構成の例を示す図である。正面視したときの特殊光撮像素子９が模式的に示される。特殊光撮像素子９は、複数の画素９ｐを含む。各画素９ｐは、可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬ（例えばとくに特殊光ＦＬ）を効率的に受光するように設計されている。例えば、各画素９ｐは、可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬを透過させるフィルタ、そのフィルタを透過した後の光を受光し、受光光量に応じた電荷を発生する光電変換素子、及び、その光電変換素子による受光を制御したり電荷に応じた電気信号を取り出したりするトランジスタ等（画素回路等）を含む。画素配列には、種々の公知の画素配列が採用されてよい。
　特殊光撮像素子９は、画素エリア９ａ１と、実効画素エリア９ａ２とを含む。複数の画素９ｐは、受光面９ａを規定するように、画素エリア９ａ１全体にわたって、アレイ状に配置される。それらの画素９ｐのうち、実効画素エリア９ａ２に配置された画素９ｐが、実際に撮像に用いられる実効画素である。実効画素エリア９ａ２の対角長が、実効画素エリア対角長Ｄ２である。実効画素エリア対角長Ｄ２が同じ（特殊光撮像素子９のサイズが同じ）であれば、画素間隔Ｐ２が小さくなるにつれて、解像度は高くなる。画素間隔Ｐ２が大きくなるにつれて、解像度は低くなる。
　図１０及び図１１は、特殊光撮像素子の画素間隔の例を示す図である。画素９ｐは、図１０に示されるように横方向及び縦方向に並んで配置されてもよいし、図１１に示されるように斜め方向に並んで配置されてもよい。画素９ｐのサイズを、画素サイズＷ２と称し図示する。隣り合う画素９ｐそれぞれの中心どうしの間の距離が、画素間隔Ｐ２である。画素サイズＷ２が大きくなるにつれて、画素間隔Ｐ２も大きくなる。
　図１に戻り、処理ユニット１１は、撮像装置１における各種の情報処理を行う。処理ユニット１１は、例えば図示しないプロセッサ、記憶装置等を含んで構成され、この後で説明する処理ユニット１１の機能を実効するように設計される。設計は、ソフトウェア設計であってもよいし、ハードウェア設計であってもよい。図１には、処理ユニット１１のいくつかの機能が、機能ブロックで示される。この例では、処理ユニット１１は、光源制御部１１１と、撮像制御部１１２と、信号処理部１１３とを含む。
　光源制御部１１１は、光源２による光ＳＬの照射を制御する。光源制御部１１１による制御は、時分割照射制御を含む。処理ユニット１１は、光源２が白色光ＷＬ及び励起光ＥＬ１それぞれを互いに異なるタイミングで観察対象Ｓに照射するように、光源２を制御する。
　撮像制御部１１２は、可視光撮像素子７からの撮像信号の受信のタイミングを制御する。撮像信号は、例えば、可視光撮像素子７の各画素７ｐからの画素信号を含む。画素信号は、対応する画素７ｐの受光光量に応じた電気信号（電圧信号等）であってよい。撮像制御部１１２は、白色光ＷＬが観察対象Ｓに照射されているときの撮像信号を通常可視光画像信号として受信し、励起光ＥＬ１が観察対象Ｓに照射されているときの撮像信号を可視特殊光画像信号として受信する。これらの信号の受信は、光源制御部１１１による光源２の制御と同期して行われる。
　信号処理部１１３は、可視光撮像素子７からの撮像信号を処理する。信号処理部１１３による撮像信号の処理の例は、撮像信号に基づく画像（画像データ）の生成等である。より具体的に、信号処理部１１３は、上述の通常可視光画像信号に基づく画像を生成する。これにより、通常観察用の画像が得られる。また、信号処理部１１３は、上述の可視特殊光画像信号に基づく画像を生成する。これにより、可視特殊光観察用の画像が得られる。
　以上で説明した撮像装置１では、観察対象Ｓからの可視光ＶＬ（通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２）及び特殊光ＦＬをプリズム６で分離し、それらを可視光撮像素子７及び特殊光撮像素子９で撮像することにより、観察対象Ｓの可視光観察及び特殊光観察が行われる。通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２は、可視光撮像素子７によって時分割で撮像される。これだけでは、可視特殊光ＶＬ２の明瞭な撮像が行えない可能性がある。また、特殊光ＦＬについても、特殊光ＦＬが通常可視光ＶＬ１よりも微弱である等の理由から、特殊光撮像素子９の感度が不足し、明瞭な特殊光観察が行えない可能性がある。第１実施形態に係る撮像装置１は、通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２の両方を観察する場合でも、可視特殊光ＶＬ２を明瞭に撮像できるように設計される。また、撮像装置１は、通常可視光ＶＬ１を高解像度で撮像できるようにするとともに特殊光ＦＬを明瞭に撮像できるように設計されてよい。いくつかの設計条件について述べる。なお、以下で説明する各設計条件のうち、排他的でない設計条件は任意に組み合わされてよい。
＜設計条件１－１＞
　一実施形態において、プリズム６における可視光撮像素子７への可視光ＶＬの分光透過率ＴＶＩＳ１に対する特殊光撮像素子９への可視光ＶＬの分光透過率ＴＶＩＳ２の比率（ＴＶＩＳ２／ＴＶＩＳ１）は、０．２５以上且つ４以下であってよい。プリズム６における特殊光撮像素子９への特殊光ＦＬの分光透過率ＴＮＩＲは、９０％よりも大きくてよい。すなわち、下記の条件式（１）を満たすように、プリズム６のダイクロイック膜６５等が設計されてよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　例えば、可視光ＶＬ（通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２）の５０％を可視光撮像素子７及び特殊光撮像素子９それぞれで受光し、特殊光ＦＬを特殊光撮像素子９で受光するように、分光透過率ＴＶＩＳ１、分光透過率ＴＶＩＳ２及び分光透過率ＴＮＩＲが設計されてよい。可視特殊光ＶＬ２が微弱な場合には、比率（ＴＶＩＳ２/ＴＶＩＳ１）を条件式（１）上限値に近づければよい。上限値にした場合には、可視光ＶＬの２０％が可視光撮像素子７で受光され、８０％が特殊光撮像素子９で受光される。通常可視光ＶＬ１を撮像しつつ、可視特殊光ＶＬ２も明瞭に撮像することができる。可視特殊光ＶＬ２の光量が十分であれば、比率（ＴＶＩＳ２/ＴＶＩＳ１）を条件式（１）の下限値に近づければよい。下限値にした場合には、可視光ＶＬの８０％が可視光撮像素子７で受光され、２０％が特殊光撮像素子９で受光される。鮮明な可視光画像が得られるうえ、感度のよい特殊光撮像素子９で可視特殊光を感度よく撮像することができる。
　なお、比率（ＴＶＩＳ２/ＴＶＩＳ１）の下限値は、上記の条件式（１）に示される値より大きくてもよい。そのような下限値の例は、０．５、０．７５、１．０、１．２５、１．５、１．７５、２．０等である。また、上限値は、上記の条件式（１）に示される値よりも小さくてよい。そのような上限値の例は、３．７５、３．５、３．２５、３．０、２．７５、２．５、２．２５等である。
＜設計条件１－２＞
　一実施形態において、可視光撮像素子７の画素間隔Ｐ１に対する特殊光撮像素子９の画素間隔Ｐ２の比率（Ｐ２／Ｐ１）は、１以上且つ５未満であってよい。すなわち、下記の条件式（２）を満たすように、可視光撮像素子７の画素間隔Ｐ１及び特殊光撮像素子９の画素間隔Ｐ２が設計されてよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　比率（Ｐ２／Ｐ１）が１を下回ると、特殊光撮像素子９の画素サイズＷ２が小さくなり、微弱な特殊光ＦＬを画素９ｐに取り込む光量が減り、撮像画像中のノイズが多くなる。比率（Ｐ２／Ｐ１）が５以上になると、特殊光撮像素子９の画素サイズＷ２が大きくなり、撮像装置１が大型化する。これを防ぐために画素９ｐの数を減らすと、解像度が低くなる。
　比率（Ｐ２／Ｐ１）が１より大きいと、特殊光撮像素子９の画素サイズＷ２が大きくなり、入射光量が増加するため、微弱な特殊光ＦＬを高感度に受光して明瞭に撮像することができる。比率（Ｐ２／Ｐ１）が１の場合、例えば、可視光撮像素子７をカラー撮像素子、特殊光撮像素子９はモノクロ撮像素子とすることで、解像度を同等にしつつ特殊光ＦＬを高感度に受光して明瞭に撮像することができる。
　なお、比率（Ｐ２/Ｐ１）の下限値は、上記の条件式（２）に示される値より大きくてもよい。そのような下限値の例は、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５等である。また、上限値は、上記の条件式（２）に示される値よりも小さくてよい。そのような上限値の例は、４．８、４．６、４．４、４．２、４．０、３．８、３．６、３．４、３．２、３．０、２．８、２．６、２．４、２．２、２．０、１．８、１．６等である。
＜設計条件１－３＞
　一実施形態において、可視光撮像素子７の実効画素エリア対角長Ｄ１に対する特殊光撮像素子９の実効画素エリア対角長Ｄ２の比率（Ｄ２／Ｄ１）は、０．７よりも大きく且つ１．４未満であってよい。すなわち、下記の条件式（３）を満たすように、可視光撮像素子７の実効画素エリア対角長Ｄ１及び特殊光撮像素子９の実効画素エリア対角長Ｄ２が設計されてよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　比率（Ｄ２／Ｄ１）が０．７以下になると、特殊光撮像素子９の画角が、可視光撮像素子７の画角に比べて著しく狭くなり、特殊光ＦＬを観察できる視野が限られてしまう。比率（Ｄ２／Ｄ１）が１．４以上になると、特殊光撮像素子９の画角が、可視光撮像素子７の画角に比べて著しく広くなり、特殊光撮像素子９の実効画素エリア９ａ２中に使用しない画素９ｐが発生してしまう。
　比率（Ｄ２／Ｄ１）が１より小さいときは、プリズム６に対して特殊光撮像素子９が相対的に小さくなり、光路に余裕を持たせることができる。プリズム６を構成する部材の反射で発生して特殊光撮像素子９に入射する不要光を減じ、微弱な特殊光ＦＬを明瞭に撮像することができる。例えば、特殊光撮像素子９の高感度化に伴って顕現するフレア等の不要光成分が低減され、明瞭な蛍光画像が得られる。比率（Ｄ２／Ｄ１）が１より大きいときは、画素９ｐの数を比較的多く保ちつつ画素サイズＷ２を大きくとることができ、微弱な特殊光ＦＬを感度よく、しかも高解像度で撮像することができる。比率（Ｄ２／Ｄ１）が１のときは、特殊光撮像素子９の画素間隔Ｐ２を大きくとることで画素サイズＷ２を大きくして高い感度を得ることができ、さらには、付随する部品を共通化することができ、撮像装置１の組立性を容易にすることができる。
　なお、比率（Ｄ２/Ｄ１）の下限値は、上記の条件式（２）に示される値より大きくてもよい。そのような下限値の例は、０．８、０．９、１．０等である。また、上限値は、上記の条件式（３）に示される値よりも小さくてよい。そのような上限値の例は、１．３、１．２、１．１等である。
＜設計条件１－４＞
　プリズム６に入射してから結像するまでの可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬそれぞれの光路長は、光診断組立体３、及び結像レンズ４の特性及び各光の波長等によって互いに異なり得る。その場合、互いの光路長どうしの差（光路長差）の影響を抑制するように、換言すると光路長差のズレ量を吸収するように、可視光撮像素子７が可視光ＶＬの結像位置に位置決めされ、特殊光撮像素子９が特殊光ＦＬの結像位置に位置決めされてよい。これにより、可視光撮像素子７のピントを合わせるだけで特殊光撮像素子９のピントも合うようになり、可視光ＶＬの高解像度での撮像及び特殊光ＦＬの明瞭な撮像を容易に行うことができる。具体的な位置決め手法のいくつかの例について述べる。
＜位置決め手法１－１＞
　一実施形態において、バンドパスフィルタ８は、特殊光撮像素子９を特殊光ＦＬの結像位置に位置決めするように、上述の光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。バンドパスフィルタ８の入射面８ａが光軸に対して垂直な場合、バンドパスフィルタ８の光軸方向の長さは、バンドパスフィルタ８の厚さに相当する。バンドパスフィルタ８の厚さを調整することで、特殊光撮像素子９をプリズム６に近づけたりプリズム６から遠ざけたりすることができる。
＜位置決め手法１－２＞
　一実施形態において、プリズム６は、可視光撮像素子７を可視光ＶＬの結像位置に位置決めし、特殊光撮像素子９を特殊光ＦＬの結像位置に位置決めするように、上述の光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。例えば、ブロック６１の光軸方向長さを調整することで、可視光撮像素子７をプリズム６に近づけたりプリズム６から遠ざけたりすることができる。ブロック６２の光軸方向長さを調整することで、特殊光撮像素子９をプリズム６に近づけたり、プリズム６から遠ざけたりすることができる。
＜位置決め手法１－３＞
　一実施形態において、撮像装置１は、プリズム６と、可視光撮像素子７及び特殊光撮像素子９の少なくとも一方との間に位置する空隙部を含んでよい。空隙部は、可視光撮像素子７を可視光ＶＬの結像位置に位置決めし、特殊光撮像素子９を特殊光ＦＬの結像位置に位置決めするように、上述の光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。そのような空隙部を与えるための保持部材が用いられてよい。図１０を参照して説明する。
　図１２は、保持部材の例を示す図である。この例では、保持部材１０は、プリズム６のブロック６２と特殊光撮像素子９との間に位置する空隙部Ｇを与える。なお、バンドパスフィルタ８（図１）の図示は省略する。空隙部Ｇは、ブロック６２と特殊光撮像素子９との間のエアギャップともいえる。保持部材１０は、空隙部Ｇを与えるように、特殊光撮像素子９を保持する。具体的に、この例では、保持部材１０は、基板１０１と、保持ロッド１０２とを含む。
　基板１０１は、特殊光撮像素子９の受光面９ａに接着されて、特殊光撮像素子９を支持する。基板１０１の材料の例は、ガラス等であり、基板１０１を透過した特殊光ＦＬが特殊光撮像素子９の受光面９ａに入射する。保持ロッド１０２は、基板１０１の縁部に接続された一端部１０２ａと、プリズム６のブロック６２の側面を保持する他端部１０２ｂとを含む。保持ロッド１０２の長さが、空隙部Ｇの光軸方向長さを与える。保持ロッド１０２の長さを調整することで、特殊光撮像素子９をプリズム６に近づけたりプリズム６から遠ざけたりすることができる。
　なお、撮像装置１は、保持部材１０を保持する特殊光撮像素子９に代えて、あるいはそれとともに、可視光撮像素子７を保持する保持部材１０を含んでもよい。
２．第２実施形態
　図１３は、第２実施形態に係る撮像装置の概略構成の例を示す図である。先に説明した図１の観察対象Ｓ、光源２、光診断組立体３、結像レンズ４及び処理ユニット１１は、図１３では図示を省略する。主に第１実施形態との相違部分について説明する。プリズム６は、ダイクロイック膜６６をさらに含む。プリズム６のブロック６２は、ブロック６２１と、ブロック６２２とを含む。ブロック６２１は、ブロック６１とブロック６２１との間に位置している。撮像装置１は、バンドパスフィルタ８（図１）に代えて、バンドパスフィルタ８１及びバンドパスフィルタ８２を含み、可視特殊光撮像素子１２をさらに含む。
　プリズム６は、ダイクロイック膜６５を透過した可視光ＶＬ（通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２）及び特殊光ＦＬをさらに分離して出力する。ダイクロイック膜６５を透過した可視光ＶＬが出射される面を、出射面６ｂ１２と称し図示する。特殊光ＦＬが出射される面は、出射面６ｂ２である。出射面６ｂ１１は、ブロック６１の表面の一部である。出射面６ｂ１２は、ブロック６２１の表面の一部である。特殊光ＦＬが出射される面は、出射面６ｂ２である。出射面６ｂ２は、ブロック６２２の表面の一部である。
　ダイクロイック膜６６は、ダイクロイック膜６５を透過した可視光ＶＬ（通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２）及び特殊光ＦＬが入射するように、ブロック６２１とブロック６２２との間に設けられる。この例では、ダイクロイック膜６６は、ブロック６２１に成膜される。ダイクロイック膜６６は、通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２を反射し、特殊光ＦＬを透過させる。図１４も参照して説明する。
　図１４は、ダイクロイック膜６６の特性の例を示す図である。少なくとも可視光ＶＬを含む波長帯域では反射率が高くなっており、少なくとも特殊光ＦＬを含む波長帯域では透過率が高くなっている。ダイクロイック膜６５は、後述のプリズム６の分光透過率特性を与えるように設計される。
　図１３に戻り、プリズム６のブロック６２のブロック６２１は、可視光ＶＬ（通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２）を可視特殊光撮像素子１２に導く。ブロック６２１は、ダイクロイック膜６６で反射した可視光ＶＬ及び可視特殊光ＶＬ２を、出射面６ｂ１２から出射する。ブロック６２２は、特殊光ＦＬを特殊光撮像素子９に導く。ブロック６２２は、ダイクロイック膜６６を透過した特殊光ＦＬを、出射面６ｂ２から出射する。
　第２実施形態における分光透過率ＴＶＩＳ２は、プリズム６における可視特殊光撮像素子１２への可視光ＶＬの分光透過率である。図１５も参照して説明する。
　図１５は、プリズムの分光透過率の例を示す図である。可視光ＶＬの波長帯域における可視特殊光撮像素子１２への分光透過率が、分光透過率ＴＶＩＳ２である。分光透過率ＴＶＩＳ１及び分光透過率ＴＮＩＲについて先に説明した通りである。分光透過率ＴＶＩＳ１及び分光透過率ＴＶＩＳ２は、０％及び１００％から離れた値になっている。
　図１３に戻り、プリズム６の出射面６ｂ１２から出射される通常可視光ＶＬ１は、入射面６ａに入射した通常可視光ＶＬ１の光量に分光透過率ＴＶＩＳ２を乗じた光量を有する（ＴＶＩＳ２ＶＬ１）。同様に出射される可視特殊光ＶＬ２は、入射面６ａに入射した可視特殊光ＶＬ２の光量に分光透過率ＴＶＩＳ２を乗じた光量を有する（ＴＶＩＳ２ＶＬ２）。
　バンドパスフィルタ８１及びバンドパスフィルタ８２について順に説明する。プリズム６の出射面６ｂ２からの特殊光ＦＬは、バンドパスフィルタ８１に入射する。
　バンドパスフィルタ８１は、プリズム６のブロック６２のブロック６２２と特殊光撮像素子９との間に設けられる第１のバンドパスフィルタである。バンドパスフィルタ８１は、特殊光ＦＬを透過させ、他の光を反射又は減衰させる。バンドパスフィルタ８１の入射面は、光軸に対して垂直な面であってよい。バンドパスフィルタ８１は、入射面がプリズム６の出射面６ｂ２と対向するように、プリズム６に対して設けられる。図１３に示される例では、バンドパスフィルタ８１は、プリズム６のブロック６２のブロック６２２の出射面上に設けられる（接着等される）。バンドパスフィルタ８１の出射面からの特殊光ＦＬが結像し、特殊光撮像素子９で撮像される。
　プリズム６の出射面６ｂ１２からの通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２は、バンドパスフィルタ８２に入射する。
　バンドパスフィルタ８２は、プリズム６のブロック６２のブロック６２１と可視特殊光撮像素子１２との間に設けられる第２のバンドパスフィルタである。バンドパスフィルタ８２は、可視特殊光ＶＬ２を透過させ、可視特殊光ＶＬ２の波長帯域と異なる波長帯域に属する通常可視光ＶＬ１を反射又は減衰させる。バンドパスフィルタ８２は、特殊光ＦＬを反射又は減衰させるように設計されてもよい。バンドパスフィルタ８２の入射面は、光軸に対して垂直な面であってよい。バンドパスフィルタ８２は、入射面がプリズム６の出射面６ｂ１２と対向するように、プリズム６に対して設けられる。図１３に示される例では、バンドパスフィルタ８２は、プリズム６のブロック６２のブロック６２２の出射面上に設けられる（接着等される）。
　バンドパスフィルタ８２の出射面からの可視特殊光ＶＬ２が結像し、可視特殊光撮像素子１２で撮像される。可視特殊光撮像素子１２は、可視特殊光ＶＬ２の結像位置に位置するように、プリズム６に対して直接的に又は間接的に固定される。
　可視特殊光撮像素子１２は、プリズム６のブロック６２のブロック６２１からの可視光ＶＬに含まれる可視特殊光ＶＬ２、すなわちバンドパスフィルタ８２の出射面からの可視特殊光ＶＬ２を撮像する。可視特殊光撮像素子１２は、例えば可視特殊光ＶＬ２を撮像するように設計されたＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）イメージセンサである。
　第２実施形態において、可視光撮像素子７の画素間隔及び実効画素エリア対角長を、画素間隔Ｐ３及び実効画素エリア対角長Ｄ３と称する。可視特殊光撮像素子１２の画素間隔及び実効画素エリア対角長を、画素間隔Ｐ４及び実効画素エリア対角長Ｄ４と称する。特殊光撮像素子９の画素間隔及び実効画素エリア対角長を、画素間隔Ｐ５及び実効画素エリア対角長Ｄ５と称する。
　第２実施形態に係る撮像装置１は、通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２の両方を観察する場合でも、可視特殊光ＶＬ２を明瞭に撮像できるように設計される。また、撮像装置１は、通常可視光ＶＬ１を高解像度で撮像できるようにするとともに特殊光ＦＬを明瞭に撮像できるように設計されてよい。いくつかの設計条件について述べる。なお、以下で説明する各設計条件のうち、排他的でない設計条件は任意に組み合わされてよい。
＜設計条件２－１＞
　一実施形態において、プリズム６における可視光撮像素子７への可視光ＶＬの分光透過率ＴＶＩＳ１に対する可視特殊光撮像素子１２への可視光ＶＬの分光透過率ＴＶＩＳ２の比率（ＴＶＩＳ２／ＴＶＩＳ１）は、０．２以上且つ５未満であってよい。プリズム６における特殊光撮像素子９への特殊光ＦＬの分光透過率ＴＮＩＲは、９０％よりも大きくてよい。すなわち、下記の条件式（４）を満たすように、プリズム６のダイクロイック膜６５及びダイクロイック膜６６等が設計されてよい。技術的意義については、先の第１実施形態で説明した条件式（１）と同様であるので、説明は省略する。下限値が条件式に示される値より大きくてもよい点、また、上限値が条件式に示される値よりも小さくてよい点についても同様である。下限値のさらなる例は、２．２５、２．５である。上限値のさらなる例は、４．７５、４．５、４．２５、４．０等である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
＜設計条件２－２＞
　一実施形態において、可視光撮像素子７の画素間隔Ｐ３に対する可視特殊光撮像素子１２の画素間隔Ｐ４の比率（Ｐ４／Ｐ３）、及び、可視光撮像素子７の画素間隔Ｐ３に対する特殊光撮像素子９の画素間隔Ｐ５の比率（Ｐ５／Ｐ３）は、いずれも１以上且つ５未満であってよい。すなわち、下記の条件式（５）を満たすように、可視光撮像素子７の画素間隔Ｐ３、可視特殊光撮像素子１２の画素間隔Ｐ４及び特殊光撮像素子９の画素間隔Ｐ５が設計されてよい。技術的意義については、先の第１実施形態で説明した条件式（２）と同様であるので、説明は省略する。下限値が条件式に示される値より大きくてもよい点、また、上限値が条件式に示される値よりも小さくてよい点についても同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
＜設計条件２－３＞
　一実施形態において、可視光撮像素子７の実効画素エリア対角長Ｄ３に対する可視特殊光撮像素子１２の実効画素エリア対角長Ｄ４の比率（Ｄ４／Ｄ３）、及び、可視光撮像素子７の実効画素エリア対角長Ｄ３に対する特殊光撮像素子９の実効画素エリア対角長Ｄ５の比率（Ｄ５／Ｄ３）は、いずれも０．７よりも大きく且つ１．４未満であってよい。すなわち、下記の条件式（６）を満たすように、可視光撮像素子７の実効画素エリア対角長Ｄ３、可視特殊光撮像素子１２の実効画素エリア対角長Ｄ４及び特殊光撮像素子９の実効画素エリア対角長Ｄ５が設計されてよい。技術的意義については、先の第１実施形態で説明した条件式（３）と同様であるので、説明は省略する。下限値が条件式に示される値より大きくてもよい点、また、上限値が条件式に示される値よりも小さくてよい点についても同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
＜設計条件２－４＞
　プリズム６に入射してから結像するまでの通常可視光ＶＬ１、可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬそれぞれの光路長は、光診断組立体３、及び結像レンズ４の特性及び各光の波長等によって互いに異なり得る。その場合、それらの光路長差の影響を抑制するように、可視光撮像素子７が可視光ＶＬの結像位置に位置決めされ、特殊光撮像素子９が特殊光ＦＬの結像位置に位置決めされ、可視特殊光撮像素子１２が可視特殊光ＶＬ２の結像位置に位置決めされてよい。これにより、可視光撮像素子７のピントを合わせだけで特殊光撮像素子９及び可視特殊光撮像素子１２のピントも合うようになり、通常可視光ＶＬ１の高解像度での撮像、並びに、特殊光ＦＬ及び可視特殊光ＶＬ２の明瞭な撮像を容易に行うことができる。具体的な位置決め手法のいくつかの例について述べる。
＜位置決め手法２－１＞
　一実施形態において、バンドパスフィルタ８１は、特殊光撮像素子９を特殊光ＦＬの結像位置に位置決めするように、例えば通常可視光ＶＬ１及び特殊光ＦＬの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。同様に、バンドパスフィルタ８２は、可視特殊光撮像素子１２を可視特殊光ＶＬ２の結像位置に位置決めするように、例えば通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２の光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。
＜位置決め手法２－２＞
　一実施形態において、プリズム６は、可視光撮像素子７を可視光ＶＬの結像位置（例えば通常可視光ＶＬ１の結像位置）に位置決めし、特殊光撮像素子９を特殊光ＦＬの結合位置に位置決めし、可視特殊光撮像素子１２を可視特殊光ＶＬ２の結像位置に位置決めするように、上述の光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。例えば、ブロック６１の光軸方向長さを調整することで、可視光撮像素子７をプリズム６に近づけたりプリズム６から遠ざけたりすることができる。ブロック６２２の光軸方向長さを調整することで、特殊光撮像素子９をプリズム６に近づけたり、プリズム６から遠ざけたりすることができる。ブロック６２１の光軸方向長さを調整することで、可視特殊光撮像素子１２をプリズム６に近づけたり、プリズム６から遠ざけたりすることができる。
＜位置決め手法２－３＞
　一実施形態において、撮像装置１は、プリズム６と、可視光撮像素子７、特殊光撮像素子９及び可視特殊光撮像素子１２の少なくとも１つとの間に位置する空隙部を含んでよい。空隙部は、可視光撮像素子７を可視光ＶＬの結像位置に位置決めし、特殊光撮像素子９を特殊光ＦＬの結像位置に位置決めし、可視特殊光撮像素子１２を可視特殊光ＶＬ２の結像位置に位置決めするように、上述の光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。そのような空隙部を与えるための保持部材が用いられてよい。空隙部及び保持部材については先の第１実施形態で図１２を参照して説明したものと同様であってよい。
３．変形例
　開示される技術は、上記実施形態に限定されない。いくつかの変形例について述べる。
　撮像素子の位置は、適宜入れ替えられてよい。例えば第１実施形態において、可視光撮像素子７及び特殊光撮像素子９の位置が入れ替えられてよい。変更に合わせて、プリズム６のダイクロイック膜６５の特性、バンドパスフィルタ８の配置等も変更されてよい。第２実施形態において、可視光撮像素子７、特殊光撮像素子９及び可視特殊光撮像素子１２の位置が入れ替えられてよい。変更に合わせて、プリズム６のダイクロイック膜６５及びダイクロイック膜６６の特性、バンドパスフィルタ８１及びバンドパスフィルタ８２の配置等も変更されてよい。
　一部については先にも触れたが、プリズム６と可視光撮像素子７の間、プリズム６のバンドパスフィルタ８の間、また、バンドパスフィルタ８と可視光撮像素子７との間に空隙（例えばエアギャップ）があってもよい。また、光学素子５は、プリズム６のブロック６１に接着されていてもよい。プリズム６に含まれる各ブロックどうしの間にエアギャップがあってもよい。
４．応用例
　本開示に係る技術は、医療イメージングシステムに適用することができる。医療イメージングシステムは、イメージング技術を用いた医療システムであり、例えば、内視鏡システムや顕微鏡システムのような医療用観察システムである。
＜内視鏡システム＞
　内視鏡システムの例を図１６、図１７を用いて説明する。図１６は、本開示に係る技術が適用可能な内視鏡システム５０００の概略的な構成の一例を示す図である。図１７は、内視鏡５００１およびＣＣＵ（Camera　Control　Unit）５０３９の構成の一例を示す図である。図１７では、手術参加者である術者（例えば、医師）５０６７が、内視鏡システム５０００を用いて、患者ベッド５０６９上の患者５０７１に手術を行っている様子が図示されている。図１７に示すように、内視鏡システム５０００は、医療イメージング装置である内視鏡５００１と、ＣＣＵ５０３９と、光源装置５０４３と、記録装置５０５３と、出力装置５０５５と、内視鏡５００１を支持する支持装置５０２７と、から構成される。
　内視鏡手術では、トロッカ５０２５と呼ばれる挿入補助具が患者５０７１に穿刺される。そして、トロッカ５０２５を介して、内視鏡５００１に接続されたスコープ５００３や術具５０２１が患者５０７１の体内に挿入される。術具５０２１は例えば、電気メス等のエネルギーデバイスや、鉗子などである。
　内視鏡５００１によって撮影された患者５０７１の体内を映した医療画像である手術画像が、表示装置５０４１に表示される。術者５０６７は、表示装置５０４１に表示された手術画像を見ながら術具５０２１を用いて手術対象に処置を行う。なお、医療画像は手術画像に限らず、診断中に撮像された診断画像であってもよい。
＜内視鏡＞
　内視鏡５００１は、患者５０７１の体内を撮像する撮像部であり、例えば、図１８に示すように、入射した光を集光する集光光学系５００５１と、撮像部の焦点距離を変更して光学ズームを可能とするズーム光学系５００５２と、撮像部の焦点距離を変更してフォーカス調整を可能とするフォーカス光学系５００５３と、受光素子５００５４と、を含むカメラ５００５である。内視鏡５００１は、接続されたスコープ５００３を介して光を受光素子５００５４に集光することで画素信号を生成し、ＣＣＵ５０３９に伝送系を通じて画素信号を出力する。なお、スコープ５００３は、対物レンズを先端に有し、接続された光源装置５０４３からの光を患者５０７１の体内に導光する挿入部である。スコープ５００３は、例えば硬性鏡では硬性スコープ、軟性鏡では軟性スコープである。スコープ５００３は直視鏡や斜視鏡であってもよい。また、画素信号は画素から出力された信号に基づいた信号であればよく、例えば、ＲＡＷ信号や画像信号である。また、内視鏡５００１とＣＣＵ５０３９とを接続する伝送系にメモリを搭載し、メモリに内視鏡５００１やＣＣＵ５０３９に関するパラメータを記憶する構成にしてもよい。メモリは、例えば、伝送系の接続部分やケーブル上に配置されてもよい。例えば、内視鏡５００１の出荷時のパラメータや通電時に変化したパラメータを伝送系のメモリに記憶し、メモリから読みだしたパラメータに基づいて内視鏡の動作を変更してもよい。また、内視鏡と伝送系をセットにして内視鏡と称してもよい。受光素子５００５４は、受光した光を画素信号に変換するセンサであり、例えばＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）タイプの撮像素子である。受光素子５００５４は、Ｂａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能な撮像素子であることが好ましい。また、受光素子５００５４は、例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）、８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）または正方形４Ｋ（水平画素数３８４０以上×垂直画素数３８４０以上）の解像度に対応した画素数を有する撮像素子であることが好ましい。受光素子５００５４は、１枚のセンサチップであってもよいし、複数のセンサチップでもよい。例えば、入射光を所定の波長帯域ごとに分離するプリズムを設けて、各波長帯域を異なる受光素子で撮像する構成であってもよい。また、立体視のために受光素子を複数設けてもよい。また、受光素子５００５４は、チップ構造の中に画像処理用の演算処理回路を含んでいるセンサであってもよいし、ＴｏＦ（Time　of　Flight）用センサであってもよい。なお、伝送系は例えば光ファイバケーブルや無線伝送である。無線伝送は、内視鏡５００１で生成された画素信号が伝送可能であればよく、例えば、内視鏡５００１とＣＣＵ５０３９が無線接続されてもよいし、手術室内の基地局を経由して内視鏡５００１とＣＣＵ５０３９が接続されてもよい。このとき、内視鏡５００１は画素信号だけでなく、画素信号に関連する情報（例えば、画素信号の処理優先度や同期信号等）を同時に送信してもよい。なお、内視鏡はスコープとカメラを一体化してもよく、スコープの先端部に受光素子を設ける構成としてもよい。
＜ＣＣＵ（Camera　Control　Unit）＞
　ＣＣＵ５０３９は、接続された内視鏡５００１や光源装置５０４３を統括的に制御する制御装置であり、例えば、図１８に示すように、ＦＰＧＡ５０３９１、ＣＰＵ５０３９２、ＲＡＭ５０３９３、ＲＯＭ５０３９４、ＧＰＵ５０３９５、Ｉ／Ｆ５０３９６を有する情報処理装置である。また、ＣＣＵ５０３９は、接続された表示装置５０４１や記録装置５０５３、出力装置５０５５を統括的に制御してもよい。例えば、ＣＣＵ５０３９は、光源装置５０４３の照射タイミングや照射強度、照射光源の種類を制御する。また、ＣＣＵ５０３９は、内視鏡５００１から出力された画素信号に対して現像処理（例えばデモザイク処理）や補正処理といった画像処理を行い、表示装置５０４１等の外部装置に処理後の画素信号（例えば画像）を出力する。また、ＣＣＵ５０３９は、内視鏡５００１に対して制御信号を送信し、内視鏡５００１の駆動を制御する。制御信号は、例えば、撮像部の倍率や焦点距離などの撮像条件に関する情報である。なお、ＣＣＵ５０３９は画像のダウンコンバート機能を有し、表示装置５０４１に高解像度（例えば４Ｋ）の画像を、記録装置５０５３に低解像度（例えばＨＤ）の画像を同時に出力可能な構成としてもよい。
　また、ＣＣＵ５０３９は、信号を所定の通信プロトコル（例えば、ＩＰ（Internet　Protocol））に変換するＩＰコンバータを経由して外部機器（例えば、記録装置や表示装置、出力装置、支持装置）と接続されてもよい。ＩＰコンバータと外部機器との接続は、有線ネットワークで構成されてもよいし、一部または全てのネットワークが無線ネットワークで構築されてもよい。例えば、ＣＣＵ５０３９側のＩＰコンバータは無線通信機能を有し、受信した映像を第５世代移動通信システム（５Ｇ）、第６世代移動通信システム（６Ｇ）等の無線通信ネットワークを介してＩＰスイッチャーや出力側ＩＰコンバータに送信してもよい。
＜光源装置＞
　光源装置５０４３は、所定の波長帯域の光を照射可能な装置であり、例えば、複数の光源と、複数の光源の光を導光する光源光学系と、を備える。光源は、例えばキセノンランプ、ＬＥＤ光源やＬＤ光源である。光源装置５０４３は、例えば三原色Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応するＬＥＤ光源を有し、各光源の出力強度や出力タイミングを制御することで白色光を出射する。また、光源装置５０４３は、通常光観察に用いられる通常光を照射する光源とは別に、特殊光観察に用いられる特殊光を照射可能な光源を有していてもよい。特殊光は、通常光観察用の光である通常光とは異なる所定の波長帯域の光であり、例えば、近赤外光（波長が７６０ｎｍ以上の光）や赤外光、青色光、紫外光である。通常光は、例えば白色光や緑色光である。特殊光観察の一種である狭帯域光観察では、青色光と緑色光を交互に照射することにより、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影することができる。また、特殊光観察の一種である蛍光観察では、体組織に注入された薬剤を励起する励起光を照射し、体組織または標識である薬剤が発する蛍光を受光して蛍光画像を得ることで、通常光では術者が視認しづらい体組織等を、術者が視認しやすくすることができる。例えば、赤外光を用いる蛍光観察では、体組織に注入されたインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の薬剤に励起波長帯域を有する赤外光を照射し、薬剤の蛍光を受光することで、体組織の構造や患部を視認しやすくすることができる。また、蛍光観察では、青色波長帯域の特殊光で励起され、赤色波長帯域の蛍光を発する薬剤（例えば５－ＡＬＡ）を用いてもよい。なお、光源装置５０４３は、ＣＣＵ５０３９の制御により照射光の種類を設定される。ＣＣＵ５０３９は、光源装置５０４３と内視鏡５００１を制御することにより、通常光観察と特殊光観察が交互に行われるモードを有してもよい。このとき、通常光観察で得られた画素信号に特殊光観察で得られた画素信号に基づく情報を重畳されることが好ましい。また、特殊光観察は、赤外光を照射して臓器表面より奥を見る赤外光観察や、ハイパースペクトル分光を活用したマルチスペクトル観察であってもよい。さらに、光線力学療法を組み合わせてもよい。
＜記録装置＞
　記録装置５０５３は、ＣＣＵ５０３９から取得した画素信号（例えば画像）を記録する装置であり、例えばレコーダーである。記録装置５０５３は、ＣＣＵ５０３９から取得した画像をＨＤＤやＳＤＤ、光ディスクに記録する。記録装置５０５３は、病院内のネットワークに接続され、手術室外の機器からアクセス可能にしてもよい。また、記録装置５０５３は画像のダウンコンバート機能またはアップコンバート機能を有していてもよい。
＜表示装置＞
　表示装置５０４１は、画像を表示可能な装置であり、例えば表示モニタである。表示装置５０４１は、ＣＣＵ５０３９から取得した画素信号に基づく表示画像を表示する。なお、表示装置５０４１はカメラやマイクを備えることで、視線認識や音声認識、ジェスチャによる指示入力を可能にする入力デバイスとしても機能してよい。
＜出力装置＞
　出力装置５０５５は、ＣＣＵ５０３９から取得した情報を出力する装置であり、例えばプリンタである。出力装置５０５５は、例えば、ＣＣＵ５０３９から取得した画素信号に基づく印刷画像を紙に印刷する。
＜支持装置＞
　支持装置５０２７は、アーム制御装置５０４５を有するベース部５０２９と、ベース部５０２９から延伸するアーム部５０３１と、アーム部５０３１の先端に取り付けられた保持部５０３２とを備える多関節アームである。アーム制御装置５０４５は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することにより、アーム部５０３１の駆動を制御する。支持装置５０２７は、アーム制御装置５０４５によってアーム部５０３１を構成する各リンク５０３５の長さや各関節５０３３の回転角やトルク等のパラメータを制御することで、例えば保持部５０３２が保持する内視鏡５００１の位置や姿勢を制御する。これにより、内視鏡５００１を所望の位置または姿勢に変更し、スコープ５００３を患者５０７１に挿入でき、また、体内での観察領域を変更できる。支持装置５０２７は、術中に内視鏡５００１を支持する内視鏡支持アームとして機能する。これにより、支持装置５０２７は、内視鏡５００１を持つ助手であるスコピストの代わりを担うことができる。また、支持装置５０２７は、後述する顕微鏡装置５３０１を支持する装置であってもよく、医療用支持アームと呼ぶこともできる。なお、支持装置５０２７の制御は、アーム制御装置５０４５による自律制御方式であってもよいし、ユーザの入力に基づいてアーム制御装置５０４５が制御する制御方式であってもよい。例えば、制御方式は、ユーザの手元の術者コンソールであるマスター装置（プライマリ装置）の動きに基づいて、患者カートであるスレイブ装置（レプリカ装置）としての支持装置５０２７が制御されるマスタ・スレイブ方式でもよい。また、支持装置５０２７の制御は、手術室の外から遠隔制御が可能であってもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡システム５０００の一例について説明した。例えば、本開示に係る技術は、顕微鏡システムに適用されてもよい。
＜顕微鏡システム＞
　図１８は、本開示に係る技術が適用され得る顕微鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。なお、以下の説明において、内視鏡システム５０００と同様の構成については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
　図１８では、術者５０６７が、顕微鏡手術システム５３００を用いて、患者ベッド５０６９上の患者５０７１に対して手術を行っている様子を概略的に示している。なお、図１８では、簡単のため、顕微鏡手術システム５３００の構成のうちカート５０３７の図示を省略するとともに、内視鏡５００１に代わる顕微鏡装置５３０１を簡略化して図示している。ただし、本説明における顕微鏡装置５３０１は、リンク５０３５の先端に設けられた顕微鏡部５３０３を指していてもよいし、顕微鏡部５３０３及び支持装置５０２７を含む構成全体を指していてもよい。
　図１８に示すように、手術時には、顕微鏡手術システム５３００を用いて、顕微鏡装置５３０１によって撮影された術部の画像が、手術室に設置される表示装置５０４１に拡大表示される。表示装置５０４１は、術者５０６７と対向する位置に設置されており、術者５０６７は、表示装置５０４１に映し出された映像によって術部の様子を観察しながら、例えば患部の切除等、当該術部に対して各種の処置を行う。顕微鏡手術システムは、例えば眼科手術や脳外科手術に使用される。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡システム５０００及び顕微鏡手術システム５３００の例についてそれぞれ説明した。なお、本開示に係る技術が適用され得るシステムはかかる例に限定されない。例えば、支持装置５０２７は、その先端に内視鏡５００１又は顕微鏡部５３０３に代えて他の観察装置や他の術具を支持し得る。当該他の観察装置としては、例えば、鉗子、攝子、気腹のための気腹チューブ、又は焼灼によって組織の切開や血管の封止を行うエネルギー処置具等が適用され得る。これらの観察装置や術具を支持装置によって支持することにより、医療スタッフが人手で支持する場合に比べて、より安定的に位置を固定することが可能となるとともに、医療スタッフの負担を軽減することが可能となる。本開示に係る技術は、このような顕微鏡部以外の構成を支持する支持装置に適用されてもよい。
　先に説明した各実施形態に係る撮像装置１は、上記の構成のうち、内視鏡５００１や顕微鏡装置５３０１に好適に適用され得る。具体的に、観察対象Ｓは、術部である。光源２は、光源装置５０４３を構成し得る。光診断組立体３は、内視鏡５００１や顕微鏡装置５３０１の一部を構成し得る。結像レンズ４、光学素子５、プリズム６、可視光撮像素子７、バンドパスフィルタ８及び蛍光撮像素子９等は、撮像部として機能し得る。撮像装置１を用いることで、可視特殊光を明瞭に撮像することができる。
５．効果の例
　以上で説明した技術は、例えば次のように特定される。開示される技術の１つは、撮像装置１である。図１～図３及び図５～図１１等を参照して説明したように、撮像装置１は、観察対象Ｓからの光Ｌに含まれる可視光ＶＬ（例えば通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２を含む）及び特殊光ＦＬを分離するプリズム６と、プリズム６によって分離された可視光ＶＬを撮像する可視光撮像素子７と、プリズム６によって分離された特殊光ＦＬを撮像する特殊光撮像素子９と、を備える。プリズム６における可視光撮像素子７への可視光ＶＬの分光透過率ＴＶＩＳ１に対する特殊光撮像素子９への可視光ＶＬの分光透過率ＴＶＩＳ２の比率（ＴＶＩＳ２／ＴＶＩＳ１）は、０．２５以上且つ４以下であり、プリズム６における特殊光撮像素子９への特殊光ＦＬの分光透過率ＴＮＩＲは、９０％よりも大きい。このようにプリズム６の分光透過率ＴＶＩＳ１、分光透過率ＴＶＩＳ２及び分光透過率ＴＮＩＲを設計することで、可視光ＶＬに通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２が含まれ、それらの光の両方を観察する場合でも、可視特殊光ＶＬ２を明瞭に撮像することができる。
　図１等を参照して説明したように、撮像装置１は、観察対象Ｓとプリズム６との間に設けられた偏光解消板（光学素子５）を備えてよい。これにより、プリズム６の分光透過率の偏光依存性に起因して生じる出力光量変動を抑制し、安定した露出での可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬの撮像が可能になる。
　図１及び図８等を参照して説明したように、撮像装置１は、プリズム６と特殊光撮像素子９との間に設けられ、可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬを通過させるバンドパスフィルタ８を備え、特殊光撮像素子９は、可視特殊光ＶＬ２も撮像してよい。可視光撮像素子７だけでなく特殊光撮像素子９でも可視特殊光ＶＬ２を撮像することで、可視特殊光ＶＬ２を感度よく受光して明瞭に撮像することができる。
　図１、図５～図７及び図９～図１１等を参照して説明したように、可視光撮像素子７の画素間隔Ｐ１に対する特殊光撮像素子９の画素間隔Ｐ２の比率（Ｐ２／Ｐ１）は、１以上且つ５未満であってよい（１≦（Ｐ２／Ｐ１）＜５）。このように可視光撮像素子７の画素間隔Ｐ１及び特殊光撮像素子９の画素間隔Ｐ２を設計することで、可視光ＶＬを高解像度で撮像し、また、特殊光ＦＬを明瞭に撮像することができる。
　図１、図５及び図９等を参照して説明したように、可視光撮像素子７の実効画素エリア対角長Ｄ１に対する特殊光撮像素子９の実効画素エリア対角長Ｄ２の比率（Ｄ２／Ｄ１）は、０．７より大きく且つ１．４未満であってよい。例えばこのようにして、特殊光ＦＬを高感度で受光し、明瞭に撮像することができる。
　図１等を参照して説明したように、プリズム６には、結像レンズ４を通過した後の光Ｌが入射し、プリズム６に入射してから結像するまでの可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬそれぞれの光路長は互いに異なり、可視光撮像素子７は、可視光ＶＬの結像位置に位置するように、プリズム６に対して直接的に又は間接的に固定され、特殊光撮像素子９は、特殊光ＦＬの結像位置に位置するように、プリズム６に対して直接的に又は間接的に固定されてよい。これにより、可視光撮像素子７のピントを合わせだけで特殊光撮像素子９のピントも合うようになり、可視光ＶＬの高解像度での撮像及び特殊光ＦＬの明瞭な撮像を容易に行うことができる。
　図１及び図１２等を参照して説明したように、撮像装置１は、プリズム６と特殊光撮像素子９との間に設けられ、可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬを透過させるバンドパスフィルタ８を備え、バンドパスフィルタ８は、特殊光撮像素子９を特殊光ＦＬの結像位置に位置決めするように、可視光ＶＬ及び特殊光Ｆｌそれぞれの光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。プリズム６は、可視光撮像素子７を可視光ＶＬの結像位置に位置決めし、特殊光撮像素子９を特殊光ＦＬの結像位置に位置決めするように、可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬそれぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。撮像装置１は、プリズム６と、可視光撮像素子７及び特殊光撮像素子９の少なくとも一方との間に位置する空隙部Ｇを備え、空隙部Ｇは、可視光撮像素子７を可視光ＶＬの結像位置に位置決めし、特殊光撮像素子９を特殊光ＦＬの結像位置に位置決めするように、可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬそれぞれの光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。例えばこのようにして、可視光撮像素子７及び特殊光撮像素子９の位置決めを行うことができる。
　図１等を参照して説明したように、撮像装置１は、白色光ＷＬ及び励起光ＥＬ１それぞれを互いに異なるタイミングで観察対象Ｓに照射する光源２と、可視光撮像素子７からの撮像信号を処理する信号処理部１１３と、を備え、通常可視光ＶＬ１は、光源２からの白色光ＷＬが観察対象Ｓで反射した光を含み、可視特殊光ＶＬ２は、光源２からの励起光ＥＬ１の照射によって励起された観察対象Ｓが発した光を含み、信号処理部１１３は、白色光ＷＬが観察対象Ｓに照射されているときの撮像信号を通常可視光画像信号として処理し、励起光ＥＬ１が観察対象Ｓに照射されているときの撮像信号を可視特殊光画像信号として処理してよい。例えばこのようにして、可視光撮像素子７に入射する通常可視光ＶＬ１及び特殊光撮像素子９に入射する可視特殊光ＶＬ２を時分割で撮像することができる。
　図１３～図１５等を参照して説明した撮像装置１も、開示される技術の１つである。撮像装置１は、観察対象Ｓからの光Ｌに含まれる可視光（例えば通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２を含む）及び特殊光ＦＬを分離するプリズム６と、プリズム６によって分離された可視光ＶＬを撮像する可視光撮像素子７と、プリズム６によって分離された特殊光ＦＬを撮像する特殊光撮像素子９と、プリズム６によって分離された可視光ＶＬに含まれる可視特殊光ＶＬ２を撮像する可視特殊光撮像素子１２と、を備える。プリズム６における可視光撮像素子７への可視光ＶＬの分光透過率ＴＶＩＳ１に対する可視特殊光撮像素子１２への可視光の分光透過率ＴＶＩＳ２の比率は、０．２よりも大きく且つ５未満であり、プリズム６における特殊光撮像素子９への特殊光ＦＬの分光透過率は、９０％よりも大きい。このようにプリズム６の分光透過率ＴＶＩＳ１、分光透過率ＴＶＩＳ２及び分光透過率ＴＮＩＲを設計することでも、可視特殊光ＶＬ２を明瞭に撮像することができる。
　図１３等を参照して説明したように、撮像装置１は、観察対象Ｓとプリズム６との間に設けられた偏光解消板（光学素子５）を備えたり、プリズム６と可視特殊光撮像素子１２との間に設けられ、可視特殊光ＶＬ２を通過させるバンドパスフィルタ８１を備えたりしてよい。安定した露出での可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬの撮像が可能になったり、可視特殊光ＶＬ２を明瞭に撮像したりすることができる。
　図１３等を参照して説明したように、可視光撮像素子７の画素間隔Ｐ３に対する可視特殊光撮像素子１２の画素間隔Ｐ４の比率（Ｐ４／Ｐ３）、及び、可視光撮像素子７の画素間隔Ｐ３に対する特殊光撮像素子９の画素間隔Ｐ５の比率（Ｐ５／Ｐ３）は、いずれも１以上且つ５未満であってよい。これにより、可視光ＶＬを高解像度で撮像し、また、特殊光ＦＬを明瞭に撮像することができる。
　図１３等を参照して説明したように、可視光撮像素子７の実効画素エリア対角長Ｄ３に対する可視特殊光撮像素子１２の実効画素エリア対角長Ｄ４の比率（Ｄ４／Ｄ３）、及び、可視光撮像素子７の実効画素エリア対角長Ｄ３に対する特殊光撮像素子９の実効画素エリア対角長Ｄ５の比率は、いずれも０．７より大きく且つ１．４未満であってよい。これにより、特殊光ＦＬを高感度で受光し、明瞭に撮像することができる。
　図１３等を参照して説明したように、プリズム６には、結像レンズ４を通過した後の光Ｌが入射し、プリズム６に入射してから結像するまでの通常可視光ＶＬ１、可視特殊光ＶＬ２及び特殊光ＦＬそれぞれの光路長は互いに異なり、可視光撮像素子７は、可視光ＶＬの結像位置に位置するように、プリズム６に対して直接的に又は間接的に固定され、特殊光撮像素子９は、特殊光ＦＬの結像位置に位置するように、プリズム６に対して直接的に又は間接的に固定され、可視特殊光撮像素子１２は、可視特殊光ＶＬ２の結像位置に位置するように、プリズム６に対して直接的に又は間接的に固定されてよい。これにより、可視光撮像素子７のピントを合わせだけで特殊光撮像素子９及び可視特殊光撮像素子１２のピントも合うようになり、通常可視光ＶＬ１の高解像度での撮像、並びに、特殊光ＦＬ及び可視特殊光ＶＬ２の明瞭な撮像を容易に行うことができる。
　図１３等を参照して説明したように、撮像装置１は、プリズム６と特殊光撮像素子９との間に設けられ、特殊光ＦＬを通過させるバンドパスフィルタ８１（第１のバンドパスフィルタ）と、プリズム６と可視特殊光撮像素子１２との間に設けられ、可視特殊光ＶＬ２を通過させるバンドパスフィルタ８２（第２のバンドパスフィルタ）と、を備え、バンドパスフィルタ８１は、特殊光撮像素子９を特殊光ＦＬの結像位置に位置決めするように、可視光ＶＬ及び特殊光ＦＬそれぞれの光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有し、バンドパスフィルタ８２は、可視特殊光撮像素子１２を可視特殊光ＶＬ２の結像位置に位置決めするように、可視光ＶＬ及び可視特殊光ＶＬ２それぞれの光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。プリズム６は、可視光撮像素子７を可視光ＶＬの結像位置に位置決めし、特殊光撮像素子９を特殊光ＦＬの結像位置に位置決めし、可視特殊光撮像素子１２を可視特殊光ＶＬ２の結像位置に位置決めするように、通常可視光ＶＬ１、特殊光ＦＬ及び可視特殊光ＶＬ２それぞれの光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。撮像装置１は、プリズム６と、可視光撮像素子７、特殊光撮像素子９及び可視特殊光撮像素子１２の少なくとも１つとの間に位置する空隙部Ｇを備え、空隙部Ｇは、可視光撮像素子７を可視光ＶＬの結像位置に位置決めし、特殊光撮像素子９を特殊光ＦＬの結像位置に位置決めし、可視特殊光撮像素子１２を可視特殊光ＶＬ２の結像位置に位置決めするように、通常可視光ＶＬ１、特殊光ＦＬ及び可視特殊光ＶＬ２それぞれの光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有してよい。例えばこのようにして、可視光撮像素子７、特殊光撮像素子９及び可視特殊光撮像素子１２の位置決めを行うことができる。
　図１６～図１８等を参照して説明した医療用観察システム（例えば内視鏡システム５０００、顕微鏡手術システム５３００等）も、開示される技術の１つである。医療用観察システムは、術部を撮像する撮像装置１を備える。撮像装置１についてはこれまで説明したとおりである。医療観察において、可視光ＶＬに通常可視光ＶＬ１及び可視特殊光ＶＬ２が含まれ、それらの光の両方を観察する場合でも、可視特殊光ＶＬ２を明瞭に撮像することができる。
　なお、本開示に記載された効果は、あくまで例示であって、開示された内容に限定されない。他の効果があってもよい。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　観察対象からの光に含まれる可視光及び特殊光を分離するプリズムと、
　前記プリズムによって分離された可視光を撮像する可視光撮像素子と、
　前記プリズムによって分離された特殊光を撮像する特殊光撮像素子と、
　を備え、
　前記プリズムにおける前記可視光撮像素子への前記可視光の分光透過率に対する前記特殊光撮像素子への前記可視光の分光透過率の比率は、０．２５以上且つ４以下であり、
　前記プリズムにおける前記特殊光撮像素子への前記特殊光の分光透過率は、９０％よりも大きい、
　撮像装置。
（２）
　前記観察対象と前記プリズムとの間に設けられた偏光解消板を備える、
　（１）に記載の撮像装置。
（３）
　前記可視光は、通常可視光及び可視特殊光を含む、
　（１）又は（２）に記載の撮像装置。
（４）
　前記プリズムと前記特殊光撮像素子との間に設けられ、前記可視特殊光及び前記特殊光を通過させるバンドパスフィルタを備え、
　前記特殊光撮像素子は、前記可視特殊光も撮像する、
　（３）に記載の撮像装置。
（５）
　前記可視光撮像素子の画素間隔に対する前記特殊光撮像素子の画素間隔の比率は、１以上且つ５未満である、
　（１）～（４）のいずれかに記載の撮像装置。
（６）
　前記可視光撮像素子の実効画素エリア対角長に対する前記特殊光撮像素子の実効画素エリア対角長の比率は、０．７より大きく且つ１．４未満である、
　（１）～（５）のいずれかに記載の撮像装置。
（７）
　前記プリズムには、結像レンズを通過した後の光が入射し、
　前記プリズムに入射してから結像するまでの前記可視光及び前記特殊光それぞれの光路長は互いに異なり、
　前記可視光撮像素子は、前記可視光の結像位置に位置するように、前記プリズムに対して直接的に又は間接的に固定され、
　前記特殊光撮像素子は、前記特殊光の結像位置に位置するように、前記プリズムに対して直接的に又は間接的に固定される、
　（１）～（６）のいずれかに記載の撮像装置。
（８）
　前記可視光は、通常可視光及び可視特殊光を含み、
　前記撮像装置は、前記プリズムと前記特殊光撮像素子との間に設けられ、前記可視特殊光及び前記特殊光を透過させるバンドパスフィルタを備え、
　前記バンドパスフィルタは、前記特殊光撮像素子を前記特殊光の結像位置に位置決めするように、前記可視光及び前記特殊光それぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有する、
　（７）に記載の撮像装置。
（９）
　前記プリズムは、前記可視光撮像素子を前記可視光の結像位置に位置決めし、前記特殊光撮像素子を前記特殊光の結像位置に位置決めするように、前記可視光及び前記特殊光それぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有する、
　（７）又は（８）に記載の撮像装置。
（１０）
　前記プリズムと、前記可視光撮像素子及び前記特殊光撮像素子の少なくとも一方との間に位置する空隙部を備え、
　前記空隙部は、前記可視光撮像素子を前記可視光の結像位置に位置決めし、前記特殊光撮像素子を前記特殊光の結像位置に位置決めするように、前記可視光及び前記特殊光それぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有する、
　（７）～（９）のいずれかに記載の撮像装置。
（１１）
　白色光及び励起光それぞれを互いに異なるタイミングで前記観察対象に照射する光源と、
　前記可視光撮像素子からの撮像信号を処理する信号処理部と、
　を備え、
　前記可視光は、通常可視光及び可視特殊光を含み、
　前記通常可視光は、前記光源からの前記白色光が前記観察対象で反射した光を含み、
　前記可視特殊光は、前記光源からの前記励起光の照射によって励起された前記観察対象が発した光を含み、
　前記信号処理部は、前記白色光が前記観察対象に照射されているときの前記撮像信号を通常可視光画像信号として処理し、前記励起光が前記観察対象に照射されているときの前記撮像信号を可視特殊光画像信号として処理する、
　（１）～（１０）のいずれかに記載の撮像装置。
（１２）
　観察対象からの光に含まれる可視光及び特殊光を分離するプリズムと、
　前記プリズムによって分離された可視光を撮像する可視光撮像素子と、
　前記プリズムによって分離された特殊光を撮像する特殊光撮像素子と、
　前記プリズムによって分離された前記可視光に含まれる可視特殊光を撮像する可視特殊光撮像素子と、
　を備え、
　前記プリズムにおける前記可視光撮像素子への前記可視光の分光透過率に対する前記可視特殊光撮像素子への前記可視光の分光透過率の比率は、０．２よりも大きく且つ５未満であり、
　前記プリズムにおける前記特殊光撮像素子への前記特殊光の分光透過率は、９０％よりも大きい、
　撮像装置。
（１３）
　前記観察対象と前記プリズムとの間に設けられた偏光解消板、
　及び、
　前記プリズムと前記可視特殊光撮像素子との間に設けられ、前記可視特殊光を通過させるバンドパスフィルタ
　の少なくとも一方を備える、
　（１２）に記載の撮像装置。
（１４）
　前記可視光撮像素子の画素間隔に対する前記可視特殊光撮像素子の画素間隔の比率、及び、前記可視光撮像素子の画素間隔に対する前記特殊光撮像素子の画素間隔の比率は、いずれも１以上且つ５未満である、
　（１２）又は（１３）に記載の撮像装置。
（１５）
　前記可視光撮像素子の実効画素エリア対角長に対する前記可視特殊光撮像素子の実効画素エリア対角長の比率、及び、前記可視光撮像素子の実効画素エリア対角長に対する前記特殊光撮像素子の実効画素エリア対角長の比率は、いずれも０．７より大きく且つ１．４未満である、
　（１２）～（１４）のいずれかに記載の撮像装置。
（１６）
　前記可視光は、通常可視光及び前記可視特殊光を含み、
　前記プリズムには、結像レンズを通過した後の光が入射し、
　前記プリズムに入射してから結像するまでの前記通常可視光、前記特殊光及び前記可視特殊光それぞれの光路長は互いに異なり、
　前記可視光撮像素子は、前記可視光の結像位置に位置するように、前記プリズムに対して直接的に又は間接的に固定され、
　前記特殊光撮像素子は、前記特殊光の結像位置に位置するように、前記プリズムに対して直接的に又は間接的に固定され、
　前記可視特殊光撮像素子は、前記可視特殊光の結像位置に位置するように、前記プリズムに対して直接的に又は間接的に固定される、
　（１２）～（１５）のいずれかに記載の撮像装置。
（１７）
　前記プリズムと前記特殊光撮像素子との間に設けられ、前記特殊光を通過させる第１のバンドパスフィルタと、
　前記プリズムと前記可視特殊光撮像素子との間に設けられ、前記可視特殊光を通過させる第２のバンドパスフィルタと、
　を備え、
　前記第１のバンドパスフィルタは、前記特殊光撮像素子を前記特殊光の結像位置に位置決めするように、前記可視光及び前記特殊光それぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有し、
　前記第２のバンドパスフィルタは、前記可視特殊光撮像素子を前記可視特殊光の結像位置に位置決めするように、前記可視光及び前記可視特殊光それぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有する、
　（１６）に記載の撮像装置。
（１８）
　前記プリズムは、前記可視光撮像素子を前記可視光の結像位置に位置決めし、前記特殊光撮像素子を前記特殊光の結像位置に位置決めするように、前記可視特殊光撮像素子を前記可視特殊光の結像位置に位置決めし、前記通常可視光、前記特殊光及び前記可視特殊光それぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有する、
　（１６）又は（１７）に記載の撮像装置。
（１９）
　前記プリズムと、前記可視光撮像素子、前記特殊光撮像素子及び前記可視特殊光撮像素子の少なくとも１つとの間に位置する空隙部を備え、
　前記空隙部は、前記可視光撮像素子を前記可視光の結像位置に位置決めし、前記特殊光撮像素子を前記特殊光の結像位置に位置決めし、前記可視特殊光撮像素子を前記可視特殊光の結像位置に位置決めするように、前記通常可視光、前記特殊光及び前記可視特殊光及びそれぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有する、
　（１６）～（１８）のいずれかに記載の撮像装置。
（２０）
　術部を撮像する撮像装置を備え、
　前記撮像装置は、
　前記術部からの光に含まれる可視光及び特殊光を分離するプリズムと、
　前記プリズムによって分離された前記可視光を撮像する可視光撮像素子と、
　前記プリズムによって分離された前記特殊光を撮像する特殊光撮像素子と、
　を含み、
　前記プリズムにおける前記可視光撮像素子への前記可視光の分光透過率に対する前記特殊光撮像素子への前記可視光の分光透過率の比率は、０．２５以上且つ４以下であり、
　前記プリズムから前記特殊光撮像素子への前記特殊光の分光透過率は、９０％よりも大きい、
　医療用観察システム。
　　　１　撮像装置
　　　２　光源
　　２１　白色光光源
　　２２　可視光励起光光源
　　２３　不可視光励起光光源
　　　３　光診断組立体
　　　４　結像レンズ
　　４ａ　入射面
　　４ｂ　出射面
　　　５　光学素子（偏光解消板、励起光カットフィルタ）
　　５ａ　入射面
　　５ｂ　出射面
　　　６　プリズム
　　６ａ　入射面
　６ｂ１　出射面
　６ｂ２　出射面
６ｂ１１　出射面
６ｂ１２　出射面
　　６１　ブロック
　　６２　ブロック
　６２１　ブロック
　６２２　ブロック
　　６５　ダイクロイック膜
　　６６　ダイクロイック膜
　　　７　可視光撮像素子
　　７ａ　受光面
　　７ｐ　画素
　７ａ１　画素エリア
　７ａ２　実効画素エリア
　　　８　バンドパスフィルタ
　　８ａ　入射面
　　８ｂ　出射面
　　８１　バンドパスフィルタ
　　８２　バンドパスフィルタ
　　　９　特殊光撮像素子
　　９ａ　受光面
　　９ｐ　画素
　９ａ１　画素エリア
　９ａ２　実効画素エリア
　　１０　保持部材
　１０１　基板
　１０２　保持ロッド
１０２ａ　一端部
１０２ｂ　他端部
　　１１　処理ユニット
　１１１　光源制御部
　１１２　撮像制御部
　１１３　信号処理部
５０００　内視鏡システム（医療用観察システム）
５３００　顕微鏡手術システム（医療用観察システム）
　　Ｄ１　実効画素エリア対角長
　　Ｄ２　実効画素エリア対角長
　　Ｄ３　実効画素エリア対角長
　　Ｄ４　実効画素エリア対角長
　　Ｄ５　実効画素エリア対角長
　　　Ｇ　空隙部
　　Ｐ１　画素間隔
　　Ｐ２　画素間隔
　　Ｐ３　画素間隔
　　Ｐ４　画素間隔
　　Ｐ５　画素間隔
　　　Ｓ　観察対象
　　　Ｌ　光
　　ＳＬ　光
　　ＶＬ　可視光
　ＶＬ１　通常可視光
　ＶＬ２　可視特殊光
　　ＷＬ　白色光
　ＥＬ１　励起光
　ＥＬ２　励起光
　　Ｗ１　画素サイズ
　　Ｗ２　画素サイズ

Claims (20)

  1. 　観察対象からの光に含まれる可視光及び特殊光を分離するプリズムと、
    　前記プリズムによって分離された可視光を撮像する可視光撮像素子と、
    　前記プリズムによって分離された特殊光を撮像する特殊光撮像素子と、
    　を備え、
    　前記プリズムにおける前記可視光撮像素子への前記可視光の分光透過率に対する前記特殊光撮像素子への前記可視光の分光透過率の比率は、０．２５以上且つ４以下であり、
    　前記プリズムにおける前記特殊光撮像素子への前記特殊光の分光透過率は、９０％よりも大きい、
    　撮像装置。
  2. 　前記観察対象と前記プリズムとの間に設けられた偏光解消板を備える、
    　請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記可視光は、通常可視光及び可視特殊光を含む、
    　請求項１に記載の撮像装置。
  4. 　前記プリズムと前記特殊光撮像素子との間に設けられ、前記可視特殊光及び前記特殊光を通過させるバンドパスフィルタを備え、
    　前記特殊光撮像素子は、前記可視特殊光も撮像する、
    　請求項３に記載の撮像装置。
  5. 　前記可視光撮像素子の画素間隔に対する前記特殊光撮像素子の画素間隔の比率は、１以上且つ５未満である、
    　請求項１に記載の撮像装置。
  6. 　前記可視光撮像素子の実効画素エリア対角長に対する前記特殊光撮像素子の実効画素エリア対角長の比率は、０．７より大きく且つ１．４未満である、
    　請求項１に記載の撮像装置。
  7. 　前記プリズムには、結像レンズを通過した後の光が入射し、
    　前記プリズムに入射してから結像するまでの前記可視光及び前記特殊光それぞれの光路長は互いに異なり、
    　前記可視光撮像素子は、前記可視光の結像位置に位置するように、前記プリズムに対して直接的に又は間接的に固定され、
    　前記特殊光撮像素子は、前記特殊光の結像位置に位置するように、前記プリズムに対して直接的に又は間接的に固定される、
    　請求項１に記載の撮像装置。
  8. 　前記可視光は、通常可視光及び可視特殊光を含み、
    　前記撮像装置は、前記プリズムと前記特殊光撮像素子との間に設けられ、前記可視特殊光及び前記特殊光を透過させるバンドパスフィルタを備え、
    　前記バンドパスフィルタは、前記特殊光撮像素子を前記特殊光の結像位置に位置決めするように、前記可視光及び前記特殊光それぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有する、
    　請求項７に記載の撮像装置。
  9. 　前記プリズムは、前記可視光撮像素子を前記可視光の結像位置に位置決めし、前記特殊光撮像素子を前記特殊光の結像位置に位置決めするように、前記可視光及び前記特殊光それぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有する、
    　請求項７に記載の撮像装置。
  10. 　前記プリズムと、前記可視光撮像素子及び前記特殊光撮像素子の少なくとも一方との間に位置する空隙部を備え、
    　前記空隙部は、前記可視光撮像素子を前記可視光の結像位置に位置決めし、前記特殊光撮像素子を前記特殊光の結像位置に位置決めするように、前記可視光及び前記特殊光それぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有する、
    　請求項７に記載の撮像装置。
  11. 　白色光及び励起光それぞれを互いに異なるタイミングで前記観察対象に照射する光源と、
    　前記可視光撮像素子からの撮像信号を処理する信号処理部と、
    　を備え、
    　前記可視光は、通常可視光及び可視特殊光を含み、
    　前記通常可視光は、前記光源からの前記白色光が前記観察対象で反射した光を含み、
    　前記可視特殊光は、前記光源からの前記励起光の照射によって励起された前記観察対象が発した光を含み、
    　前記信号処理部は、前記白色光が前記観察対象に照射されているときの前記撮像信号を通常可視光画像信号として処理し、前記励起光が前記観察対象に照射されているときの前記撮像信号を可視特殊光画像信号として処理する、
    　請求項１に記載の撮像装置。
  12. 　観察対象からの光に含まれる可視光及び特殊光を分離するプリズムと、
    　前記プリズムによって分離された可視光を撮像する可視光撮像素子と、
    　前記プリズムによって分離された特殊光を撮像する特殊光撮像素子と、
    　前記プリズムによって分離された前記可視光に含まれる可視特殊光を撮像する可視特殊光撮像素子と、
    　を備え、
    　前記プリズムにおける前記可視光撮像素子への前記可視光の分光透過率に対する前記可視特殊光撮像素子への前記可視光の分光透過率の比率は、０．２よりも大きく且つ５未満であり、
    　前記プリズムにおける前記特殊光撮像素子への前記特殊光の分光透過率は、９０％よりも大きい、
    　撮像装置。
  13. 　前記観察対象と前記プリズムとの間に設けられた偏光解消板、
    　及び、
    　前記プリズムと前記可視特殊光撮像素子との間に設けられ、前記可視特殊光を通過させるバンドパスフィルタ
    　の少なくとも一方を備える、
    　請求項１２に記載の撮像装置。
  14. 　前記可視光撮像素子の画素間隔に対する前記可視特殊光撮像素子の画素間隔の比率、及び、前記可視光撮像素子の画素間隔に対する前記特殊光撮像素子の画素間隔の比率は、いずれも１以上且つ５未満である、
    　請求項１２に記載の撮像装置。
  15. 　前記可視光撮像素子の実効画素エリア対角長に対する前記可視特殊光撮像素子の実効画素エリア対角長の比率、及び、前記可視光撮像素子の実効画素エリア対角長に対する前記特殊光撮像素子の実効画素エリア対角長の比率は、いずれも０．７より大きく且つ１．４未満である、
    　請求項１２に記載の撮像装置。
  16. 　前記可視光は、通常可視光及び前記可視特殊光を含み、
    　前記プリズムには、結像レンズを通過した後の光が入射し、
    　前記プリズムに入射してから結像するまでの前記通常可視光、前記特殊光及び前記可視特殊光それぞれの光路長は互いに異なり、
    　前記可視光撮像素子は、前記可視光の結像位置に位置するように、前記プリズムに対して直接的に又は間接的に固定され、
    　前記特殊光撮像素子は、前記特殊光の結像位置に位置するように、前記プリズムに対して直接的に又は間接的に固定され、
    　前記可視特殊光撮像素子は、前記可視特殊光の結像位置に位置するように、前記プリズムに対して直接的に又は間接的に固定される、
    　請求項１２に記載の撮像装置。
  17. 　前記プリズムと前記特殊光撮像素子との間に設けられ、前記特殊光を通過させる第１のバンドパスフィルタと、
    　前記プリズムと前記可視特殊光撮像素子との間に設けられ、前記可視特殊光を通過させる第２のバンドパスフィルタと、
    　を備え、
    　前記第１のバンドパスフィルタは、前記特殊光撮像素子を前記特殊光の結像位置に位置決めするように、前記可視光及び前記特殊光それぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有し、
    　前記第２のバンドパスフィルタは、前記可視特殊光撮像素子を前記可視特殊光の結像位置に位置決めするように、前記可視光及び前記可視特殊光それぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有する、
    　請求項１６に記載の撮像装置。
  18. 　前記プリズムは、前記可視光撮像素子を前記可視光の結像位置に位置決めし、前記特殊光撮像素子を前記特殊光の結像位置に位置決めするように、前記可視特殊光撮像素子を前記可視特殊光の結像位置に位置決めし、前記通常可視光、前記特殊光及び前記可視特殊光それぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有する、
    　請求項１６に記載の撮像装置。
  19. 　前記プリズムと、前記可視光撮像素子、前記特殊光撮像素子及び前記可視特殊光撮像素子の少なくとも１つとの間に位置する空隙部を備え、
    　前記空隙部は、前記可視光撮像素子を前記可視光の結像位置に位置決めし、前記特殊光撮像素子を前記特殊光の結像位置に位置決めし、前記可視特殊光撮像素子を前記可視特殊光の結像位置に位置決めするように、前記通常可視光、前記特殊光及び前記可視特殊光及びそれぞれの前記光路長どうしの光路長差に応じて設計された光軸方向長さを有する、
    　請求項１６に記載の撮像装置。
  20. 　術部を撮像する撮像装置を備え、
    　前記撮像装置は、
    　前記術部からの光に含まれる可視光及び特殊光を分離するプリズムと、
    　前記プリズムによって分離された前記可視光を撮像する可視光撮像素子と、
    　前記プリズムによって分離された前記特殊光を撮像する特殊光撮像素子と、
    　を含み、
    　前記プリズムにおける前記可視光撮像素子への前記可視光の分光透過率に対する前記特殊光撮像素子への前記可視光の分光透過率の比率は、０．２５以上且つ４以下であり、
    　前記プリズムから前記特殊光撮像素子への前記特殊光の分光透過率は、９０％よりも大きい、
    　医療用観察システム。
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