(57)【要約】  可視光と可視光よりも長い波長帯域を含む励起光を照射する光源と、光源に照射された被写体からの可視光、励起光、および励起光よりも長い波長帯域を含む蛍光が入射される撮像部と、撮像部から得られた信号を処理する信号処理部と、を有し、撮像部は、少なくとも励起光が照射された被写体からの第１の光から励起光を含む波長帯域を減衰させた第２の光に基づき第１の画像を生成し、第２の光から蛍光の波長帯域のみを除去した第３の光に基づき第２の画像を生成し、信号処理部は、第１の画像および第２の画像を用いて、蛍光を含む波長帯域の光に基づく第３の画像を生成する。
2016194101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光と前記可視光よりも長い波長帯域を含む励起光を照射する光源と、
前記光源に照射された被写体からの前記可視光、前記励起光、および前記励起光よりも長い波長帯域を含む蛍光が入射される撮像部と、
前記撮像部から得られた信号を処理する信号処理部と、
を有し、
前記撮像部は、
少なくとも前記励起光が照射された被写体からの第１の光から前記励起光を含む波長帯域を減衰させた第２の光に基づき第１の画像を生成し、
前記第２の光から前記蛍光の波長帯域のみを除去した第３の光に基づき第２の画像を生成し、
前記信号処理部は、
前記第１の画像および前記第２の画像を用いて、前記蛍光を含む波長帯域の光に基づく第３の画像を生成する、
赤外蛍光観察装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、
前記第１の画像から前記第２の画像を減算することにより、前記第３の画像を生成する、
請求項１に記載の赤外蛍光観察装置。
【請求項３】
前記撮像部は、
前記第１の光が入力され、前記第２の光を出力する第１の波長選択部と、
前記第２の光を第１の光路と第２の光路に分割するハーフミラーと、
前記第１の光路に配置され、前記第２の光に基づき前記第１の画像を生成する第１の撮像素子と、
前記第２の光路に配置され、前記第２の光が入力され、前記蛍光を含む波長帯域を除去し、前記第３の光を出力する第２の波長選択部と、
前記第２の光路に配置され、前記第３の光に基づき前記第２の画像を生成する第２の撮像素子と、
を有する、
請求項１に記載の赤外蛍光観察装置。
【請求項４】
第１のモードと第２のモードとを順次切り替える切り替え部、
を有し、
前記光源は、
前記第１のモードおよび前記第２のモードで少なくとも前記励起光を照射し、
前記撮像部は、
前記第１の光が入力され、前記励起光を含む波長帯域を減衰させ、前記第２の光を所定の光路に出力する、第１の波長選択部と、
前記第１のモードにおいて前記所定の光路から退避して配置され、前記第２のモードにおいて前記所定の光路に配置され、前記第２の光が入力され、前記蛍光を含む波長帯域を除去し、前記第３の光を出力する第２の波長選択部と、
前記所定の光路に配置され、前記第１のモードにおいて前記第２の光に基づき前記第１の画像を生成し、前記第２のモードにおいて前記第３の光に基づき前記第２の画像を生成する撮像素子と、
を有する、
請求項１に記載の赤外蛍光観察装置。
【請求項５】
前記撮像部は、
前記第１の光が入力され、前記励起光を含む波長帯域を減衰させ、前記第２の光を出力する第１の波長選択部と、
前記第２の光が入力される撮像素子と、
を有し、
前記撮像素子は、
所定の面上に周期的に配置され、前記第２の光に各々感度を有する、前記第１の画像を構成する複数の第１の画素と、
前記所定の面上に周期的に配置され、前記第２の光から前記蛍光を含む波長帯域を除去して前記第３の光を得るフィルタを各々有し、前記第３の光に各々感度を有する、前記第２の画像を構成する複数の第２の画素と、
を有する、
請求項１に記載の赤外蛍光観察装置。
【請求項６】
前記第１の画素および前記第２の画素は、
水平方向および垂直方向に交互に配置されている、
請求項５に記載の赤外蛍光観察装置。
【請求項７】
前記赤外蛍光観察装置は、
内視鏡装置であり、
前記内視鏡装置は、
体内に挿入される挿入部と、前記挿入部を操作する操作部とを有するスコープ部と、
前記スコープ部と接続される外部処理部と、
を有し、
前記光源および前記撮像部は、
前記スコープ部に配置され、
前記信号処理部は、
前記外部処理部に配置される、
請求項１に記載の赤外蛍光観察装置。
【請求項８】
前記赤外蛍光観察装置は、
顕微鏡装置である、
請求項１に記載の赤外蛍光観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外蛍光観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、癌などを診断するために、ＩＣＧ（インドシアニングリーン）といわれる蛍光薬剤を予め検査対象者の体内に投与することによって、病変の有無を判断する診断法が知られている。ＩＣＧは、癌などの病巣に親和性をもった蛍光物質であり、赤外領域の光によって励起し、蛍光発光する。そして、従来から、ＩＣＧの蛍光発光を観察する機能を備えた様々な医療用のシステムが提案されている。なお、例えば、医師などの検査実施者は、医療用のシステムによって観察した蛍光発光の明るさから病変の有無を判断している。【０００３】
従来の医療用のシステムには、蛍光発光を観察するための構成として、近赤外光などの赤外領域の光を、ＩＣＧを励起させるための励起光として照射し、照射した励起光によって蛍光発光した病巣部の特定のタンパク質を造影する赤外蛍光観察装置を備えている。【０００４】
例えば、特許文献１には、可視光を用いた通常の観察に加えて、励起光を用いた蛍光の観察を行うことができる内視鏡装置が開示されている。特許文献１に開示された内視鏡装置では、挿入部の先端部から可視光と励起光とを被検査体に照射し、被検査体から反射した可視光および励起光と、励起光による励起によってＩＣＧが蛍光発光した蛍光とをイメージガイドファイバを介してカメラヘッドに導く。そして、特許文献１に開示された内視鏡装置では、まず、カメラヘッドに導かれた可視光、励起光、および蛍光を、カメラヘッド内に備えたダイクロックミラーによって、可視光と、励起光および蛍光とに分離する。ここで分離された可視光は、撮像手段によって撮像される。また、特許文献１に開示された内視鏡装置では、分離された励起光および蛍光は、カメラヘッド内に備えた励起光カットフィルタによって励起光が除去（カット）され、蛍光のみがイメージインテンシファイアによって増幅されて、可視光用の撮像手段とは別の撮像手段によって撮像される。【０００５】
また、特許文献１に開示された内視鏡装置の別の構成では、通常の観察のときに可視光のみを被検査体に照射し、蛍光撮影のときに励起光のみを被検査体に照射する。そして、特許文献１に開示された内視鏡装置では、通常の観察のとき、被検査体から反射した可視光を撮像手段によって撮像する。また、特許文献１に開示された内視鏡装置では、蛍光撮影のとき、被検査体から反射した励起光および蛍光から、励起光のみを励起光カットフィルタによって除去し、蛍光のみを可視光用の撮像手段と同じ撮像手段によって撮像する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特許第３９６２１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、特許文献１に開示された内視鏡装置の構成では、被検査体から反射した励起光および蛍光から、励起光カットフィルタで励起光のみを除去することによって蛍光を抽出している。ここで、ＩＣＧの蛍光の発光は非常に微弱であるため、特許文献１に開示された内視鏡装置では、より多くの蛍光を観察することができるように、強い（明るい）励起光を被検査体に照射することが考えられる。ところが、この場合には、被検査体から反射する励起光も強くなるため、励起光カットフィルタが全ての励起光を減衰させて除去することができず、励起光の検出量が蛍光の検出量に対して無視できない値になってしまうことがある。つまり、強い励起光は、励起光カットフィルタによって全てが除去されず、励起光を除去した後の蛍光に、微少ながら励起光の成分も含まれてしまう。【０００８】
また、特許文献１に開示された、ダイクロックミラーによって可視光を分離する構成の内視鏡装置では、可視光の成分を完全に分離することができない場合もある。また、特許文献１に開示された、可視光と励起光とを別々に被検査体に照射する構成の内視鏡装置は、可視光を光学的に除去していない構成であるため、内視鏡装置を使用する作業環境などによっては、例えば、検査対象者の外部の環境からの可視光の成分が、蛍光撮影のときに漏れ込んできてしまうこともある。【０００９】
つまり、特許文献１に開示された内視鏡装置の構成では、被検査体を観察するための蛍光に、励起光や可視光の成分が、ノイズ成分として含まれてしまう場合がある。そして、このノイズ成分は、蛍光成分が微少になるにつれて、蛍光の成分との区別が困難になり、内視鏡装置を使用した被検査体の観察に支障をきたす要因となる。【００１０】
なお、特許文献１に開示された内視鏡装置の構成では、例えば、励起光カットフィルタやダイクロックミラーの改良、さらに他の光学フィルタを追加した構成への変更などによって、励起光の除去や可視光の分離をより高精度に行い、ノイズ成分をより確実に除去することも考えられる。しかしながら、励起光を高精度に除去する励起光カットフィルタや、可視光を高精度に分離するダイクロックミラーは容易に実現することはできず、仮に実現することができたとしても、高価なものになってしまう。また、他の光学フィルタをさらに追加した構成にする場合、内視鏡装置が高価なものになってしまうことも考えられる。【００１１】
本発明は、上記の課題に基づいてなされたものであり、可視光および蛍光物質を励起するための励起光と、蛍光物質が励起した蛍光とを高い精度で分離し、微少な蛍光でも観察することができる赤外蛍光観察装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様の赤外蛍光観察装置は、可視光と前記可視光よりも長い波長帯域を含む励起光を照射する光源と、前記光源に照射された被写体からの前記可視光、前記励起光、および前記励起光よりも長い波長帯域を含む蛍光が入射される撮像部と、前記撮像部から得られた信号を処理する信号処理部と、を有し、前記撮像部は、少なくとも前記励起光が照射された被写体からの第１の光から前記励起光を含む波長帯域を減衰させた第２の光に基づき第１の画像を生成し、前記第２の光から前記蛍光の波長帯域のみを除去した第３の光に基づき第２の画像を生成し、前記信号処理部は、前記第１の画像および前記第２の画像を用いて、前記蛍光を含む波長帯域の光に基づく第３の画像を生成する。【００１３】
本発明の第２の態様によれば、上記第１の態様の赤外蛍光観察装置において、前記信号処理部は、前記第１の画像から前記第２の画像を減算することにより、前記第３の画像を生成してもよい。【００１４】
本発明の第３の態様によれば、上記第１の態様の赤外蛍光観察装置において、前記撮像部は、前記第１の光が入力され、前記第２の光を出力する第１の波長選択部と、前記第２の光を第１の光路と第２の光路に分割するハーフミラーと、前記第１の光路に配置され、前記第２の光に基づき前記第１の画像を生成する第１の撮像素子と、前記第２の光路に配置され、前記第２の光が入力され、前記蛍光を含む波長帯域を除去し、前記第３の光を出力する第２の波長選択部と、前記第２の光路に配置され、前記第３の光に基づき前記第２の画像を生成する第２の撮像素子と、を有してもよい。【００１５】
本発明の第４の態様によれば、上記第１の態様の赤外蛍光観察装置において、第１のモードと第２のモードとを順次切り替える切り替え部、を有し、前記光源は、前記第１のモードおよび前記第２のモードで少なくとも前記励起光を照射し、前記撮像部は、前記第１の光が入力され、前記励起光を含む波長帯域を減衰させ、前記第２の光を所定の光路に出力する、第１の波長選択部と、前記第１のモードにおいて前記所定の光路から退避して配置され、前記第２のモードにおいて前記所定の光路に配置され、前記第２の光が入力され、前記蛍光を含む波長帯域を除去し、前記第３の光を出力する第２の波長選択部と、前記所定の光路に配置され、前記第１のモードにおいて前記第２の光に基づき前記第１の画像を生成し、前記第２のモードにおいて前記第３の光に基づき前記第２の画像を生成する撮像素子と、を有してもよい。【００１６】
本発明の第５の態様によれば、上記第１の態様の赤外蛍光観察装置において、前記撮像部は、前記第１の光が入力され、前記励起光を含む波長帯域を減衰させ、前記第２の光を出力する第１の波長選択部と、前記第２の光が入力される撮像素子と、を有し、前記撮像素子は、所定の面上に周期的に配置され、前記第２の光に各々感度を有する、前記第１の画像を構成する複数の第１の画素と、前記所定の面上に周期的に配置され、前記第２の光から前記蛍光を含む波長帯域を除去して前記第３の光を得るフィルタを各々有し、前記第３の光に各々感度を有する、前記第２の画像を構成する複数の第２の画素と、を有してもよい。【００１７】
本発明の第６の態様によれば、上記第５の態様の赤外蛍光観察装置において、前記第１の画素および前記第２の画素は、水平方向および垂直方向に交互に配置されていてもよい。【００１８】
本発明の第７の態様によれば、上記第１の態様の赤外蛍光観察装置において、前記赤外蛍光観察装置は、内視鏡装置であり、前記内視鏡装置は、体内に挿入される挿入部と、前記挿入部を操作する操作部とを有するスコープ部と、前記スコープ部と接続される外部処理部と、を有し、前記光源および前記撮像部は、前記スコープ部に配置され、前記信号処理部は、前記外部処理部に配置されてもよい。【００１９】
本発明の第８の態様によれば、上記第１の態様の赤外蛍光観察装置において、前記赤外蛍光観察装置は、顕微鏡装置であってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
上記各態様によれば、可視光および蛍光物質を励起するための励起光と、蛍光物質が励起した蛍光とを高い精度で分離し、微少な蛍光でも観察することができる赤外蛍光観察装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態における内視鏡装置の概略構成を示した図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置における動作の一例を模式的に示した図である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置における動作の一例を模式的に示した図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における内視鏡装置の概略構成を示した図である。
【図４】本発明の第３の実施形態における内視鏡装置の概略構成を示した図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の内視鏡装置に備えたイメージャにおける画素の配置の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、本発明の赤外蛍光観察装置が、内視鏡装置として構成される場合について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における内視鏡装置の概略構成を示した図である。
【００２３】
第１の実施形態の内視鏡装置１は、腹腔鏡手術用の硬性内視鏡である。内視鏡装置１は、ＩＣＧなどの蛍光薬剤が体内に予め投与された状態の検査対象者に対して使用される。以下の説明においては、蛍光薬剤としてＩＣＧが検査対象者の体内に投与されているものとして説明する。
【００２４】
また、内視鏡装置１は、可視光による被検査体の撮影機能と、近赤外光などの励起光の照射によって投与したＩＣＧが励起して蛍光発光した蛍光による被検査体の撮影機能とを備えた内視鏡装置である。以下の説明においては、説明を容易にするため、蛍光による被検査体の撮影機能を実現するための内視鏡装置１の構成について説明する。なお、内視鏡装置１における可視光による被検査体の撮影機能は、例えば、従来の内視鏡装置と同様に、ダイクロックミラーによって分離した可視光による撮影を行うことで実現することができる。つまり、以下に説明する内視鏡装置１の構成は、ダイクロックミラーによって分離した励起光および蛍光の光路上に本発明の赤外蛍光観察装置を配置することによって、蛍光による被検査体の撮影機能を実現する構成である。また、以下に説明する内視鏡装置１の構成は、例えば、従来の内視鏡装置において励起光のみを被検査体に照射する蛍光撮影のときに本発明の赤外蛍光観察装置が動作することによって、蛍光による被検査体の撮影機能を実現する構成でもある。
【００２５】
図１において、内視鏡装置１は、スコープ部１０と、外部処理部２０と、モニタ３０とを備えている。内視鏡装置１において、スコープ部１０は、挿入部１１と、操作部１２とから構成される。スコープ部１０において、挿入部１１は、本発明の赤外蛍光観察装置の構成要素である光源１１１を含んで構成される。また、スコープ部１０において、操作部１２は、本発明の赤外蛍光観察装置の構成要素である励起光カットフィルタ１２１と、ハーフミラー１２２と、イメージャ１２３と、蛍光カットフィルタ１２４と、イメージャ１２５とを有する撮像部を含んで構成される。また、内視鏡装置１において、外部処理部２０は、本発明の赤外蛍光観察装置である信号処理部２１を含んで構成される。
【００２６】
第１の実施形態の内視鏡装置１では、本発明の赤外蛍光観察装置が、光源１１１と、撮像部（励起光カットフィルタ１２１、ハーフミラー１２２、イメージャ１２３、蛍光カットフィルタ１２４、およびイメージャ１２５）と、信号処理部２１とによって構成されている。
【００２７】
スコープ部１０に備えた挿入部１１は、ＩＣＧが予め投与された状態の検査対象者の体内に挿入される。挿入部１１に備えた光源１１１は、ＩＣＧを励起するための近赤外光を励起光として発光する光源ある。光源１１１は、挿入部１１の先端部に配置され、発光した励起光を被検査体に照射する。これにより、挿入部１１の先端部には、被検査体から反射した励起光と、励起光によってＩＣＧが励起して発光した蛍光とが入射する。挿入部１１は、入射した励起光および蛍光を、スコープ部１０に備えた操作部１２に導光する。
【００２８】
なお、本発明においては、挿入部１１の先端部に入射した励起光および蛍光を操作部１２に導光する方法や構成に関しては、特に規定しない。例えば、光による像をリレー形式で伝える、いわゆる、リレーレンズや瞳のリレーといわれる方法であってもよい。また、例えば、イメージガイドファイバのような光ファイバの構成であってもよい。また、本発明においては、光源１１１を挿入部１１の先端部に配置しているが、光源１１１は、他の箇所に配置または設置してもよい。例えば、光源１１１を設置した別の装置（光源部）を設け、光ファイバなどの光導波路によって、光源１１１が発光した光を挿入部１１に導いてもよい。
【００２９】
なお、内視鏡装置１は、上述したように、腹腔鏡手術用の内視鏡装置であるため、基本的には可視光などの外光は入射しない。しかしながら、内視鏡装置１を使用する作業環境などによっては、微弱な外光（可視光など）も、挿入部１１の先端部に入射することも考えられる。第１の実施形態の内視鏡装置１では、挿入部１１の先端部に入射した微弱な外光も、イメージャ１２５に照射する微弱な励起光と同様にノイズ成分として扱うことができる。従って、以下の説明においては、説明を容易にするため、内視鏡装置１には可視光が入射しないものとして説明する。
【００３０】
操作部１２は、例えば、検査実施者（例えば、腹腔鏡手術を実施している医師など）が操作することによって、挿入部１１の動作を制御する支持部である。操作部１２に備えた撮像部は、イメージャ１２３およびイメージャ１２５のそれぞれが撮影して得た画素信号のそれぞれを、外部処理部２０に出力する。
【００３１】
励起光カットフィルタ１２１は、入射した励起光および蛍光に含まれる励起光のみを反射または吸収して減衰させる光学フィルタである。励起光カットフィルタ１２１は、励起光を減衰させた光（蛍光）を、ハーフミラー１２２に出射する。
【００３２】
なお、挿入部１１によって導光された励起光および蛍光は、上述したように、励起光カットフィルタ１２１によって励起光が減衰されるが、励起光カットフィルタ１２１が励起光を完全に減衰させていないことも考えられる。つまり、励起光カットフィルタ１２１から出射された光には、微弱な励起光の成分を含んでいることも考えられる。以下の説明においては、励起光カットフィルタ１２１から出射する光には、蛍光の他に微弱な励起光（以下、「微弱励起光」という）を含んでいるものとして説明する。
【００３３】
ハーフミラー１２２は、入射した光を１：１で分岐（分光）させる光学素子である。ハーフミラー１２２は、励起光カットフィルタ１２１から出射された蛍光および微弱励起光を、イメージャ１２３側の光路とイメージャ１２５側の光路とに分岐させる。これにより、イメージャ１２３と蛍光カットフィルタ１２４とには、同じ光（蛍光および微弱励起光）が入射される。
【００３４】
イメージャ１２３は、入射した光を露光（検出）し、露光した光を光電変換した画素信号を出力する撮像素子である。イメージャ１２３は、ハーフミラー１２２から出射された蛍光および微弱励起光を露光し、蛍光および微弱励起光に応じた画素信号を、外部処理部２０に出力する。
【００３５】
蛍光カットフィルタ１２４は、入射した蛍光および微弱励起光に含まれる蛍光のみを減衰させる光学フィルタである。蛍光カットフィルタ１２４に入射する蛍光は非常に微弱であるため、蛍光カットフィルタ１２４によって蛍光を減衰させることにより、蛍光成分をほぼゼロに減衰させる（除去する）ことができる。蛍光カットフィルタ１２４は、蛍光を除去した光（微弱励起光）を、イメージャ１２５に出射する。
【００３６】
イメージャ１２５は、イメージャ１２３と同様の撮像素子である。イメージャ１２５には、イメージャ１２３と異なる光、つまり、蛍光カットフィルタ１２４から出射された微弱励起光が入射される。イメージャ１２５は、蛍光カットフィルタ１２４から出射された微弱励起光を露光し、微弱励起光に応じた画素信号を、外部処理部２０に出力する。
【００３７】
外部処理部２０は、スコープ部１０に備えた操作部１２から入力されたそれぞれの画素信号に対して予め定めた画像処理を行って、被検査体の画像を生成する。外部処理部２０は、生成した被検査体の画像をモニタ３０に出力して表示させる。
【００３８】
信号処理部２１は、操作部１２から入力された画素信号に対して後述する信号処理を行って、被検査体の画像を生成する画像処理装置である。信号処理部２１は、操作部１２に備えたイメージャ１２３から入力された蛍光および微弱励起光に応じた画素信号と、操作部１２に備えたイメージャ１２５から入力された微弱励起光に応じた画素信号との差分をとった画素信号、つまり、蛍光成分のみの画素信号に基づいた画像を生成する。より具体的には、信号処理部２１は、操作部１２に備えたイメージャ１２３から入力された蛍光および微弱励起光に応じた画素信号に基づいた画像、つまり、微弱励起光を含んだ蛍光の画像を生成する。また、信号処理部２１は、操作部１２に備えたイメージャ１２５から入力された微弱励起光に応じた画素信号に基づいた画像、つまり、微弱励起光のみの画像を生成する。そして、信号処理部２１は、微弱励起光を含んだ蛍光の画像から、微弱励起光のみの画像を減算することによって、蛍光に応じた画素信号のみで形成された画像、つまり、蛍光成分のみの画像を生成する。ここで、画像の減算は、それぞれの画像において同じ位置に配置された画素の画素値同士の差分演算である。そして、信号処理部２１は、生成した蛍光成分のみの画像を、モニタ３０に出力する。
【００３９】
モニタ３０は、外部処理部２０から入力された画像を表示する、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示装置である。
【００４０】
このような構成によって内視鏡装置１は、検査対象者に投与されたＩＣＧを励起光によって励起させ、励起したＩＣＧが発光した蛍光による被検査体の画像を、検査実施者に提示する。
【００４１】
次に、本第１の実施形態の内視鏡装置１の動作について説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置における動作の一例を模式的に示した図である。図２Ａには、挿入部１１の先端部に入射し、操作部１２に導光された光から、励起光カットフィルタ１２１が励起光を減衰させる動作を模式的に示している。また、図２Ｂには、励起光カットフィルタ１２１によって励起光が減衰された後の光に対する処理を模式的に示している。図２Ａおよび図２Ｂには、光の波長を横軸にして、それぞれの光の強度（以下、「光強度」という）を縦軸に示している。
【００４２】
なお、図２Ａおよび図２Ｂには、微弱な外光である可視光が、励起光および蛍光と共に挿入部１１の先端部に入射してくる場合を示している。しかし、上述したように、内視鏡装置１では、挿入部１１の先端部に入射した微弱な外光（可視光）は、励起光と同様の光として扱うことができる。従って、以下の説明においては、微弱な可視光を区別せずに「励起光」という。
【００４３】
挿入部１１は、先端部に入射した被検査体から反射した光源１１１が照射した励起光と、励起光による励起によってＩＣＧが蛍光発光した蛍光とを励起光カットフィルタ１２１に導光する。ここで、励起光カットフィルタ１２１に入射する蛍光の光強度は、図２Ａの（ａ）に示したように、励起光の光強度よりも弱い。このため、内視鏡装置１では、励起光カットフィルタ１２１によって、入射した光に含まれる励起光のみを減衰させる。これにより、励起光カットフィルタ１２１から出射する光は、図２Ａの（ｂ）に示したように、励起光の光強度が、蛍光の光強度よりも弱くなっている状態となる。
【００４４】
ところが、励起光カットフィルタ１２１から出射する光には、図２Ａの（ｂ）に示したように、蛍光の波長帯域（成分）のみではなく、微弱励起光（微弱な可視光も含む）の波長帯域が、ノイズ成分として含まれている。図２Ａの（ｃ）には、図２Ａの（ｂ）において点線で示した範囲を拡大して示している。図２Ａの（ｃ）に示したように、励起光カットフィルタ１２１から出射する光には、励起光カットフィルタ１２１によって減衰させることができなかった微弱励起光（微弱な可視光も含む）が、ノイズ成分として含まれている。
【００４５】
従来の内視鏡装置では、図２Ａの（ｂ）および図２Ａの（ｃ）に示した状態の光、つまり、ノイズ成分が含まれている状態の蛍光による撮影を行っている。このため、従来の内視鏡装置が撮影して生成した被検査体の画像には、蛍光の成分の他にノイズ成分が含まれている。このため、従来の内視鏡装置では、図２Ａの（ｃ）に示したように蛍光の成分の光強度とノイズ成分の光強度との差が大きくない場合、つまり、蛍光が微少であった場合には、ノイズ成分と蛍光の成分との判別が困難となってしまい、被検査体における蛍光の発光箇所を特定することができない場合があった。
【００４６】
これに対して内視鏡装置１は、励起光カットフィルタ１２１が出射した、図２Ａの（ｂ）および図２Ａの（ｃ）に示したようなノイズ成分が含まれる蛍光をハーフミラー１２２で分岐させる。そして、内視鏡装置１では、イメージャ１２３が、従来の内視鏡装置と同様に、ノイズ成分が含まれている状態の蛍光による撮影を行う。また、内視鏡装置１では、蛍光カットフィルタ１２４が、ノイズ成分が含まれている状態の蛍光から蛍光の成分を除去してノイズ成分のみを抽出し、イメージャ１２５が、ノイズ成分の光による撮影を行う。つまり、内視鏡装置１では、イメージャ１２５が、励起光カットフィルタ１２１によって除去することができなかった微弱励起光（微弱な可視光も含む）の波長帯域（成分）の光による撮影を行う。
【００４７】
そして、内視鏡装置１では、信号処理部２１が、イメージャ１２３による撮影によって得た画素信号に基づいて微弱励起光を含んだ蛍光の画像を生成し、イメージャ１２５による撮影によって得た画素信号に基づいて微弱励起光のみの画像を生成する。その後、内視鏡装置１では、微弱励起光を含んだ蛍光の画像から、微弱励起光のみの画像を減算ことによって、蛍光のみの状態で撮影した被検査体の画像（蛍光成分のみの画像）を生成する。
【００４８】
図２Ｂには、上述したような内視鏡装置１の処理を模式的に示している。イメージャ１２３は、図２Ｂの（ａ）に示したような波長帯域の光、つまり、図２Ａの（ｂ）および図２Ａの（ｃ）に示したようなノイズ成分が含まれる蛍光による従来の内視鏡装置と同様の撮影を行い、イメージャ１２５は、図２Ｂの（ｂ）に示したような蛍光の波長帯域を除いた波長帯域の光による撮影を行う。これにより、イメージャ１２３が信号処理部２１に出力する画素信号からは、微弱励起光（微弱な可視光も含む）と蛍光とを合わせた波長帯域（成分）が含まれる画像（微弱励起光を含んだ蛍光の画像）が生成される。また、イメージャ１２５が信号処理部２１に出力する画素信号からは、微弱励起光（微弱な可視光も含む）の波長帯域（成分）のみ含まれる画像（微弱励起光のみの画像）が生成される。
【００４９】
信号処理部２１は、イメージャ１２３から入力された画素信号に基づいて生成した画像から、イメージャ１２５から入力された画素信号に基づいて生成した画像を減算した画像を生成する。つまり、信号処理部２１は、微弱励起光を含んだ蛍光の画像と、微弱励起光のみの画像との差分をとった画像を生成する。これにより、信号処理部２１は、図２Ｂの（ｃ）に示したような波長帯域の光が含まれる、つまり、ノイズ成分が含まれていない蛍光の波長帯域（成分）のみの画像を生成する。このようにして内視鏡装置１は、蛍光のみの状態で撮影した画像を生成する。
【００５０】
第１の実施形態によれば、可視光と可視光よりも長い波長帯域を含む励起光を照射する光源（光源１１１）と、光源１１１に照射された被写体（被検査体）からの可視光、励起光、および励起光よりも長い波長帯域を含む蛍光が入射される撮像部と、撮像部から得られた信号を処理する信号処理部（信号処理部２１）と、を有し、撮像部は、少なくとも励起光が照射された被検査体からの第１の光（励起光および蛍光）から励起光を含む波長帯域を減衰させた第２の光（蛍光および微弱励起光）に基づき第１の画像（微弱励起光を含んだ蛍光の画像）を生成し、蛍光および微弱励起光から蛍光の波長帯域のみを除去した第３の光（微弱励起光）に基づき第２の画像（微弱励起光のみの画像）を生成し、信号処理部２１は、微弱励起光を含んだ蛍光の画像および微弱励起光のみの画像を用いて、蛍光を含む波長帯域の光に基づく第３の画像（蛍光成分のみの画像）を生成する赤外蛍光観察装置（内視鏡装置１）が構成される。
【００５１】
また、第１の実施形態によれば、信号処理部２１は、微弱励起光を含んだ蛍光の画像から微弱励起光のみの画像を減算することにより、蛍光成分のみの画像を生成する内視鏡装置１が構成される。
【００５２】
また、第１の実施形態によれば、撮像部は、励起光および蛍光が入力され、蛍光および微弱励起光を出力する第１の波長選択部（励起光カットフィルタ１２１）と、蛍光および微弱励起光を第１の光路（イメージャ１２３側の光路）と第２の光路（イメージャ１２５側の光路）に分割するハーフミラー（ハーフミラー１２２）と、イメージャ１２３側の光路に配置され、蛍光および微弱励起光に基づき微弱励起光を含んだ蛍光の画像を生成する第１の撮像素子（イメージャ１２３）と、イメージャ１２５側の光路に配置され、蛍光および微弱励起光が入力され、蛍光を含む波長帯域を除去し、微弱励起光を出力する第２の波長選択部（蛍光カットフィルタ１２４）と、イメージャ１２５側の光路に配置され、微弱励起光に基づき微弱励起光のみの画像を生成する第２の撮像素子（イメージャ１２５）と、を有する内視鏡装置１が構成される。
【００５３】
また、第１の実施形態によれば、赤外蛍光観察装置は、内視鏡装置（内視鏡装置１）であり、内視鏡装置１は、体内（ＩＣＧが予め投与された状態の検査対象者の体内）に挿入される挿入部（挿入部１１）と、挿入部１１を操作する操作部（操作部１２）とを有するスコープ部（スコープ部１０）と、スコープ部１０と接続される外部処理部（外部処理部２０）と、を有し、光源１１１および撮像部は、スコープ部１０に配置され、信号処理部２１は、外部処理部２０に配置される内視鏡装置１が構成される。
【００５４】
このように、第１の実施形態の内視鏡装置１では、励起光を照射することによって入射した、被検査体から反射してきた励起光と、励起光によってＩＣＧが励起して発光した蛍光とが合わさった光から励起光の成分を減衰させる。そして、励起光の成分を減衰させた光による撮影と、さらに蛍光を除去した光による撮影とのそれぞれを行い、それぞれの撮影で得られた画素信号に基づいて生成した画像の差分をとることによって、蛍光のみで撮影した被検査体の画像を生成する。これにより、第１の実施形態の内視鏡装置１では、従来の内視鏡装置のように、除去することができなかった微弱な励起光（微弱な可視光も含む）の成分をさらに除去するための仕組みを備えるよりも容易な方法で、蛍光の成分のみが含まれる被検査体の画像を得ることができる。
【００５５】
つまり、第１の実施形態の内視鏡装置１では、もともとの光強度の強い励起光（可視光も含む）を除去するための仕組みを構築するのではなく、もともと光強度が弱いため除去することが容易であった蛍光を除去して得られる画像を利用した演算を行うことによって、容易に光強度の強い励起光（可視光も含む）を除去した画像を得る仕組みを構築している。しかも、第１の実施形態の内視鏡装置１において蛍光の成分のみが含まれる画像を得るための演算は、簡単な演算、つまり、差分演算のみである。これにより、第１の実施形態の内視鏡装置１では、蛍光が微少であっても、励起光と蛍光とを高い精度で分離し、蛍光の成分のみが含まれる被検査体の画像を得ることができる。
【００５６】
なお、第１の実施形態の内視鏡装置１において蛍光の成分のみが含まれる画像を得るための演算は、上述したような差分演算に限定されるものではない。例えば、イメージャ１２３からの画素信号に基づいた微弱励起光を含んだ蛍光の画像に含まれるそれぞれの画素、およびイメージャ１２５からの画素信号に基づいた微弱励起光のみの画像に含まれるそれぞれの画素のいずれか一方または両方に、予め定めた画素値を乗算した後に、それぞれの画像において同じ位置に配置された画素の画素値同士の差分演算を行ってもよい。これにより、例えば、仮にイメージャ１２３の光の感度とイメージャ１２５の光の感度とが異なっていたり、ハーフミラー１２２が入射した光を分岐する割合が１：１ではなかったりしても、微弱励起光を含んだ蛍光の画像と微弱励起光のみの画像とを同様の輝度レベルの画像にすることができる。このことにより、差分演算した画像、つまり、被検査体の画像をより正確な輝度レベルにすることができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、本発明の赤外蛍光観察装置が、内視鏡装置として構成される場合について説明する。図３は、本発明の第２の実施形態における内視鏡装置の概略構成を示した図である。
【００５８】
第２の実施形態の内視鏡装置２も、第１の実施形態の内視鏡装置１と同様に、腹腔鏡手術用の硬性内視鏡であり、ＩＣＧなどの蛍光薬剤が体内に予め投与された状態の検査対象者に対して使用される。また、内視鏡装置２も、第１の実施形態の内視鏡装置１と同様に、可視光による被検査体の撮影機能と、近赤外光などの励起光の照射によって投与したＩＣＧが励起して蛍光発光した蛍光による被検査体の撮影機能とを備えている。
【００５９】
図３において、内視鏡装置２は、スコープ部５０と、外部処理部２０と、モニタ３０とを備えている。内視鏡装置２において、スコープ部５０は、挿入部１１と、操作部５２とから構成される。内視鏡装置２は、撮像部の構成が、第１の実施形態の内視鏡装置１に備えた撮像部の構成と異なった構成である。内視鏡装置２には、第１の実施形態の内視鏡装置１に備えた構成要素と同様の構成要素を含んでいる。従って、以下の説明においては、内視鏡装置２の構成要素において、図１に示した第１の実施形態の内視鏡装置１に備えた構成要素と同様の構成要素には同一の符号を付与して、それぞれの構成要素に関する詳細な説明は省略し、内視鏡装置２において第１の実施形態の内視鏡装置１と異なる点のみを説明する。
【００６０】
スコープ部５０において、操作部５２は、本発明の赤外蛍光観察装置の構成要素である励起光カットフィルタ１２１と、フィルタ切り替え部５２６と、イメージャ１２３とを有する撮像部を含んで構成される。第２の実施形態の内視鏡装置２では、本発明の赤外蛍光観察装置が、光源１１１と、撮像部（励起光カットフィルタ１２１、フィルタ切り替え部５２６、およびイメージャ１２３）と、信号処理部２１とによって構成されている。
【００６１】
スコープ部５０に備えた挿入部１１は、入射した励起光および蛍光を、スコープ部５０に備えた操作部５２に導光する。
【００６２】
操作部５２に備えた撮像部は、第１の実施形態の内視鏡装置１のスコープ部１０に備えた操作部１２に備えた撮像部と同様に、イメージャ１２３が撮影して得た画素信号を、外部処理部２０に出力する。
【００６３】
励起光カットフィルタ１２１は、入射した励起光および蛍光に含まれる励起光のみを反射または吸収して減衰させた光（蛍光）を、フィルタ切り替え部５２６に出射する。なお、励起光カットフィルタ１２１から出射された光には、第１の実施形態の内視鏡装置１と同様に、微弱励起光を含んでいる。
【００６４】
フィルタ切り替え部５２６は、励起光カットフィルタ１２１から入射した光を、光学フィルタを通さずにイメージャ１２３に出射するか、光学フィルタを通してイメージャ１２３に出射するかを切り替える。図３において、フィルタ切り替え部５２６内に点線で示した光透過窓５２６１は、励起光カットフィルタ１２１から入射した微弱励起光を含んだ蛍光をそのままイメージャ１２３に出射するための開口部である。
【００６５】
フィルタ切り替え部５２６は、イメージャ１２３が撮影するフレームにごとに、光学フィルタを通さずに光を出射するモードと、光学フィルタを通した光を出射するモードとを切り替える。つまり、フィルタ切り替え部５２６は、イメージャ１２３が撮影するフレームに同期して、光を出射するモードをいずれか一方のモードに切り替える。
【００６６】
より具体的には、フィルタ切り替え部５２６は、イメージャ１２３が、蛍光および微弱励起光に応じた画素信号を取得するフレームのときに、光学フィルタを通さずに光を出射するモードに切り替える。これにより、励起光カットフィルタ１２１から入射した微弱励起光を含んだ蛍光がそのまま、光透過窓５２６１を通ってイメージャ１２３に出射される。
【００６７】
また、フィルタ切り替え部５２６は、イメージャ１２３が、微弱励起光に応じた画素信号を取得するフレームのときに、光学フィルタを通した光を出射するモードに切り替える。これにより、励起光カットフィルタ１２１から入射した微弱励起光を含んだ蛍光を、蛍光カットフィルタ１２４を通してイメージャ１２３に出射される。つまり、蛍光成分のみを除去した微弱励起光が、イメージャ１２３に出射される。
【００６８】
なお、本発明においては、フィルタ切り替え部５２６がイメージャ１２３に出射する光を切り替える構成、つまり、それぞれのモードに応じて蛍光カットフィルタ１２４と光透過窓５２６１とを切り替える構成に関しては、特に規定しない。例えば、フィルタ切り替え部５２６を、蛍光カットフィルタ１２４と光透過窓５２６１とを配置した円盤で構成し、この円盤をイメージャ１２３が撮影するフレームに同期して回転させることによってイメージャ１２３に出射する光を切り替える構成であってもよい。また、例えば、フィルタ切り替え部５２６を、蛍光カットフィルタ１２４と光透過窓５２６１とを配置した矩形の基盤（プレート）で構成し、この基盤をイメージャ１２３が撮影するフレームに同期してスライドさせることによってイメージャ１２３に出射する光を切り替える構成であってもよい。
【００６９】
また、本発明においては、フィルタ切り替え部５２６においてイメージャ１２３に出射する光を切り替えるタイミング、つまり、それぞれのモードを切り替えるタイミングの制御を行う構成に関しては、特に規定しない。例えば、イメージャ１２３を駆動する不図示の駆動回路や、内視鏡装置２における撮影を制御する不図示の撮像制御部が、いずれの光に応じた画素信号を取得するのかを表した制御信号を、イメージャ１２３が撮影するそれぞれのフレームのタイミングに合わせて出力し、フィルタ切り替え部５２６が、この制御信号に応じて、イメージャ１２３に出射する光を切り替える構成であってもよい。
【００７０】
イメージャ１２３は、フィルタ切り替え部５２６から出射された微弱励起光を含んだ蛍光、または微弱励起光による撮影を行い、それぞれの撮影によって得られた画素信号を順次、外部処理部２０に出力する。つまり、イメージャ１２３は、微弱励起光を含んだ蛍光による撮影を行ったフレームの画素信号と、微弱励起光による撮影を行ったフレームの画素信号とを交互に、外部処理部２０に出力する。
【００７１】
外部処理部２０に備えた信号処理部２１は、スコープ部５０に備えた操作部５２から順次入力されたそれぞれの画素信号に基づいて、蛍光に応じた画素信号のみで形成された被検査体の画像を生成し、生成した被検査体の画像をモニタ３０に出力して表示させる。つまり、信号処理部２１は、イメージャ１２３から入力された微弱励起光を含んだ蛍光に応じた画素信号に基づいて生成した微弱励起光を含んだ蛍光の画像から、同じイメージャ１２３から入力された微弱励起光に応じた画素信号に基づいて生成した微弱励起光のみの画像を減算して、蛍光に応じた画素信号のみで形成された画像（蛍光成分のみの画像）を生成し、モニタ３０に出力する。
【００７２】
このような構成によって内視鏡装置２は、第１の実施形態の内視鏡装置１と同様に、検査対象者に投与されたＩＣＧを励起光によって励起させ、励起したＩＣＧが発光した蛍光による被検査体の画像を、検査実施者に提示する。
【００７３】
なお、内視鏡装置２の外部処理部２０に備えた信号処理部２１による蛍光成分のみの画像の生成方法は、信号処理部２１に画素信号が入力されるタイミングが異なる以外は、図２Ａおよび図２Ｂに示した第１の実施形態の内視鏡装置１における信号処理部２１による画像の生成方法と同様である。つまり、第１の実施形態の内視鏡装置１においては、イメージャ１２３とイメージャ１２５とのそれぞれから同時に、画素信号が信号処理部２１に入力されることも考えられるが、内視鏡装置２では、イメージャ１２３から、それぞれのモードで撮影した画素信号が順次、信号処理部２１に入力されることが異なるのみである。従って、内視鏡装置２における蛍光のみの状態で撮影した画像の生成方法に関する詳細な説明は省略する。
【００７４】
第２の実施形態によれば、第１のモード（光学フィルタを通さずに光を出射するモード）と第２のモード（光学フィルタを通した光を出射するモード）とを順次切り替える切り替え部（フィルタ切り替え部５２６）、を有し、光源（光源１１１）は、光学フィルタを通さずに光を出射するモードおよび光学フィルタを通した光を出射するモードで少なくとも励起光を照射し、撮像部は、第１の光（励起光および蛍光）が入力され、励起光を含む波長帯域を減衰させ、第２の光（蛍光および微弱励起光）を所定の光路（イメージャ１２３の光路）に出力する、第１の波長選択部（励起光カットフィルタ１２１）と、光学フィルタを通さずに光を出射するモードにおいてイメージャ１２３の光路から退避して配置され、光学フィルタを通した光を出射するモードにおいてイメージャ１２３の光路に配置され、蛍光および微弱励起光が入力され、蛍光を含む波長帯域を除去し、第３の光（微弱励起光）を出力する第２の波長選択部（蛍光カットフィルタ１２４）と、イメージャ１２３の光路に配置され、光学フィルタを通さずに光を出射するモードにおいて蛍光および微弱励起光に基づき第１の画像（微弱励起光を含んだ蛍光の画像）を生成し、光学フィルタを通した光を出射するモードにおいて微弱励起光に基づき第２の画像（微弱励起光のみの画像）を生成する撮像素子（イメージャ１２３）と、を有する赤外蛍光観察装置（内視鏡装置２）が構成される。
【００７５】
このように、第２の実施形態の内視鏡装置２でも、第１の実施形態の内視鏡装置１と同様に、励起光を照射することによって入射した、被検査体から反射してきた励起光と、励起光によってＩＣＧが励起して発光した蛍光とが合わさった光から励起光の成分を減衰させる。そして、第２の実施形態の内視鏡装置２では、励起光の成分を減衰させた光による撮影（蛍光カットフィルタ１２４を通さずに光を出射するモードによる撮影）と、さらに蛍光を除去した光による撮影（蛍光カットフィルタ１２４を通した光を出射するモードによる撮影）とをフレームごとに交互に行い、それぞれの撮影で得られた画素信号に基づいて生成した画像の差分をとることによって、蛍光のみで撮影した被検査体の画像を生成する。これにより、第２の実施形態の内視鏡装置２でも、従来の内視鏡装置よりも容易な方法で、蛍光の成分のみが含まれる被検査体の画像を得ることができる。このことにより、第２の実施形態の内視鏡装置２でも、第１の実施形態の内視鏡装置１と同様に、蛍光が微少であっても、励起光と蛍光とを高い精度で分離し、蛍光の成分のみが含まれる被検査体の画像を得ることができる。
【００７６】
しかも、第２の実施形態の内視鏡装置２では、蛍光カットフィルタ１２４を通さずに光を出射するモードによる撮影と、蛍光カットフィルタ１２４を通した光を出射するモードによる撮影とを、同じ１つのイメージャ１２３が行う。このため、第２の実施形態の内視鏡装置２では、蛍光の成分のみが含まれる画像を得るための演算が、上述したような差分演算のみであっても、正確な輝度レベルの被検査体の画像を得ることができる。また、第２の実施形態の内視鏡装置２では、同じ１つのイメージャ１２３がそれぞれのモードでの撮影を行うため、撮影する画角がずれることがない。つまり、それぞれのモードで撮影した被検査体の位置がずれることがない。
【００７７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態においても、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に、本発明の赤外蛍光観察装置が、内視鏡装置として構成される場合について説明する。図４は、本発明の第３の実施形態における内視鏡装置の概略構成を示した図である。
【００７８】
第３の実施形態の内視鏡装置３も、第１の実施形態の内視鏡装置１および第２の実施形態の内視鏡装置２と同様に、腹腔鏡手術用の硬性内視鏡であり、ＩＣＧなどの蛍光薬剤が体内に予め投与された状態の検査対象者に対して使用される。また、内視鏡装置３も、第１の実施形態の内視鏡装置１および第２の実施形態の内視鏡装置２と同様に、可視光による被検査体の撮影機能と、近赤外光などの励起光の照射によって投与したＩＣＧが励起して蛍光発光した蛍光による被検査体の撮影機能とを備えている。
【００７９】
図４において、内視鏡装置３は、スコープ部６０と、外部処理部２０と、モニタ３０とを備えている。内視鏡装置３において、スコープ部６０は、挿入部１１と、操作部６２とから構成される。内視鏡装置３は、撮像部の構成が、第１の実施形態の内視鏡装置１または第２の実施形態の内視鏡装置２に備えた撮像部の構成と異なった構成である。内視鏡装置３には、第１の実施形態の内視鏡装置１および第２の実施形態の内視鏡装置２に備えた構成要素と同様の構成要素を含んでいる。従って、以下の説明においては、内視鏡装置３の構成要素において、図１に示した第１の実施形態の内視鏡装置１または図３に示した第２の実施形態の内視鏡装置２に備えた構成要素と同様の構成要素には同一の符号を付与して、それぞれの構成要素に関する詳細な説明は省略し、内視鏡装置３において第１の実施形態の内視鏡装置１および第２の実施形態の内視鏡装置２と異なる点のみを説明する。
【００８０】
スコープ部６０において、操作部６２は、本発明の赤外蛍光観察装置の構成要素である励起光カットフィルタ１２１と、イメージャ６２３とを有する撮像部を含んで構成される。第３の実施形態の内視鏡装置３では、本発明の赤外蛍光観察装置が、光源１１１と、撮像部（励起光カットフィルタ１２１およびイメージャ６２３）と、信号処理部２１とによって構成されている。
【００８１】
スコープ部６０に備えた挿入部１１は、入射した励起光および蛍光を、スコープ部６０に備えた操作部６２に導光する。
【００８２】
操作部６２に備えた撮像部は、第１の実施形態の内視鏡装置１のスコープ部１０に備えた操作部１２に備えた撮像部、および第２の実施形態の内視鏡装置２のスコープ部５０に備えた操作部６２に備えた撮像部と同様に、イメージャ６２３が撮影して得た画素信号を、外部処理部２０に出力する。
【００８３】
励起光カットフィルタ１２１は、入射した励起光および蛍光に含まれる励起光のみを反射または吸収して減衰させた光（蛍光）を、イメージャ６２３に出射する。なお、励起光カットフィルタ１２１から出射された光には、第１の実施形態の内視鏡装置１および第２の実施形態の内視鏡装置２と同様に、微弱励起光を含んでいる。
【００８４】
イメージャ６２３は、第１の実施形態の内視鏡装置１および第２の実施形態の内視鏡装置２に備えたイメージャ１２３と同様に、入射した光を露光（検出）し、露光した光を光電変換した画素信号を出力する撮像素子である。また、イメージャ６２３には、異なる波長の光を露光（検出）する画素が複数配置されている。
【００８５】
より具体的には、イメージャ６２３には、光が入射する側の面に、微弱励起光を含んだ蛍光を露光する画素と、微弱励起光のみを露光する画素とが複数配置されている。微弱励起光のみを露光する画素は、第１の実施形態の内視鏡装置１および第２の実施形態の内視鏡装置２に備えた蛍光カットフィルタ１２４と同様の蛍光カットフィルタが、オンチップカラーフィルタとして貼付されている画素である。一方、微弱励起光を含んだ蛍光を露光する画素は、蛍光カットフィルタが貼付されていない画素である。つまり、微弱励起光を含んだ蛍光を露光する画素は、第１の実施形態の内視鏡装置１および第２の実施形態の内視鏡装置２に備えたイメージャ１２３に配置されている画素と同様の画素である。
【００８６】
図５は、本発明の第３の実施形態の内視鏡装置３に備えたイメージャ６２３における画素の配置の一例を示した図である。図５には、微弱励起光を含んだ蛍光を露光する画素Ｐ１（以下、「フィルタなし画素Ｐ１」という）と、微弱励起光のみを露光する画素Ｐ２（以下、「フィルタあり画素Ｐ２」という）とが、水平方向および垂直方向に交互に配置、いわゆる、市松模様に配置されているイメージャ６２３を示している。
【００８７】
イメージャ６２３は、励起光カットフィルタ１２１から出射された微弱励起光を含んだ蛍光による撮影を行い、フィルタなし画素Ｐ１によって得た画素信号と、フィルタあり画素Ｐ２によって得た画素信号とのそれぞれを、外部処理部２０に出力する。
【００８８】
なお、イメージャ６２３におけるフィルタなし画素Ｐ１とフィルタあり画素Ｐ２の配置や、イメージャ６２３の構成は、上述した配置や構成に限定されるものではない。
【００８９】
外部処理部２０に備えた信号処理部２１は、スコープ部６０に備えた操作部６２から入力されたそれぞれの画素信号に基づいて、蛍光に応じた画素信号のみで形成された被検査体の画像を生成する。より具体的には、信号処理部２１は、操作部６２に備えたイメージャ６２３から入力されたフィルタなし画素Ｐ１の画素信号に基づいて生成した微弱励起光を含んだ蛍光の画像から、フィルタあり画素Ｐ２の画素信号に基づいて生成した微弱励起光のみの画像を減算することによって、蛍光に応じた画素信号のみで形成された画像（蛍光成分のみの画像）を生成する。
【００９０】
このとき、信号処理部２１は、それぞれの画素信号に基づいた画像を生成する際に、入力された画素信号を得た画素と異なる画素が配置されている位置の画素信号、つまり、欠けている画素の画素信号を補間することによって、全ての画素の画素信号が含まれた画像を生成してから、それぞれの画像において同じ位置に配置された画素の画素値同士の差分演算を行う。より具体的には、フィルタなし画素Ｐ１の画素信号から微弱励起光を含んだ蛍光の画像を生成する場合、フィルタあり画素Ｐ２が配置されている位置のフィルタなし画素Ｐ１の画素信号を、周辺のフィルタなし画素Ｐ１の画素信号に基づいて補間する。一方、フィルタあり画素Ｐ２の画素信号から微弱励起光のみの画像を生成する場合、フィルタなし画素Ｐ１が配置されている位置のフィルタあり画素Ｐ２の画素信号を、周辺のフィルタあり画素Ｐ２の画素信号に基づいて補間する。
【００９１】
なお、本発明においては、信号処理部２１がそれぞれの画素の画素信号を補間する方法（画素の補間演算の方法）に関しては、特に規定しない。例えば、画素信号の補間方法は、バイリニア法や、バイキュービック法であってもよい。また、例えば、画素信号の補間方法は、ニアレストネイバー法など、他の方法であってもよい。
【００９２】
信号処理部２１は、それぞれの画素の画素信号を補間して生成したそれぞれの画像の差分をとって生成した蛍光成分のみの被検査体の画像を、モニタ３０に出力して表示させる。
【００９３】
このような構成によって内視鏡装置３でも、第１の実施形態の内視鏡装置１および第２の実施形態の内視鏡装置２と同様に、検査対象者に投与されたＩＣＧを励起光によって励起させ、励起したＩＣＧが発光した蛍光による被検査体の画像を、検査実施者に提示する。
【００９４】
なお、内視鏡装置３の外部処理部２０に備えた信号処理部２１による蛍光成分のみの画像の生成方法は、上述したように、信号処理部２１が、入力された画素信号に基づいてそれぞれの画像に含まれる画素の補間処理を行う以外は、図２Ａおよび図２Ｂに示した第１の実施形態の内視鏡装置１における信号処理部２１による画像の生成方法と同様である。従って、内視鏡装置３における蛍光のみの状態で撮影した画像の生成方法に関する詳細な説明は省略する。
【００９５】
第３の実施形態によれば、撮像部は、第１の光（励起光および蛍光）が入力され、励起光を含む波長帯域を減衰させ、第２の光（蛍光および微弱励起光）を出力する第１の波長選択部（励起光カットフィルタ１２１）と、蛍光および微弱励起光が入力される撮像素子（イメージャ６２３）と、を有し、イメージャ６２３は、所定の面（光が入射する側の面）上に周期的に配置され、蛍光および微弱励起光に各々感度を有する、第１の画像（微弱励起光を含んだ蛍光の画像）を構成する複数の第１の画素（フィルタなし画素Ｐ１）と、光が入射する側の面上に周期的に配置され、蛍光および微弱励起光から蛍光を含む波長帯域を除去して第３の光（微弱励起光）を得るフィルタ（蛍光カットフィルタ：オンチップカラーフィルタ）を各々有し、微弱励起光に各々感度を有する、第２の画像（微弱励起光のみの画像）を構成する複数の第２の画素（フィルタあり画素Ｐ２）と、を有する赤外蛍光観察装置（内視鏡装置３）が構成される。
【００９６】
また、第３の実施形態によれば、フィルタなし画素Ｐ１およびフィルタあり画素Ｐ２は、水平方向および垂直方向に交互に配置されている内視鏡装置３が構成される。
【００９７】
このように、第３の実施形態の内視鏡装置３でも、第１の実施形態の内視鏡装置１および第２の実施形態の内視鏡装置２と同様に、励起光を照射することによって入射した、被検査体から反射してきた励起光と、励起光によってＩＣＧが励起して発光した蛍光とが合わさった光から励起光の成分を減衰させる。そして、第３の実施形態の内視鏡装置３では、イメージャ６２３によって、励起光の成分を減衰させた光に応じた画素信号と、さらに蛍光を除去した光に応じた画素信号とを同時に取得し、取得したそれぞれの画素信号に基づいた画像を生成する。その後、第３の実施形態の内視鏡装置３でも、第１の実施形態の内視鏡装置１および第２の実施形態の内視鏡装置２と同様に、それぞれの画像の差分をとることによって、蛍光のみで撮影した被検査体の画像を生成する。これにより、第３の実施形態の内視鏡装置３でも、従来の内視鏡装置よりも容易な方法で、蛍光の成分のみが含まれる被検査体の画像を得ることができる。このことにより、第３の実施形態の内視鏡装置３でも、第１の実施形態の内視鏡装置１および第２の実施形態の内視鏡装置２と同様に、蛍光が微少であっても、励起光と蛍光とを高い精度で分離し、蛍光の成分のみが含まれる被検査体の画像を得ることができる。
【００９８】
しかも、第３の実施形態の内視鏡装置３では、励起光の成分を減衰させた光に応じた画素信号の取得と、さらに蛍光を除去した光に応じた画素信号の取得とを、１つのイメージャ６２３によって効率よく行い、それぞれの画素信号を同時に出力する。このとき、第３の実施形態の内視鏡装置３では、第２の実施形態の内視鏡装置２のように、励起光の成分を減衰させた光と、さらに蛍光を除去した光とをフィルタ切り替え部５２６によって切り替えるのではなく、イメージャ６２３に備えたフィルタなし画素Ｐ１とフィルタあり画素Ｐ２とによって、それぞれの光による撮影を行う。このため、第３の実施形態の内視鏡装置３では、操作部６２に備えた撮像部を、第２の実施形態の内視鏡装置２の操作部５２に備えた撮像部よりも小型化することができる。
【００９９】
上記に述べたように、本発明の各実施形態によれば、励起光を照射することによって入射した、被検査体から反射してきた励起光と、励起光によってＩＣＧなどの蛍光薬剤が励起して発光した蛍光とが合わさった光から、まず、励起光の成分を減衰させる。また、本発明の各実施形態では、励起光の成分を減衰させた光から、さらに蛍光を除去する。そして、本発明の各実施形態では、励起光の成分を減衰させた光による撮影と、さらに蛍光を除去した光による撮影とのそれぞれを行い、それぞれの撮影で得られた画素信号に基づいて生成した画像の差分をとることによって、蛍光のみで撮影した被検査体の画像を生成する。これにより、本発明の各実施形態では、従来の技術よりも容易な方法で、かつ高い精度で、励起光と蛍光とを分離することができる。このことにより、本発明の各実施形態では、蛍光薬剤が発光した蛍光が微少であっても、蛍光の成分のみが含まれる被検査体の画像を得ることができる。
【０１００】
なお、本発明の各実施形態では、本発明の赤外蛍光観察装置を構成する撮像部を、内視鏡装置のスコープ部を構成する操作部に備える（配置する）構成を示した。しかし、撮像部を配置する位置は、各実施形態において示した位置に限定されるものではない。例えば、赤外蛍光観察装置を構成する撮像部を、内視鏡装置のスコープ部を構成する挿入部の先端部に配置することもできる。この場合、内視鏡装置の挿入部を軟性とすることによって、例えば、検査実施者による操作部の操作に応じて挿入部または挿入部の先端部が屈曲する機能をもたせることができる。
【０１０１】
なお、本発明の各実施形態では、本発明の赤外蛍光観察装置が、内視鏡装置として構成される場合について説明した。しかし、本発明の赤外蛍光観察装置は、各実施形態において示した内視鏡装置としての構成に限定されるものではない。例えば、本発明の赤外蛍光観察装置を、顕微鏡装置として構成することもできる。この場合、本発明の赤外蛍光観察装置のそれぞれの構成要素は、顕微鏡装置における適切な位置にそれぞれ配置する。
【０１０２】
これによれば、赤外蛍光観察装置は、顕微鏡装置である赤外蛍光観察装置が構成される。
【０１０３】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態およびその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
上記各実施形態によれば、可視光および蛍光物質を励起するための励起光と、蛍光物質が励起した蛍光とを高い精度で分離し、微少な蛍光でも観察することができる赤外蛍光観察装置を提供することができることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１  内視鏡装置（赤外蛍光観察装置）
１０，５０，６０  スコープ部（光源，撮像部，スコープ部）
１１  挿入部（光源，スコープ部，挿入部）
１１１  光源
１２，５２，６２  操作部（撮像部，スコープ部，操作部）
１２１  励起光カットフィルタ（撮像部，第１の波長選択部）
１２２  ハーフミラー（撮像部，ハーフミラー）
１２３  イメージャ（撮像部，第１の撮像素子，撮像素子）
１２４  蛍光カットフィルタ（撮像部，第２の波長選択部）
１２５  イメージャ（撮像部，第２の撮像素子）
２０  外部処理部（信号処理部，外部処理部）
２１  信号処理部
３０  モニタ
２  内視鏡装置（赤外蛍光観察装置）
５０  スコープ部（光源，撮像部，スコープ部）
５２  操作部（撮像部，スコープ部，操作部）
５２６  フィルタ切り替え部（切り替え部）
５２６１  光透過窓（切り替え部）
３  内視鏡装置（赤外蛍光観察装置）
６０  スコープ部（光源，撮像部，スコープ部）
６２  操作部（撮像部，スコープ部，操作部）
６２３  イメージャ（撮像部，撮像素子）
Ｐ１  フィルタなし画素（撮像部，撮像素子，第１の画素）
Ｐ２  フィルタあり画素（撮像部，撮像素子，第２の画素）
【図１】
2016194101.tif 000003
【図２Ａ】
2016194101.tif 000004
【図２Ｂ】
2016194101.tif 000005
【図３】
2016194101.tif 000006
【図４】
2016194101.tif 000007
【図５】
2016194101.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月24日(2017.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光と前記可視光よりも長い波長帯域を含む励起光を照射する光源と、
前記光源に照射された被写体からの前記可視光、前記励起光、および前記励起光よりも長い波長帯域を含む蛍光が入射される撮像部と、
前記撮像部から得られた信号を処理する信号処理部と、
を有し、
前記撮像部は、
少なくとも前記励起光が照射された被写体からの第１の光が入力され、前記第１の光から前記励起光を含む波長帯域を減衰させた第２の光を出力する第１の波長選択部と、
前記第２の光を第１の光路と第２の光路に分割するハーフミラーと、
前記第１の光路に配置され、前記第２の光に基づき第１の画像を生成する第１の撮像素子と、
前記第２の光路に配置され、前記第２の光が入力され、前記第２の光から前記蛍光を含む波長帯域のみを除去した第３の光を出力する第２の波長選択部と、
前記第２の光路に配置され、前記第３の光に基づき第２の画像を生成する第２の撮像素子と、
を有し、
前記信号処理部は、
前記第１の画像および前記第２の画像を用いて、前記蛍光を含む波長帯域の光に基づく第３の画像を生成する、
赤外蛍光観察装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、
前記第１の画像から前記第２の画像を減算することにより、前記第３の画像を生成する、
請求項１に記載の赤外蛍光観察装置。
【請求項３】
前記赤外蛍光観察装置は、
内視鏡装置であり、
前記内視鏡装置は、
体内に挿入される挿入部と、前記挿入部を操作する操作部とを有するスコープ部と、
前記スコープ部と接続される外部処理部と、
を有し、
前記光源および前記撮像部は、
前記スコープ部に配置され、
前記信号処理部は、
前記外部処理部に配置される、
請求項１に記載の赤外蛍光観察装置。
【請求項４】
前記赤外蛍光観察装置は、
顕微鏡装置である、
請求項１に記載の赤外蛍光観察装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第１の態様の赤外蛍光観察装置は、可視光と前記可視光よりも長い波長帯域を含む励起光を照射する光源と、前記光源に照射された被写体からの前記可視光、前記励起光、および前記励起光よりも長い波長帯域を含む蛍光が入射される撮像部と、前記撮像部から得られた信号を処理する信号処理部と、を有し、前記撮像部は、少なくとも前記励起光が照射された被写体からの第１の光が入力され、前記第１の光から前記励起光を含む波長帯域を減衰させた第２の光を出力する第１の波長選択部と、前記第２の光を第１の光路と第２の光路に分割するハーフミラーと、前記第１の光路に配置され、前記第２の光に基づき第１の画像を生成する第１の撮像素子と、前記第２の光路に配置され、前記第２の光が入力され、前記第２の光から前記蛍光を含む波長帯域のみを除去した第３の光を出力する第２の波長選択部と、前記第２の光路に配置され、前記第３の光に基づき第２の画像を生成する第２の撮像素子と、を有し、前記信号処理部は、前記第１の画像および前記第２の画像を用いて、前記蛍光を含む波長帯域の光に基づく第３の画像を生成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の第３の態様によれば、上記第１の態様の赤外蛍光観察装置において、前記赤外蛍光観察装置は、内視鏡装置であり、前記内視鏡装置は、体内に挿入される挿入部と、前記挿入部を操作する操作部とを有するスコープ部と、前記スコープ部と接続される外部処理部と、を有し、前記光源および前記撮像部は、前記スコープ部に配置され、前記信号処理部は、前記外部処理部に配置されてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の第４の態様によれば、上記第１の態様の赤外蛍光観察装置において、前記赤外蛍光観察装置は、顕微鏡装置であってもよい。
【国際調査報告】
2016194101.tif 000009
2016194101.tif 000010
2016194101.tif 000011
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