(57)【要約】【課題】  異なる波長の蛍光を容易に選択し、透過させることができる着脱フィルタ装置およびそれを用いた内視鏡装置を提供する。【解決手段】  生体組織に向けて光を出射する投光部３３と、生体組織からの戻り光を検出する固体撮像素子３５とを備える内視鏡装置の前記挿入部３０の先端３２に着脱可能に取り付けられる着脱フィルタ装置４１であって、生体組織からの戻り光の内、異なる波長の蛍光を透過させ、該蛍光を発生させる励起光を遮断する複数のフィルタ５０ａ，５０ｂを有する着脱フィルタ装置４１を提供する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織に向けて光を出射する投光部と、生体組織からの戻り光を検出する固体撮像素子とを備える内視鏡装置の挿入部の先端に着脱可能に取り付けられる着脱フィルタ装置であって、
生体組織からの戻り光の内、異なる波長の蛍光を透過させ、該蛍光を発生させる励起光を遮断する複数のフィルタを有する着脱フィルタ装置。
【請求項２】
前記複数のフィルタが、それぞれ前記固体撮像素子の受光面の一部を覆う位置に配置され、
前記生体組織からの戻り光を前記複数のフィルタに向けて分岐する分岐手段が備えられている請求項１記載の着脱フィルタ装置。
【請求項３】
前記分岐手段が偏光子である請求項２記載の着脱フィルタ装置。
【請求項４】
前記分岐手段がスプリッタである請求項２記載の着脱フィルタ装置。
【請求項５】
前記固体撮像素子を２つ有し、
それぞれの前記固体撮像素子の受光面を覆う位置に、少なくとも１つの前記フィルタが配置されている請求項１から４のいずれかに記載の着脱フィルタ装置。
【請求項６】
前記複数のフィルタの内、少なくとも１つの前記フィルタが可視光を透過する請求項１から５のいずれかに記載の着脱フィルタ装置。
【請求項７】
前記投光部から射出される光を、先端面まで導く延長ライトガイドを有する請求項１から６のいずれかに記載の着脱フィルタ装置。
【請求項８】
前記内視鏡装置に備えられた処置具用チャネルを、先端面まで延長する延長処置具用チャネルが形成されている請求項１から７のいずれかに記載の着脱フィルタ装置。
【請求項９】
光を射出する光源と、
該光源から出射された光を、波長の異なる複数の光に変換する切換え手段と、
生体内に挿入される挿入部内に配置され、前記切換え手段により変換された光を前記挿入部の先端まで導き、生体組織に向けて射出するライトガイドと、
前記挿入部の先端に配置され前記生体組織からの戻り光を検出する固体撮像素子と、
前記挿入部の先端に着脱可能に取り付けられ、生体組織からの戻り光の内、異なる波長の蛍光を透過させ、該蛍光を発生させる励起光を遮断する複数のフィルタを有する着脱フィルタ装置と、を備える内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数波長の蛍光を観察するためのビデオ内視鏡の着脱フィルタ装置およびそれを用いた内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体からの自家蛍光や生体に注入した薬物の蛍光を観察し、観察した蛍光から生体組織の変性や、癌などの疾患を診断する技術が知られている。
例えば、生体組織に励起光を照射すると、励起光よりも波長の長い蛍光が発生する。生体内においても励起光により蛍光を発する物質が存在し、その物質と疾患との相互関係があることが明らかになりつつある。また、癌細胞に結合する蛍光色素を持つ蛍光剤が知られている。癌細胞には、正常な細胞よりもこの蛍光剤が多く集まるため、この蛍光剤を生体内に注入することにより、ガン疾患の部位を診断することが可能になる。
【０００３】
上述のような蛍光の観察を内視鏡により行う方法も提案されており、内視鏡を用いることにより、体腔内の癌疾患などの診断が可能となっている。
内視鏡としては、光ファイバにより光を外部にまで誘導して観察するファイバースコープと、内視鏡の先端部に備えたＣＣＤ素子により光を観察するビデオスコープとがあり、両者とも体腔内の癌疾患などの診断が行える。ファイバースコープはその径をビデオスコープより細くできるという利点を有し、ビデオスコープは画像の解像度をファイバースコープよりも高くできるという利点を有している。
ビデオスコープについては、その先端部にＣＣＤ素子や光フィルタなどを備えるための配置方法や構成方法などについて、多くの技術が提案されている（例えば、特許文献１または２参照。）。
【特許文献１】特開平８−１４０９２８号公報
【特許文献２】特開平８−２２４２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１においては、可視光を検出するＣＣＤ素子と、所定の１波長の蛍光を検出するＣＣＤ素子とを備えた内視鏡が開示されている。
このように１波長の蛍光を検出する内視鏡においては、例えば癌細胞において蛍光を発する蛍光剤を患者に投与した際に、蛍光剤がどの部位にまで浸透しているか判らなかった。そのため、癌細胞が存在しないため蛍光が検出されないのか、それとも蛍光剤が浸透していないため蛍光が検出されないのかを判別することができず、癌細胞などの検出を容易に行うことができないという問題があった。
【０００５】
上述の問題を解決するため、上述の特許文献２においては、可視光を検出することができるとともに、２つの異なる波長の蛍光を検出することができる内視鏡が開示されている。
このように、２つの異なる波長の蛍光を検出できる内視鏡においては、例えば癌細胞において所定波長の蛍光を発する一の蛍光剤と、所定波長とは異なる波長の蛍光を発する他の蛍光剤とを患者に投与することにより、両蛍光剤がどの部位にまで浸透しているか検出することができる。つまり、両蛍光剤の浸透の程度は略同じであるため、他の蛍光剤から発せられる蛍光を検出することで、一の蛍光剤がどの部位にまで浸透したか検出することができる。
その結果、癌細胞が存在しないため蛍光が検出されないのか、それとも蛍光剤が浸透していないため蛍光が検出されないのかを判別することができるため、癌細胞などの検出が容易となっていた。
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１および２においては、いずれも蛍光剤から蛍光を励起させるために、蛍光剤に蛍光よりも強度の高い（明るい）励起光を照射するとともに、励起光を遮断し、蛍光を透過するフィルタをＣＣＤ素子などの光入射側に配置して蛍光を検出していた。
つまり、蛍光剤の特性と内視鏡の特性、つまり蛍光剤に対応した励起光および蛍光の波長と内視鏡に備えられたフィルタの透過・遮断特性とを一致させる必要があった。そのため、例えば癌細胞検出に用いる蛍光剤の数に応じた内視鏡を用意する必要があり、癌細胞などを容易に検出することができないという問題があった。
また、多数の蛍光剤に対応したフィルタ、つまり多数の励起光を遮断するとともに、複数の蛍光を透過するフィルタを製作するのは困難であり、製作できたとしても高価なため、癌細胞などを容易に検出することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、異なる波長の蛍光を容易に選択し、透過させることができる着脱フィルタ装置およびそれを用いた内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、生体組織に向けて光を出射する投光部と、生体組織からの戻り光を検出する固体撮像素子とを備える内視鏡装置の挿入部の先端に着脱可能に取り付けられる着脱フィルタ装置であって、生体組織からの戻り光の内、異なる波長の蛍光を透過させ、該蛍光を発生させる励起光を遮断する複数のフィルタを有する着脱フィルタ装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、着脱フィルタ装置を交換することにより、フィルタを交換することができるため、着脱フィルタ装置により遮断する励起光および透過する蛍光の波長を、容易に選択・変更することができる。
そのため、例えば観察する蛍光および蛍光を励起する励起光の波長に応じて着脱フィルタ装置を選択・交換することにより、１つの内視鏡で異なる波長の蛍光を観察することができる。
また、着脱フィルタ装置は複数のフィルタを有するため、同時に複数の励起光を遮断するとともに複数の蛍光を透過することができる。
そのため、例えば複数の異なる蛍光剤を与えられた生体組織を観察する場合において、各蛍光剤に対応したフィルタを有する着脱フィルタ装置を用いることで、各蛍光剤から発せられた蛍光を同時に観察することができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記複数のフィルタが、それぞれ前記固体撮像素子の受光面の一部を覆う位置に配置され、前記生体試料からの戻り光を前記複数のフィルタに分岐する分岐手段が備えられていることが望ましい。
本発明によれば、分岐手段により分岐された各分岐光を、固体撮像素子の受光面のそれぞれ異なる部分に入射させているので、１つの固体撮像素子により生体組織の複数の画像を同時に撮像することができる。
また、各分岐光をそれぞれ異なるフィルタに入射させ、各フィルタを透過した蛍光を固体撮像素子の受光面に入射させているため、１つの固体撮像素子により生体組織からの複数の蛍光画像を同時に撮像することができる。
【００１１】
さらに、上記発明においては、前記分岐手段が偏光子であることが望ましい。
本発明によれば、例えば、光は偏光子によりその振動方向が互いに直交する直線偏光に分離される。分離された直線偏光により表される画像は、互いに同一であるとともに、偏光子に入射した光により表される画像とも同一である。そのため、１つの固体撮像素子により生体組織の同一領域から発せられた複数の蛍光画像を、同時に撮像することができる。
なお、偏光子を２つ以上用いることにより、３つ以上の光に分離することができる。
【００１２】
上記発明においては、前記分岐手段がスプリッタであることが望ましい。
本発明によれば、光はスプリッタにより複数の分岐光に分離される。各分岐光により表される画像は、全てが同一であるとともに、スプリッタに入射した光により表される画像とも同一である。そのため、１つの固体撮像素子により生体組織の同一領域から発せられた複数の蛍光画像を、同時に撮像することができる。
なお、スプリッタとしては、入射した光の一部を反射し、残りを透過するハーフミラーを備えたものが好適である。
【００１３】
上記発明においては、前記固体撮像素子を２つ有し、それぞれの前記固体撮像素子の受光面を覆う位置に、少なくとも１つの前記フィルタが配置されていることが望ましい。
本発明によれば、両個体撮像素子の受光面に、フィルタを透過した蛍光を入射させることができる。そのため、両固体撮像素子が生体組織からの蛍光を検出することができる。
【００１４】
上記発明においては、前記複数のフィルタの内、少なくとも１つの前記フィルタが可視光を透過することが望ましい。
本発明によれば、固体撮像素子により、生体組織の可視光の画像を観察することができる。そのため、例えば、可視光の画像と蛍光の画像とを同時に観察・検出することができ、両画像を用いることで蛍光を発している部位をより正確に特定することができる。
【００１５】
上記発明においては、前記投光部から射出される光を、先端面まで導く延長ライトガイドを有することが望ましい。
本発明によれば、延長ライトガイドから光を生体組織に向けて射出することができる。そのため、着脱フィルタを挿入部の先端に着けても投光部から射出される光を遮ることがない。
【００１６】
上記発明においては、前記内視鏡装置に備えられた処置具用チャネルを、先端面まで延長する延長処置具用チャネルが形成されていることが望ましい。
本発明によれば、延長処置具用チャネルにより処置具を生体組織に向けて誘導することができる。そのため、着脱フィルタを挿入部の先端に着けても、処置具用チャネルにより誘導される処置具を遮ることがない。
【００１７】
請求項９に係る発明は、光を射出する光源と、該光源から出射された光を、波長の異なる複数の光に変換する切換え手段と、生体内に挿入される挿入部内に配置され、前記切換え手段により変換された光を前記挿入部の先端まで導き、生体組織に向けて射出するライトガイドと、前記挿入部の先端に配置され前記生体組織からの戻り光を検出する固体撮像素子と、前記挿入部の先端に着脱可能に取り付けられ、生体組織からの戻り光の内、異なる波長の蛍光を透過させ、該蛍光を発生させる励起光を遮断する複数のフィルタを有する着脱フィルタ装置と、を備える内視鏡装置を提供する。
【００１８】
本発明によれば、例えば観察する蛍光および蛍光を励起する励起光の波長に応じて着脱フィルタ装置を交換することにより、１つの内視鏡で異なる波長の蛍光を観察することができる。
また、着脱フィルタ装置は複数のフィルタを有するため、例えば複数の異なる蛍光剤を与えられた生体組織を観察する場合において、各蛍光剤から発せられた蛍光を同時に観察することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の着脱フィルタ装置によれば、透過させる蛍光の波長に応じて着脱フィルタ装置を交換することができるため、異なる波長の蛍光を容易に選択し、透過させることができるという効果を奏する。また着脱フィルタ装置は、それぞれ異なる波長の励起光および蛍光を遮断・透過する複数のフィルタを有するため、異なる波長の蛍光の選択を容易にし、同時に透過させることができるという効果を奏する。
本発明の内視鏡装置によれば、観察する蛍光の波長に応じて着脱フィルタ装置を交換することができるため、１つの内視鏡装置で異なる波長の蛍光を容易に観察できるという効果を奏する。また、異なる波長の蛍光の同時観察を容易に行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施形態について図１から図６を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係り、蛍光により病変部を診断する内視鏡装置の全体構成を示す構成図である。
内視鏡装置１０は、図１に示すように、可視光や励起光などを射出する光源部（投光部）２０と、生体内空に挿入され病変部（生体組織）Ｃを撮像する内視鏡スコープ（挿入部）３０と、内視鏡スコープ３０により撮像された画像信号をビデオ信号に変換するカメラコントロールユニット５５と、ビデオ信号を処理し病変部Ｃと正常部とを認識しやすくするイメージプロセッサ６０と、イメージプロセッサ６０からの出力を表示するモニタ６５と、から概略構成されている。
【００２１】
図２は、内視鏡装置１０の光源部２０に備えられたフィルタターレット２２の平面図である。
光源部２０は、図１および図２に示すように、例えばキセノンランプなどの光源２１と、光源２１から射出された光を変換するフィルタターレット（切換え手段）２２とから構成されている。フィルタターレット２２は、回転軸２３を中心に回転する円板２４と、青色光（可視光）Ｂを透過する青色光フィルタ２５Ｂと、緑色光（可視光）Ｇを透過する緑色光フィルタ２５Ｇと、赤色光（可視光）Ｒを透過する赤色光フィルタ２５Ｒと、第１励起光（励起光）ＥＸ１を透過する第１励起光フィルタ２６と、第２励起光（励起光）ＥＸ２を透過する第２励起光フィルタ２７と、から構成されている。各フィルタ２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒ，２６、２７は円板２４の略同一円周上に配置され、フィルタターレット２２は、光源２１からの光が各フィルタ２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒ，２６、２７の内の１つに入射するように配置されている。
【００２２】
図３（ａ）は、光源部２０から射出される光の波長分布を示す図であり、図３（ｂ）は、青色光フィルタ２５Ｂ、緑色光フィルタ２５Ｇ、赤色光フィルタ２５Ｒの光の波長に対する透過特性を示す図であり、図３（ｃ）は、第１励起光フィルタの光に対する透過特性を示す図であり、図３（ｄ）は、第２励起光フィルタの光に対する透過特性を示す図である。
光源２１から射出される光は、図３（ａ）に示すように、Ｂ，Ｇ，Ｒ，ＥＸ１，ＥＸ２の各波長の光を全て含んだ光である。そのため、光源２１から射出された光が、青色光フィルタ２５Ｂ、緑色光フィルタ２５Ｇ、赤色光フィルタ２５Ｒに照射されたときには、図３（ｂ）に示すように、それぞれＢ，Ｇ，Ｒの光が透過する。光源２１から射出された光が、第１励起光フィルタ２６、第２励起光フィルタ２７に照射されたときには、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、それぞれＥＸ１，ＥＸ２が透過する。
各フィルタ２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒ，２６、２７には、図１および図２に示すように、円板２４が回転することにより光源２１の光が時間順次に照射されるため、光源部２０からＢ，Ｇ，Ｒ，ＥＸ１，ＥＸ２の各光が時間順次に射出される。
【００２３】
図４は、内視鏡スコープ３０における体腔内に挿入される先端部の拡大断面図である。
内視鏡スコープ３０は、図１および図４に示すように、スコープ本体３１と、その先端部（先端）３２に着脱可能に取り付けられるキャップ（着脱フィルタ装置）４１と、から概略構成されている。
スコープ本体３１には、光源部２０から照射されたＢ，Ｇ，Ｒ，ＥＸ１，ＥＸ２の各光を体腔内に導くライトガイド（投光部）３３と、鉗子などの処置具を体腔内に導く内視鏡チャネル（処置具用チャネル）３４と、が備えられている。先端部３２には、病変部Ｃの蛍光像を撮像するＣＣＤ素子などの撮像素子（固体撮像素子）３５と、が備えられている。
【００２４】
キャップ４１は、図４に示すように、本体４２と、病変部Ｃからの蛍光を選択透過するフィルタ部４３と、ライトガイド３３からの光をキャップ４１の先端にまで導く延長ライトガイド４４と、処置具をキャップ４１の先端にまで導く延長内視鏡チャネル（延長処置具用チャネル）４５とから概略構成されている。また、フィルタ部４３、延長ライトガイド４４、延長内視鏡チャネル４５は、キャップ４１を先端部３２に取り付けたときに、それぞれ、撮像素子３５、ライトガイド３３、内視鏡チャネル３４と対向するように配置されている。
本体４２には先端部３２との取り付け部４６が配置されている。取り付け部４６の形状は、キャップ４１が先端部３２と着脱が可能な形状であればよく、取り付け方法としては公知の方法を用いることができる。
【００２５】
フィルタ部４３は、病変部Ｃからの蛍光を偏光子（分岐手段）４８に導くレンズ４７と、入射した光をｐ偏光およびｓ偏光に分離する偏光子４８と、分離されたｐ偏光およびｓ偏光を撮像素子３５に集光する第１レンズ４９ａおよび第２レンズ４９ｂと、それぞれ所定波長の蛍光を透過する第１フィルタ（フィルタ）５０ａおよび第２フィルタ（フィルタ）５０ｂと、から構成されている。
偏光子４８は、レンズ４７から入射した蛍光をｐ偏光およびｓ偏光に分離して、それぞれ第１レンズ４９ａおよび第２レンズ４９ｂに入射するように配置されている。偏光子４８としては、例えば、２つの１軸性結晶をその光軸が直交するように結合させたウォラストンプリズムを用いることができる。
【００２６】
第１レンズ４９ａおよび第２レンズ４９ｂは、偏光子４８により分離されたｐ偏光およびｓ偏光がそれぞれ入射するように配置されているとともに、第１レンズ４９ａおよび第２レンズにより集光された各偏光が、撮像素子３５の受光面３５ａに結像するように配置されている。また、第１レンズ４９ａおよび第２レンズ４９ｂは、受光面３５ａのそれぞれ異なる半面に各偏光の画像が結像するように配置されている。
第１フィルタ５０ａは、図４に示すように、第１レンズ４９ａと撮像素子３５との間に配置され、第２フィルタ５０ｂは第２レンズ４９ｂと撮像素子３５との間に配置されている。
【００２７】
図５（ａ）は、各光Ｂ，Ｇ，Ｒ，ＥＸ１，ＥＸ２の波長および、第１励起光ＥＸ１に励起される第１蛍光ＦＬ１、第２励起光ＥＸ２に励起される第２蛍光ＦＬ２の波長の関係を示した図である。図５（ｂ）は、第１フィルタ５０ａの入射光の波長に対する透過特性を示す図であり、図５（ｃ）は、第２フィルタ５０ｂの入射光の波長に対する透過特性を示す図である。
また、第１フィルタ５０ａとしては、図５（ｂ）に示すように、第１励起光ＥＸ１により励起される第１蛍光（蛍光）ＦＬ１に対して透過性を示し、他の波長の光、特に第１励起光ＥＸ１に対しては遮光性を示すフィルタが用いられている。第２フィルタ５０ｂとしては、図５（ｃ）に示すように、第２励起光ＥＸ２により励起される第２蛍光（蛍光）ＦＬ２に対して透過性を示し、第２蛍光ＦＬ２よりも波長の短い光に対して遮光性を示すフィルタが用いられている。
【００２８】
次に、上記の構成からなる内視鏡装置１０における作用について説明する。
光源２１に電力が供給されると、図１および図２に示すように、青色光Ｂから第２励起光ＥＸ２まで全ての波長を含む光（照明光）が光源２１からフィルタターレット２２に向けて射出される。フィルタターレット２２は回転軸２３を中心に回転しており、回転している各フィルタ２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒ，２６、２７に照明光が照射される。
【００２９】
フィルタターレット２２からは、各フィルタ２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒ，２６、２７に対応した各光Ｂ，Ｇ，Ｒ，ＥＸ１，ＥＸ２が、フィルタターレット２２の回転周期に応じて順に（時間順次に）射出され、各光Ｂ，Ｇ，Ｒ，ＥＸ１，ＥＸ２は、内視鏡スコープ３０のライトガイド３３に入射される。ライトガイド３３により体腔内に導かれた各光Ｂ，Ｇ，Ｒ，ＥＸ１，ＥＸ２は、さらに延長ライトガイド４４に導かれて体腔内に射出され、病変部Ｃを照明する。
【００３０】
病変部Ｃには、あらかじめ第１励起光ＥＸ１により第１蛍光ＦＬ１を発する第１蛍光剤と、病変部Ｃの病変に係る細胞（例えば癌細胞）に結合し、かつ第２励起光ＥＸ２により第２蛍光ＦＬ２を発する第２蛍光剤が与えられている。
そのため、病変部Ｃの第１蛍光剤が浸透している領域からは、第１蛍光ＦＬ１が発せられ、癌細胞からは第２蛍光ＦＬ２が発せられている。
【００３１】
各光Ｂ，Ｇ，Ｒ，ＥＸ１，ＥＸ２および各蛍光ＦＬ１，ＦＬ２は、図４に示すように、レンズ４７を介して偏光子４８に入射され、ｐ偏光、ｓ偏光に分離される。ｐ偏光、ｓ偏光は、それぞれ第１フィルタ５０ａおよび第２フィルタ５０ｂに入射される。第１フィルタ５０ａにおいては、図５に示すように、第１蛍光ＦＬ１のみが透過し、他の波長の光は遮断される。第２フィルタ５０ｂにおいては、第２蛍光ＦＬ２のみが透過し、他の波長の光は遮断される。
【００３２】
第１フィルタ５０ａを透過した第１蛍光ＦＬ１は、図４に示すように、撮像素子３５における受光面３５ａの左半面に入射し、第１蛍光ＦＬ１による画像が結像される。第２フィルタ５０ｂを透過した第２蛍光ＦＬ２は受光面３５ａの右半面に入射し、第２蛍光ＦＬ２による画像が結像される。
撮像素子３５は、図１に示すように、受光面３５ａに結像された各蛍光ＦＬ１およびＦＬ２の画像を電気信号に変換してカメラコントロールユニット５５へ出力する。電気信号はカメラコントロールユニット５５においてビデオ信号に変換されイメージプロセッサ６０に出力される。ビデオ信号はイメージプロセッサ６０において病変部Ｃと正常部とを認識しやすくする信号処理がなされ、モニタ６５に出力される。
モニタ６５には、図６に示すように、信号処理がされた第１蛍光の画像Ｐ１と、第２蛍光の画像Ｐ２とが並んで表示される。
【００３３】
上記の構成によれば、キャップ４１を交換することにより、第１フィルタ５０ａおよび第２フィルタ５０ｂを容易に交換することができる。そのため、フィルタ部４３を透過して撮像素子３５に入射する光の波長も容易に変更することができる。
例えばキャップ４１を、観察する蛍光の波長に応じて選択することにより、１つの内視鏡装置１０で複数の異なる波長の蛍光を観察することができる。具体的には、病変部Ｃの種類により用いられる蛍光剤の種類が変わるため、蛍光剤を励起する励起光の波長や蛍光の波長が変わる。これら光の波長に応じたキャップ４１を準備し、交換することにより、１つの内視鏡装置１０で複数の異なる波長の蛍光を観察することができる。
内視鏡装置１０全体を交換する場合と比較して、非常に安価なキャップ４１のみを交換することで、複数種類の蛍光剤に対応することができ、検査をより安価に行うことができる。
【００３４】
偏光子４８によりフィルタ部４３に入射した光を、その光の画像を損なうことなくｐ偏光およびｓ偏光の２つに分けることができる（光の強度は略半分になる）。また、ｐ偏光およびｓ偏光を、撮像素子３５の受光面３５ａの半面にそれぞれ入射させているため、内視鏡スコープ３１の先端３２の径を小型化することができる。
そのため、内視鏡装置１０は、同時に２つの蛍光ＦＬ１，ＦＬ２の画像を観察することができるとともに、先端３２の径を小型化することができる。
【００３５】
内視鏡装置１０は、２つの蛍光ＦＬ１，ＦＬ２の画像を観察することができるため、２つの異なる性質の蛍光剤を与えられた病変部Ｃを観察することができる。
例えば、一方の蛍光剤として、病変部Ｃの病変に係る細胞に結合し、励起光により蛍光を発する蛍光剤を用い、他方の蛍光剤として、励起光により異なる波長の蛍光を発する蛍光を用いることもできる。この場合、他方の蛍光剤により、投与された両蛍光剤の浸透の程度を観測することができ、一方の蛍光剤により、病変に係る細胞の有無などを観測することができる。
【００３６】
延長ライトガイド４４は、ライトガイド３３により導かれた各光Ｂ，Ｇ，Ｒ，ＥＸ１，ＥＸ２を、キャップ４１に妨げられることなく病変部Ｃに向けて射出することができる。そのため、キャップ４１を内視鏡スコープ３１の先端３２に着けても光源部２０から射出された各光Ｂ，Ｇ，Ｒ，ＥＸ１，ＥＸ２を遮ることがない。
延長内視鏡チャネル４５は、内視鏡チャネル３４により導かれた処置具を、キャップ４１に妨げられることなく病変部Ｃに導くことができる。そのため、キャップ４１を内視鏡スコープ３１の先端３２に着けても処置具を病変部Ｃに導くことができる。
【００３７】
なお、上述のように、キャップ４１に備えられたそれぞれ異なる波長の蛍光を透過するフィルタを用いて、異なる蛍光の画像を観察してもよいし、キャップ４１を交換することにより、蛍光を透過するフィルタおよび可視光（青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒを含んだ光）を透過するフィルタを用いて、蛍光の画像と可視光の画像を観察してもよい。
また、偏光子４８を２つ以上設けることにより、３つ以上の光に分離させるようにしてもよい。こうすることで、より多くの蛍光画像を同時に撮像することができる。
【００３８】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図７および図８を参照して説明する。
本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、内視鏡スコープの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図７および図８を用いて内視鏡スコープ周辺のみを説明し、光源装置等の説明を省略する。
図７は、本実施の形態に係る内視鏡装置における体腔内に挿入される先端部の拡大断面図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３９】
内視鏡装置１１０の内視鏡スコープ（挿入部）１３０は、図７に示すように、スコープ本体３１と、その先端部３２に着脱可能に取り付けられるキャップ（着脱フィルタ装置）１４１と、から概略構成されている。
先端部３２には、病変部Ｃの蛍光像を撮像するＣＣＤ素子などの第１撮像素子（固体撮像素子）１３５と、病変部Ｃの可視光像を撮像する第２撮像素子（固体撮像素子）１３６と、が備えられている。
【００４０】
キャップ１４１は、本体４２と、フィルタ部４３と、延長ライトガイド４４と、延長内視鏡チャネル４５と、病変部Ｃからの可視光を第２撮像素子１３６に導く導光部１４４と、から概略構成されている。また、フィルタ部４３、導光部１４４、延長ライトガイド４４、延長内視鏡チャネル４５は、キャップ１４１を先端部３２に取り付けたときに、それぞれ、第１撮像素子１３５、第２撮像素子１３６、ライトガイド３３、内視鏡チャネル３４と対向するように配置されている。
導光部１４４は、病変部Ｃの可視光による画像を第２撮像素子１３６の受光面１３６ａに結像させる第１導光部レンズ１４５および第２導光部レンズ１４６から構成されている。
【００４１】
次に、上記の構成からなる内視鏡装置１１０における作用について説明する。
内視鏡装置１１０においては、図７に示すように、病変部Ｃからの各蛍光ＦＬ１，ＦＬ２の画像は第１撮像素子１３５により電気信号に変換され、前述のカメラコントロールユニットに出力される。
また、病変部Ｃからの可視光は、第１導光部レンズ１４５および第２導光部レンズ１４６により第２撮像素子１３６の受光面１３６ａに集光され、可視光の画像が結像される。可視光の画像は、第２撮像素子１３６により電気信号に変換され、前述のカメラコントロールユニットに出力される。
【００４２】
撮像された各光の画像は、第１の実施形態と同様に、カメラコントロールユニットにおいてビデオ信号に変化され、イメージプロセッサにおいて信号処理された後に、モニタに出力される。
モニタ６５には、図８に示すように、画面の左半面に病変部Ｃの可視光の画像Ｐ３が表示され、右半面に信号処理がされた第１蛍光の画像Ｐ１と、第２蛍光の画像Ｐ２とが上下に並んで表示される。
【００４３】
上記の構成によれば、第２撮像素子１３６により、病変部Ｃにおける可視光の画像を観察することができる。そのため、可視光の画像Ｐ３と蛍光の画像Ｐ１，Ｐ２とを同時に観察することができ、これら画像を用いることで病変に係る細胞の部位をより正確に特定することができる。
【００４４】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図９を参照して説明する。
本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第２の実施の形態と同様であるが、第２の実施の形態とは、フィルタ部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図９を用いてフィルタ部周辺のみを説明し、光源装置等の説明を省略する。
図９は、本実施の形態に係る内視鏡装置における体腔内に挿入される先端部の拡大断面図である。
なお、第２の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
内視鏡装置２１０の内視鏡スコープ２３０は、図９に示すように、スコープ本体３１と、その先端部３２に着脱可能に取り付けられるキャップ（着脱フィルタ装置）２４１と、から概略構成されている。
先端部３２には、病変部Ｃの蛍光像を撮像するＣＣＤ素子などの第１撮像素子１３５と、病変部Ｃの可視光像を撮像する第２撮像素子１３６と、が備えられている。
【００４６】
キャップ２４１は、本体４２と、フィルタ部２４３と、延長ライトガイド４４と、延長内視鏡チャネル４５と、病変部Ｃからの可視光を第２撮像素子１３６に導く導光部１４４と、から概略構成されている。また、フィルタ部２４３、導光部１４４、延長ライトガイド４４、延長内視鏡チャネル４５は、キャップ２４１を先端部３２に取り付けたときに、それぞれ、第１撮像素子１３５、第２撮像素子１３６、ライトガイド３３、内視鏡チャネル３４と対向するように配置されている。
【００４７】
フィルタ部２４３は、病変部Ｃからの光をスプリッタ２４８に導くレンズ４７と、入射した光を２つに分離するスプリッタ（分岐手段）２４８と、２つに分離された光を第１撮像素子１３５に集光する第１レンズ４９ａおよび第２レンズ４９ｂと、それぞれ所定波長の蛍光を透過する第１フィルタ５０ａおよび第２フィルタ５０ｂと、から構成されている。
スプリッタ２４８には、入射した光の略半分を反射して残りを透過するハーフミラー２４９と、入射した光を全て反射するミラー２５０と、が備えられている。ハーフミラー２４９は、スプリッタ２４８に入射した光に対して略４５°の傾きを持つように配置され、ミラー２５０は、ハーフミラー２４９に反射された光を第１撮像素子１３５に向けて反射するように配置されている。
【００４８】
次に、上記の構成からなる内視鏡装置２１０における作用について説明する。
内視鏡装置２１０においては、図９に示すように、病変部Ｃからの可視光は、第１導光部レンズ１４５および第２導光部レンズ１４６により第２撮像素子１３６の受光面１３６ａに集光され、可視光の画像が結像される。可視光の画像は、第２撮像素子１３６により電気信号に変換され、前述のカメラコントロールユニットに出力される。
【００４９】
病変部Ｃからの光は、レンズ４７を介してスプリッタ２４８に入射される。スプリッタ２４８に入射した光はハーフミラー２４９に入射し、その略半分がハーフミラー２４９によりミラー２５０に向けて反射される。ミラー２５０に入射した光は、第１撮像素子１３５に向けて反射される。ハーフミラー２４９を透過した残りの光は、第１撮像素子１３５に向けてスプリッタ２３５から射出される。
第１レンズ４９ａおよび第２レンズ４９ｂを介して、第１フィルタ５０ａおよび第２フィルタ５０ｂに入射した光の内、それぞれ第１蛍光ＦＬ１および第２蛍光ＦＬ２のみが各フィルタ５０ａ，５０ｂを透過し、第１撮像素子１３５に画像を結像する。第１蛍光ＦＬ１および第２蛍光ＦＬ２の画像は、第１撮像素子１３５により電気信号に変換され、前述のカメラコントロールユニットに出力される。
【００５０】
撮像された各光の画像は、第２の実施形態と同様に、カメラコントロールユニットにおいてビデオ信号に変化され、イメージプロセッサにおいて信号処理された後に、モニタに出力される。
モニタ６５には、画面の左半面に病変部Ｃの可視光の画像Ｐ３が表示され、右半面に信号処理がされた第１蛍光の画像Ｐ１と、第２蛍光の画像Ｐ２とが上下に並んで表示される（図８参照）。
【００５１】
上記の構成によれば、スプリッタ２４８によりフィルタ部２４３に入射した光を、その光の画像を損なうことなくハーフミラー２４９で２つに分けることができる（光の強度は略半分になる）。また、分けられた光を、第１撮像素子１３５の半面にそれぞれ入射させているため、内視鏡スコープ３１の先端３２の径を小型化することができる。
そのため、内視鏡装置２１０は、同時に２つの蛍光ＦＬ１，ＦＬ２の画像を観察することができるとともに、先端３２の径を小型化することができる。
【００５２】
なお、スプリッタ２４８は、入射した光の強度の比（分岐比）が１対１となるスプリッタに適用して説明しているが、分岐比は１対１に限られることなく、その他の分岐比を有するスプリッタを用いても構わない。
【００５３】
なお、上述のように、内視鏡装置は、入射した光を２つに分離するスプリッタを用いても良いし、図１０に示すように、入射した光を３つに分離するスプリッタ２６０を用いても良い。
【００５４】
具体的には、キャップ（着脱フィルタ装置）２４１Ａのフィルタ部２４３Ａは、図１０に示すように、病変部Ｃからの光をスプリッタ２６０に導くレンズ４７と、入射した光を３つに分離するスプリッタ（分岐手段）２６０と、３つに分離された光を第１撮像素子１３５に集光する第１レンズ４９ａ、第２レンズ４９ｂおよび第３レンズ４９ｃと、それぞれ所定波長の蛍光を透過する第１フィルタ５０ａ、第２フィルタ５０ｂおよび第３フィルタ（フィルタ）５０ｃと、から構成されている。
【００５５】
スプリッタ２６０には、入射した光の略１／３を反射して残り２／３を透過するハーフミラー２６１と、入射した光の略半分を反射して残りを透過するハーフミラー２６２と、入射した光を全て反射するミラー２６３と、が備えられている。ハーフミラー２６１は、スプリッタ２６０に入射した光に対して略４５°の傾きを持つように配置されている。ハーフミラー２６２は、ハーフミラー２６１に反射された光を第１撮像素子１３５に向けて反射するように配置されている。ミラー２６３は、ハーフミラー２６２を透過した光を第１撮像素子１３５に向けて反射するように配置されている。
【００５６】
このような構成によれば、スプリッタ２６０によりフィルタ部２４３Ａに入射した光を、その光の画像を損なうことなくハーフミラー２６１，２６２で２つに分けることができる（光の強度は略３分の１になる）。また、分けられた光を、第１撮像素子１３５の略３分の１の面にそれぞれ入射させているため、内視鏡スコープ３１の先端３２の径を小型化することができる。そのため、内視鏡装置２１０は、同時に３つの蛍光の画像を観察することができるとともに、先端３２の径を小型化することができる。
また、上記ハーフミラーがダイクロイックプリズムであってもよい。
【００５７】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図１１を参照して説明する。
本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、内視鏡スコープの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１１を用いて内視鏡スコープ周辺のみを説明し、光源装置等の説明を省略する。
図１１は、本実施の形態に係る内視鏡装置における体腔内に挿入される先端部の拡大断面図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５８】
内視鏡装置３１０の内視鏡スコープ３３０は、図１１に示すように、スコープ本体３１と、その先端部３２に着脱可能に取り付けられるキャップ（着脱フィルタ装置）３４１と、から概略構成されている。
先端部３２には、病変部Ｃの可視光像および蛍光像を撮像するＣＣＤ素子などの第１撮像素子（固体撮像素子）３３５と、病変部Ｃの蛍光像を撮像する第２撮像素子（固体撮像素子）３３６と、が備えられている。
【００５９】
キャップ３４１は、本体４２と、第１フィルタ部３４３と、第２フィルタ部３５３と、延長ライトガイド４４と、延長内視鏡チャネル４５と、から概略構成されている。また、第１フィルタ部３４３、第２フィルタ部３５３、延長ライトガイド４４、延長内視鏡チャネル４５は、キャップ３４１を先端部３２に取り付けたときに、それぞれ、第１撮像素子３３５、第２撮像素子３３６、ライトガイド３３、内視鏡チャネル３４と対向するように配置されている。
【００６０】
第１フィルタ部３４３は、病変部Ｃからの光を第１フィルタ（フィルタ）３４８に導く第１レンズ３４７と、入射した光の内、可視光および第１蛍光ＦＬ１を透過する第１フィルタ３４８と、から構成されている。
第２フィルタ部３５３は、病変部Ｃからの光を第２フィルタ（フィルタ）３５８に導く第２レンズ３５７と、入射した光の内、第２蛍光ＦＬ２を透過する第２フィルタ３５８と、から構成されている。
【００６１】
図１２（ａ）は、可視光の波長および各光ＥＸ１，ＥＸ２，ＦＬ１，ＦＬ２の波長の関係を示した図である。図１２（ｂ）は、本実施の形態に係る第１フィルタ３４８の光透過特性を示す図であり、図１２（ｃ）は、本実施の形態に係る第２フィルタ３５８の光透過特性を示す図である。
第１フィルタ３４８としては、図１２（ｂ）に示すように、可視光および第１蛍光ＦＬ１に対して透過性を示し、第１励起光ＥＸ１に対しては遮光性を示すフィルタが用いられている。第２フィルタ３５８としては、図１２（ｃ）に示すように、第２蛍光ＦＬ２およびそれよりも波長の長い光に対して透過性を示し、第２蛍光よりも波長の短い光に対して遮光性を示すフィルタが用いられている。
【００６２】
次に、上記の構成からなる内視鏡装置３１０における作用について説明する。
内視鏡装置３１０においては、図１１に示すように、病変部Ｃからの光は第１レンズ３４７および第２レンズ３５７に入射し、それぞれ第１撮像素子３３５、第２撮像素子３３６に画像を結像するように集光される。第１レンズ３４７および第２レンズ３５７を透過した光は、それぞれ第１フィルタ３４８、第２フィルタ３５８に入射する。
【００６３】
第１フィルタ３４８においては、図１２（ｂ）に示すように、第１励起光ＥＸ１のみが遮光され、第１フィルタ３４８を透過した他の光は第１撮像素子３３５に画像を結像する。第２フィルタ３５８においては、図１２（ｃ）に示すように、第２蛍光ＦＬ２よりも波長の短い光が遮光され、第２フィルタ３５８を透過した第２蛍光ＦＬ２は第２撮像素子３３６に画像を結像する。
【００６４】
第１撮像素子３３５および第２撮像素子３３６は、結像された画像を電気信号に変換し、前述のカメラコントロールユニットに出力する。
なお、第１撮像素子３３５には、第２励起光ＥＸ２および第２蛍光ＦＬ２の画像も結像されているが、第１撮像素子３３５では第２励起光ＥＸ２および第２蛍光ＦＬ２の画像の撮像は行わない。
【００６５】
撮像された各光の画像は、第１の実施形態と同様に、カメラコントロールユニットにおいてビデオ信号に変化され、イメージプロセッサにおいて信号処理された後に、モニタに出力される。
モニタ６５には、画面の左半面に病変部Ｃの可視光の画像Ｐ３が表示され、右半面に信号処理がされた第１蛍光の画像Ｐ１と、第２蛍光の画像Ｐ２とが上下に並んで表示される（図８参照）。
【００６６】
上記の構成によれば、第１撮像素子３３５および第２撮像素子３３６に、それぞれ第１フィルタ３４７および第２フィルタ３５８を透過した第１蛍光ＦＬ１および第２蛍光ＦＬ２を入射させることができる。そのため、第１撮像素子３３５および第２撮像素子３３６が、それぞれ病変部Ｃからの第１蛍光ＦＬ１および第２蛍光ＦＬ２を検出することができる。
【００６７】
また、第１フィルタ３４７は、可視光（青色光Ｂ，緑色光Ｇ，赤色光Ｒを含む光）を透過するため、第１撮像素子３３５により、病変部Ｃにおける可視光の画像を観察することができる。そのため、可視光の画像Ｐ３と蛍光の画像Ｐ１，Ｐ２とを同時に観察することができ、これら画像を用いることで病変に係る細胞の部位をより正確に特定することができる。
【００６８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、固体撮像素子を１つまたは２つ備える構成に適応して説明したが、固体撮像素子の数は１または２に限られることなく、３つ以上備える構成に適応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明による第１の実施形態に係る内視鏡装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示したフィルタターレットの平面図である。
【図３】図１に示した光源から射出された光の波長分布と、図２に示したフィルタターレットの各フィルタの光透過特性と、を示す図である。
【図４】図１に示した内視鏡スコープの先端部の拡大断面図である。
【図５】図１に示した光源部から射出された光の波長分布と、図４に示したフィルタ部の各フィルタの光透過特性と、を示す図である。
【図６】図１に示したモニタに表示される病変部の蛍光画像の一例を示す図である。
【図７】本発明による第２の実施形態に係る内視鏡装置における内視鏡スコープの先端部の拡大断面図である。
【図８】図１に示したモニタに表示される病変部の可視光画像および蛍光画像の一例を示す図である。
【図９】本発明による第３の実施形態に係る内視鏡装置における内視鏡スコープの先端部の拡大断面図である。
【図１０】本発明による第３の実施形態の他の例に係る内視鏡装置における内視鏡スコープの先端部の拡大断面図である。
【図１１】本発明による第４の実施形態に係る内視鏡装置における内視鏡スコープの先端部の拡大断面図である。
【図１２】図１に示した光源部から射出された光の波長分布と、図１１に示した各フィルタ部のフィルタの光透過特性と、を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０、１１０、２１０、３１０  内視鏡装置
２０  光源部（投光部）
２１  光源
２２  フィルタターレット（切換え手段）
３０、１３０、２３０、３３０  内視鏡スコープ（挿入部）
３２  先端部（先端）
３３  ライトガイド（投光部）
３４  内視鏡チャネル（処置具用チャネル）
３５  撮像素子（固体撮像素子）
３５ａ、１３６ａ  受光面
４１、１４１、２４１、２４１Ａ、３４１  キャップ（着脱フィルタ装置）
４４  延長ライトガイド
４５  延長内視鏡チャネル（延長処置具用チャネル）
４８  偏光子（分岐手段）
５０ａ、３４８  第１フィルタ（フィルタ）
５０ｂ、３５８  第２フィルタ（フィルタ）
５０ｃ  第３フィルタ（フィルタ）
１３５、３３５  第１撮像素子（固体撮像素子）
１３６、３３６  第２撮像素子（固体撮像素子）
２４３、２６０  スプリッタ（分岐手段）
Ｃ  病変部（生体組織）
Ｂ  青色光（可視光）
Ｇ  緑色光（可視光）
Ｒ  赤色光（可視光）
ＥＸ１  第１励起光（励起光）
ＥＸ２  第２励起光（励起光）
ＦＬ１  第１蛍光（蛍光）
ＦＬ２  第２蛍光（蛍光）
【図１】
2006075189.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006075189.tif 000011
【図１０】
2006075189.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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