(57)【要約】  【課題】連続的に変化する波長に対応した所望の結像状態を得ることができる内視鏡光学系を提供する。  【解決手段】透過波長を連続的に変更可能な分光透過率特性可変素子をスコープ光学系３に含む内視鏡光学系である。分光透過率特性可変素子３５よる透過波長の変化に同期して、スコープ光学系３に備わる光学素子３７，３８ないしその保持枠３６が移動可能に構成されている。分光透過率特性可変素子３５を制御する分光透過率特性可変素子制御手段５１と、スコープ光学系３に備わる光学素子ないしその保持枠の移動を制御する移動制御手段５２を有し、同一光学系上に配置される、スコープ光学系３に備わる光学素子ないしその保持枠と分光透過率特性可変素子３５とが別個に作動するようになっている。【選択図】  図１
2006122195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過波長を連続的に変更可能な分光透過率特性可変素子をスコープ光学系に含む内視鏡光学系であって、
前記分光透過率特性可変素子の制御に同期して、前記スコープ光学系に備わる光学素子ないしその保持枠を移動可能にしたことを特徴とする内視鏡光学系。
【請求項２】
前記分光透過率特性可変素子による透過波長の変化に同期して、前記スコープ光学系に備わる光学素子ないしその保持枠が移動するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡光学系。
【請求項３】
前記分光透過率特性可変素子を制御する分光透過率特性可変素子制御手段と、前記スコープ光学系に備わる光学素子ないしその保持枠の移動を制御する移動制御手段を有し、同一光学系上に配置される、前記スコープ光学系に備わる光学素子ないしその保持枠と前記分光透過率特性可変素子とが別個に作動することを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の波長領域の検出を行うことができる内視鏡として、透過波長を変更可能な分光透過率特性可変素子をスコープ光学系に含む内視鏡が、本件出願人により、例えば、次の特許文献１に提案されている。
また、従来、内視鏡先端部の光学系において、光学素子を動かして結像状態を変える構成が、例えば、次の特許文献２に記載のように知られている。
また、従来、カメラにおいては、可視光と赤外光とにおける最良の結像位置を調整する機能を備えたカメラが、例えば、次の特許文献３に提案されている。
また、従来、内視鏡光源装置において、狭帯域化した波長特性を持つバンドパスフィルタを通して、時系列に青色、緑色、赤色の光を生体へパルス照射し、生体の深さ方向の情報を得る構成が、次の特許文献４に記載のように知られている。
また、従来生体内の組織や細胞の様子を生体内で観察できる手段として、例えば先端に走査型共焦点光学系が組み込まれたプローブ（内視鏡）を体内に挿入し、内蔵の細胞等を直接観察する装置が、特許文献５に提案されている。
【特許文献１】特願２００３−１７２３６１号明細書
【特許文献２】特許第３１８６３３７号公報
【特許文献３】ＤＥ１０２０７６６５Ａ１
【特許文献４】特開２００４−８４１２号公報
【特許文献５】特開２０００−１７１７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の内視鏡では、使用する波長を広い範囲にわたって変える際に生じる色収差により、最良の結像位置が変わってしまう。この問題は、特に、小型化を図るために１枚レンズ等の枚数の少ないカプセル内視鏡用の光学系や、硬性鏡などのレンズ枚数の非常に多い内視鏡光学系において、色収差の補正が困難な光学系では顕著である。
また、特許文献１に記載の内視鏡では、特許文献１に記載の内視鏡で生体内の色素を観察した場合、観察している色素が生体内においてどの程度の深さに位置するのかを知ることができない。
【０００４】
また、特許文献２に記載の光学素子を動かして結像状態を変える構成は、１波長（一般的には、５８７．６ｎｍ等）のみを基準として結像状態を調整するようになっており、波長の変化に対応して結像状態を調整することはできない。
【０００５】
また、特許文献３に記載のカメラにおける可視光と赤外光における最良の結像位置の調整機能は、波長を切り替えたときに調整用のガラス板を光路に挿脱する仕組みとなっており、径の細さが求められる内視鏡先端部には適さない。また、特許文献３の構成は、可視光と赤外光の２種類の波長のみの切り替えに対応して結像位置を調整しているだけであり、連続的に多数の波長に切り替えた場合に、各波長に対応した最良の結像位置になるとは限らない。しかも、特許文献３に記載のカメラでは、連続的に切り替わる多数の波長に対応した最量の結像位置を得ようとしても、調整用のガラス板が無数に必要となるため、実現が困難である。
【０００６】
また、特許文献４に記載のバンドパスフィルタを用いた光源装置で出射光の波長を切り替える構成では、任意の波長を照射することができず、波長が制限される。この構成において、選択する波長数を増やすには、バンドパスフィルタを増加する必要があるため、装置が大型化し、原価の増加する。また、この構成では出射する波長の変化に応じて最良の結像位置を調整することもできない。
【０００７】
また、特許文献５に記載の光学系においては、特に波長別に観察する工夫がなされていない。
【０００８】
このように、従来、内視鏡光学系では、連続的に変化する波長に対応した所望の結像状態を得ることができなかった。特に蛍光観察においては、蛍光が非常に微弱光であるため、検出のＳ／Ｎを向上させるには対物光学系の開口（ＮＡ）を大きくする必要がある。このため、収差の発生量が大きくなり、また観察深度も非常に小さくなり、ボケた画像となっていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、連続的に変化する波長に対応した所望の結像状態を得ることができる内視鏡光学系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】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明による内視鏡光学系は、透過波長を連続的に変更可能な分光透過率特性可変素子をスコープ光学系に含む内視鏡光学系であって、前記分光透過率特性可変素子の制御に同期して、前記スコープ光学系に備わる光学素子ないしその保持枠を移動可能にしたことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明による内視鏡光学系においては、前記分光透過率特性可変素子による透過波長の変化に同期して、前記スコープ光学系に備わる光学素子ないしその保持枠が移動するようにするのが好ましい。
【００１２】
また、本発明による内視鏡光学系においては、前記分光透過率特性可変素子を制御する分光透過率特性可変素子制御手段と、前記スコープ光学系に備わる光学素子ないしその保持枠の移動を制御する移動制御手段を有し、同一光学系上に配置される、前記スコープ光学系に備わる光学素子ないしその保持枠と前記分光透過率特性可変素子とが別個に作動するようにするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、透過波長に合わせて色収差を補正することができ、透過波長を変化させても、同じ被写体を最良の結像状態ではっきりと撮像することができ、また、この波長の進達度を利用した方法に観察を所望する深さのみをフォーカスする構造を加えることができ、生体観察等においてより診断能を増すことが可能な内視鏡光学系が得られる。また、焦点深度が浅くなるようにスコープ光学系に備わる光学素子ないしその保持枠を移動させることで、蛍光観察をする場合において、観察を所望する深度の蛍光のみをはっきりと観察することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明の内視鏡光学系のように、透過波長を連続的に変更可能な分光透過率特性可変素子を用いれば、蛍光標識物質からの蛍光波長を分離して、複数の蛍光波長を検出することが可能となる。そして、エタロン等のエアギャップ可変式の分光透過率特性可変素子を用いることで、光学系全体を小型化でき、波長帯域変換速度を高速化でき、低消費電力化できる等の利点がある。また、エアギャップ可変式の分光透過率特性可変素子を介して、蛍光標識物質が発する蛍光のピーク波長を走査することにより、蛍光波長が狭帯域でガウス分布をしているような蛍光標識物質を用いた場合には、その蛍光標識物質が発する蛍光波長を高速かつ確実に分離して検出することができる。
その上で、本発明の内視鏡光学系のように、前記分光透過率特性可変素子の制御に同期して、前記スコープ光学系に備わる光学素子ないしその保持枠を移動可能にすれば、各透過波長の結像状態に対応して、各透過波長が撮像素子の撮像面で結像するように、分光透過率可変光学素子による透過波長の変化に同期して、光学素子又は光学素子を保持した保持枠が、前記透過波長の光路上に沿って移動するようにすることで、透過波長に合わせて色収差を補正することができ、透過波長を変化させても、同じ被写体を最良の結像状態ではっきりと撮像することができる。この効果は、特に、小型化を図るために１枚レンズ等の枚数の少ないカプセル内視鏡用の光学系や、硬性鏡などのレンズ枚数の非常に多い内視鏡光学系において、色収差の補正が困難な光学系で顕著である。
【００１５】
また、本発明の内視鏡光学系によれば、観察手法の一例として、波長ごとに、観察距離を変えて観察することができる。このため、生体観察等においては、波長の進達度を利用した方法があるが、本発明の内視鏡光学系によれば、この波長の進達度を利用した方法に観察を所望する深さのみをフォーカスする構造を加えることができ、生体観察等においてより診断能を増すことができる。
また、本発明の内視鏡光学系によれば、焦点深度が浅くなるようにスコープ光学系に備わる光学素子ないしその保持枠を移動させることで、蛍光観察をする場合において、観察を所望する深度の蛍光のみをはっきりと観察することができる。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態にかかる内視鏡光学系の要部原理説明図であり、(a)，(c)は分光透過率特性可変素子の分光透過率特性を示すグラフ、(b)，(d)は光学構成を示す説明図である。また、図１中、(a)，(b)と、(c)，(d)とでは、互いに分光透過率特性可変素子による透過波長が異なる。なお、図１(d)では便宜上、図１(b)と共通な一部の構成の図示を省略してある。図２は本発明の内視鏡光学系に適用可能な分光透過率特性可変素子の一構成例の概念図であり、(a)は分光透過率特性可変素子の概略構成図、(b)は(a)に示した分光透過率特性可変素子の分光透過率特性を示すグラフである。図３は本発明の内視鏡装置に適用可能な分光透過率特性可変素子の他の構成例の概念図であり、(a)は分光透過率特性可変素子の概略構成図、(b)は(a)に示した分光透過率特性可変素子の分光透過率特性を示すグラフである。
【００１７】
図１に示す内視鏡光学系は、透過波長を連続的に変更可能なエアギャップ可変式の分光透過率特性可変素子３５をスコープ光学系３に含んでいる。また、分光透過率特性可変素子３５に接続されたフィルタ制御回路５１と、スコープ光学系３に備わるレンズ３７、撮像素子３８等の光学素子、又は、レンズ３７、撮像素子３８等の光学素子を保持した保持枠３６に接続された光学系制御回路５２を介して、分光透過率特性可変素子３５による透過波長の変化に同期して、レンズ３７、撮像素子３８等の光学素子、又は、レンズ３７、撮像素子３８等の光学素子を保持した保持枠３６が、前記透過波長の光路上に沿って移動するように構成されている。なお、図１(b)、図１(d)中、４は試料、３３は対物レンズ、３９は絞り、３４は励起光カットフィルタである。また、説明の便宜上、スコープ光学系に備わるファイバスコープは省略して示してある。また、図１(a)、図１(c)中、破線は実施例１の内視鏡装置に適用される励起光カットフィルタの分光透過率特性を示している。
なお、図１の内視鏡光学系では、レンズ３７、撮像素子３８及びこれらの保持枠３６を移動可能に構成されているが、スコープ光学系に備わる光学素子としてプリズムが含まれる場合には、プリズムをこれらの光学素子とともに移動するようにしてもよい。
【００１８】
エアギャップ可変式の分光透過率特性可変素子３５は、エアギャップ可変式エタロンで構成されている。エアギャップ可変式エタロンは、例えば、図２(a)に示すように、２枚の基板３５Ｘ−１、３５Ｘ−２の対向面に反射膜３５Ｙ−１、３５Ｙ−２を形成し、反射膜３５Ｙ−１、３５Ｙ−２間にエアギャップｄを設けて構成される。そして、基板３５Ｘ−１側からの入射光に多光束干渉を発生させ、エアギャップｄの長さを変えることにより基板３５Ｘ−２側からの出射光の最大透過率の波長を変化させる。すなわち、図２(a)で示されるエアギャップｄを変化させると、図２(b)で示すように最大透過率の波長はＴａからＴｂに変化する。エアギャップは、ピエゾ素子などの圧電素子を用いて変化させることができるようになっている。
【００１９】
また、エアギャップ可変式の分光透過率特性可変素子３５は、図３(a)に示すような小型のエアギャップ可変式エタロンとして、表面マイクロマニシング法で製作した静電力を用いたタイプのもので構成してもよい。
図３(a)に示す小型エタロンでは、２つの高反射率のハーフミラー３５’Ｘ−１、３５’Ｘ−２が対向配置されている。ハーフミラー３５’Ｘ−１、３５’Ｘ−２の対向面には表面に金属皮膜や誘電体多層膜が設けられ、反射強度が調整可能になっている。ハーフミラー３５’Ｘ−１は、弾性変形可能なヒンジ部３５’Ｚ−１に接続されている。ハーフミラー３５’Ｘ−２は、基板３５’Ｙ−２に固定されている。ヒンジ部３５’Ｚ−１と基板３５’Ｙ−２は、互いに間隔を開けてスペーサ３５’αに接続されている。また、図３(a)の小型エタロンでは、図示省略したマイクロアクチュエータを用いて対向するハーフミラー３５’Ｘ−１と３５’Ｘ−２との間に静電気力を生じさせてヒンジ部３５’Ｚ−１を弾性変形させることで対向するハーフミラー３５’Ｘ−１と３５’Ｘ−２の間隔を変えることができるようになっている。そして、この間隔を変えることにより透過する波長帯域を変えることができる。
【００２０】
また、図３(a)に示す小型エタロンにおいても、エアギャップを所定の間隔で変化させたときに周期的に透過率のピークが現れる。ピークは、前記エアギャップを変化させることで波長を走査して、所定の波長に移動する。
図３(b)はエアギャップ可変式エタロンにおける基準エアギャップと透過波長がピークとなるときのエアギャップとの関係の一例を示す特性図である。
エタロンの基準エアギャップをｄとすると、透過波長は（λ／２）・ｎ  （但し、ｎは整数）でピークとなる。従って、基準エアギャップｄが定まると、エアギャップが（２／ｎ）ｄのときに透過波長はピークとなる。
【００２１】
従って、エアギャップ可変式エタロンで基準エアギャップに基づいて基板間の間隔（エアギャップ）を制御してピーク波長を走査することにより、所望の波長領域で複数の蛍光波長を検出することができる。このようなエアギャップ可変式エタロンによるエアギャップ調整を用いれば、例えば、内視鏡装置において蛍光標識物質からの蛍光波長を分離して特定の波長帯域のみを検出することができる。
また、光学系全体を小型化でき、波長帯域変換速度を高速化でき、低消費電力化できる。
なお、エアギャップ可変式の分光透過率特性可変素子３５のエアギャップ制御は、フィルタ制御回路５１で行うようになっている。
【００２２】
ここで、図１(a)に示すように分光透過率特性可変素子３５の最大透過率の波長がＴａであるときと、図１(c)に示すように最大透過率の波長がＴｂであるときとでは、光学系の色収差により結像位置が変化する。このように波長を変化させたにもかかわらず、光学系及び撮像素子の位置を固定したり、或いは一種類のみのでの結像状態に合わせて撮像素子３８の撮像面に結像するように光学系又は撮像素子を移動させたのでは、撮像素子３８の撮像面に合焦せず、被写体をはっきりと撮像できない。
【００２３】
本実施形態の内視鏡装置では、光学系制御回路５２に、スコープ光学系３における透過波長に対応して、透過波長の光が撮像素子３８の撮像面で結像する位置に光学素子及びその保持枠等の移動量を設定しておく。そして、例えば、光学系制御回路５２が、フィルタ制御回路５１を介した分光透過率特性可変素子３５による透過波長の変化に同期して、図１(d)に示すように、レンズ３７、撮像素子３８等の光学素子、又は、レンズ３７、撮像素子３８等の光学素子を保持した保持枠３６を、各透過波長の光が撮像素子３８の撮像面で結像する位置に移動させる。
このため、本実施形態の内視鏡光学系によれば、透過波長を変化させても、透過波長に合わせて色収差を補正することができ、同じ被写体を最良の結像位置ではっきりと撮像することができる。
【００２４】
図４は本発明の内視鏡光学系による他の実施形態を示す説明図であり、(a)は生体内の波長進達度を示す概念図、(b)，(d)は分光透過率特性可変素子による透過波長特性を示すグラフ、(c)，(e)は光学配置を示す説明図である。また、図４中、(b)，(c)と、(d)，(e)とでは、互いに分光透過率特性可変素子による透過波長が異なる。
本実施形態の内視鏡光学系は、光学部材の配置及び基本的な作用は、図１に示した実施形態と同様である。ただし、図示省略した光学系制御回路による光学素子及びその保持部材の制御が図１の実施形態とは異なる。
【００２５】
生体の内部の到達する光は波長により異なり、光は長波長であるほど生体内の内部まで到達する。そこで、本実施形態の内視鏡光学系では、生体内における観察を所望する深度に合わせて、図示省略したフィルタ制御回路を介して分光透過率特性可変素子３５の透過波長を制御したときに、図示省略した光学系制御回路が、レンズ３７、撮像素子３８等の光学素子を保持した保持枠３６を移動させることによって、波長の生体内進達度に合わせて最良な結像状態となるように合焦距離を変えるようにする。
例えば、４９０ｎｍの短波長では、生体の表層に焦点を合わせ、例えば、７００ｎｍの長波長では、表層から１ｍｍ奥に焦点を合わせるように、レンズ３７、撮像素子３８等の光学素子を保持した保持枠３６を移動させる。
図４の実施形態のようにすれば、生体内における異なる深さの部位ごとにはっきりと観察でき、診断能が向上する。また、診断する部位や患部の進行度により、検出する波長を変更する必要もある。本構成では、特定の波長特性を持つバンドパスフィルタとは異なり、装置が大型化やコストアップすることなく、任意の波長を選択することもできる。
【００２６】
図５は本発明の内視鏡光学系によるさらに他の実施形態を示す説明図であり、(a)は蛍光試料の蛍光波長帯を示す概念図、(b)，(d)は分光透過率特性可変素子による透過波長特性を示すグラフ、(c)，(e)は光学配置を示す説明図である。また、図５中、(b)，(c)と、(d)，(e)とでは、互いに分光透過率特性可変素子による透過波長が異なる。
【００２７】
本実施形態の内視鏡光学系も、光学部材の配置及び基本的な作用は、図１に示した実施形態と同様である。ただし、図示省略した光学系制御回路による光学素子及びその保持部材の制御が図１の実施形態とは異なる。
蛍光試料の深度は、その色（観察する蛍光の波長）で区別できる。そこで、本実施形態の内視鏡光学系では、図示省略したフィルタ制御回路を介して所望の蛍光を透過するように分光透過率特性可変素子３５を制御する際に、図示省略した光学系制御回路を介して、焦点深度が浅くなるようにレンズ３７、撮像素子３８等の光学素子、及びこれらを保持した保持枠３６を移動させる。このようにすると、観察を所望する深度の蛍光のみがはっきりと観察できる。
また、観察深度を浅くする手法として、明るさ絞りに可変機能を設けても良い。
なお、十分に色収差が補正された光学系や高感度の検出素子を用いて十分に観察深度の広くした光学系においては、波長毎にフォーカス調整をする必要はない。このような光学系では、図５（ｆ）で示すように、生体からの反射光を検出する可視領域（I）のピント
位置と、蛍光体からの蛍光を検出する赤外領域（II）のピント位置、の観察モード別の二
点のフォーカス調整だけでも良い。
【００２８】
なお、本発明の内視鏡光学系は、これらの実施形態に限定されるものではなく、例えば、単純に、各波長それぞれで、異なる観察深度を走査して観察することができるように、光学制御回路を構成してもよい。
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明の内視鏡光学系のより具体的な実施例について図面を用いて説明する。
図６は本発明の実施例１にかかる内視鏡光学系を備えた内視鏡装置を示す概略構成図である。
実施例１の内視鏡装置１は、光源光学系２と、スコープ光学系３と、プロセッサ５と、モニタ６とで構成されている。生体４には、図７、図８に示すような量子ドットが蛍光標識物質として予め投与されている。
【００３０】
図７は量子ドットの例を示す説明図である。図７において、量子ドット８０は、例えば、直径２〜５ｎｍの半導体ＣｄＳｅの微小球を核として、その表面にＺｎＳをコートしてシェル層を形成する。このシェル層に、硫黄分子を介して水酸基を吸着させる。この水酸基の一部を目標とするたんぱく質と結合させるものである。
【００３１】
図８は量子ドットの励起・発光スペクトルを示す特性図である。図８において、破線は量子ドットの励起光のスペクトル分布、実線は、ＣｄＳｅ及びＩｎＰからなる粒径の異なる量子ドットの発光スペクトル分布である。図８に示したように、励起光は９００ｎｍ程度の領域まで分布する。また、量子ドットは近赤外波長領域で蛍光を発するものである。量子ドットの蛍光波長は従来の蛍光色素の波長と比較して次のような特徴がある。
（１）発光スペクトルの半値幅が中心波長の１／２００程度（典型的には２０〜３０ｎｍ）であり、蛍光色素の約１／３程度に狭くなっている。
（２）発光スペクトルのピーク波長は、量子ドットの大きさ（径）及び材質を選択することにより、およそ４００ｎｍ〜２０００ｎｍぐらいの範囲で比較的自由に設定することが可能である。すなわち、量子ドットの材質の設定や径の調整により、狭帯域のガウス分布の作成が可能である。
（３）励起スペクトルは、発光スペクトルの中心波長の位置に関わらず、可視光〜紫外光領域では短波長側程その強度が強くなっている。
【００３２】
光源光学系２は、光源２１と、オプションフィルタ２２と、ＲＧＢフィルタ２３を有している。光源２１は、例えばキセノンランプを用いて構成されており、可視光領域、及び蛍光標識物質の励起波長を含む波長領域の光を放射する。
オプションフィルタ２２は、光源２１から発光される光の光路上に設けられており、光源２１から放射された光の透過波長を可視光帯域及び赤外光帯域の波長域を含む光成分に制限する帯域制限（バンドパス）フィルタとして機能する。
【００３３】
図９は実施例１の内視鏡装置において帯域制限フィルタとして機能するオプションフィルタ２２の一構成例を示す説明図、図１０はオプションフィルタ２２の透過率特性を示す特性図である。
図９に示すように、オプションフィルタ２２は、遮光性の円板の周方向に可視光透過フィルタ２７Ｘと赤外光透過フィルタ２７Ｙを設けて構成されている。この円板は、回転軸２５により回転可能に構成されている。そして、図１０に示すように、光源側から入射した光のうち、可視域（４００〜７００ｎｍ）のみの光を射出する特性と、波長域６００〜２０００ｎｍの波長域のうち６５０〜９００ｎｍまでの赤外光を含む光とを射出する特性を有している。
【００３４】
光路上に可視光透過フィルタ２７Ｘを配置した場合には、図１０の特性ＴVISに示したように可視領域の波長の光を透過させる。また、光路上に赤外光透過フィルタ２７Ｙを配置した場合には、図１０の特性ＴIRに示したように赤外領域の波長の光を透過させる。すなわち、オプションフィルタ２２は、円板の光路上の位置を変えることにより、可視領域の波長の光または赤外領域の波長の光のいずれかを選択して透過させる機能を有している。このように、光源２１の光はオプションフィルタ２２により、可視光帯域から励起光の赤外帯域に至る波長帯域の光成分が透過されるようになっている。
【００３５】
図１１は回転フィルタ２３の一構成例を示す説明図、図１２は回転フィルタ２３の透過率特性を示す特性図である。
回転フィルタ２３は、図１１に示すように、遮光性の円板の周方向に青色フィルタ２９Ｘと、緑色フィルタ２９Ｙと、赤色フィルタ２９Ｚとを設けて構成されており、可視光の青色光（Ｂ）、緑色光（Ｇ）、赤色光（Ｒ）を透過させる特性を有している。この円板は、回転軸２６により回転可能に構成されている。
そして、回転フィルタ２３は、円板を回転させて青色フィルタ２９Ｘ、緑色フィルタ２９Ｙ、赤色フィルタ２９Ｚを光路上に配置することにより、それぞれ図１１に示すようにＢ、Ｇ、Ｒの各色の光が透過する。なお、図１１の例では、青色フィルタ２９Ｘ、緑色フィルタ２９Ｙ、赤色フィルタ２９Ｚは、それぞれ青色、緑色、赤色の波長の光を透過する他に、赤外領域の光を透過する特性を有している。
【００３６】
ここで、図１０、図１２の特性と、図８の特性とを参照すると、光源光学系２は、可視光領域、赤外光領域のいずれの領域の光を透過した場合でも、図８で示したような量子ドットを用いた蛍光標識物質の励起波長の少なくとも一部を含むことになる。また、光源光学系２からスコープ光学系３には、６００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長帯域のうち少なくとも一部を、蛍光標識物質を投与した被検査対象物（生体）に照射するような光が出力される。ここで、６００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長帯域は、近赤外領域での散乱、吸収が少なく深達度に優れており、この波長領域での励起及び複数の励起波長が存在するので、生体の癌診断に適合している。
このように、回転フィルタ２３は、円板を回転させることにより、面順次光を被検査体に照射することができるようになっている。
【００３７】
図６に戻り、スコープ光学系３は、ライドガイドファイバ３１と、照明レンズ３２と、対物レンズ３３と、絞り３９と、レンズ３７と、励起光カットフィルタとしての固定フィルタ３４と、エアギャップ可変式の分光透過率特性可変素子３５と、撮像素子としてのＣＣＤを用いた検出器（受光部）３８を有している。
光源光学系２の回転フィルタ２３で透過された帯域波長の光は、ライトガイドファイバ３１で伝送され、照明レンズ３２を通して生体４を照明する。上述のように、スコープ光学系３は、励起光としては６００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長帯域のうち少なくとも一部を被検査体である生体４に照射する。照明レンズ３２は、生体４の照明手段として機能している。
【００３８】
対物レンズ３３は、照明レンズ３２に隣接して設けられている観察窓（図示を省略）に取り付けられている。対物レンズ３３には、照明レンズ３２で照明された生体４からの反射光及び蛍光標識物質からの蛍光が入射され、その結像位置に像を結ぶ。この光学像は、レンズ３７、固定フィルタ３４、分光透過率特性可変素子３５、レンズ３７を通り、受光部３８の撮像面上に伝送される。
【００３９】
固定フィルタ３４は、可視光成分と赤外の蛍光の波長帯域を透過し、赤外の励起光の波長帯域を遮断する分光透過率特性を有している。
エアギャップ可変式の分光透過率特性可変素子３５は、図２、図３を用いて説明したいずれかのタイプのエタロンを用いて構成されている。また、分光透過率特性可変素子３５はフィルタ制御回路５１と接続されている。
レンズ３７又はレンズ３７を保持する保持枠３６と、受光部３８は、光学系制御回路５２に接続されている。また、レンズ３７又はレンズ３７を保持する保持枠３６と、受光部３８の少なくともいずれかは、光学系制御回路５２を介して光路上を移動可能に構成されている。
【００４０】
プロセッサ５は、フィルタ制御回路５１と、光学系制御回路５２と、プリプロセス回路５３と、Ａ／Ｄ変換器５４と、映像信号処理回路５５と、Ｄ／Ａ変換器５６を備えている。
【００４１】
フィルタ制御回路５１は、光源光学系２に備わる各フィルタ２２，２３の光路上の位置合わせ及び回転駆動を制御するとともに、それに合わせて分光透過率特性可変素子３５に設けられている、例えば圧電素子に印加する電圧を制御して透過波長帯域を移動させるように構成されている。また、フィルタ制御回路５１は、光学系制御回路５２、プリプロセス回路５３及び映像信号処理回路５５に所定の制御信号を入力するようになっている。
【００４２】
光学系制御回路５２は、分光透過率可変光学素子３５より制御信号として送られる透過波長の変化情報に同期して、各透過波長の結像状態に対応して、各透過波長が撮像素子である受光部３８の撮像面で結像するように、レンズ３６もしくはレンズを保持した保持枠３７又は受光部３８を移動させるように構成されている。
【００４３】
プリプロセス回路５３は、受光部３８を経て入力される画像信号に対して、増幅器によるゲインの調整や、ホワイトバランス補正回路等による可視光画像のホワイトバランス調整等の前処理を行うように構成されている。
【００４４】
Ａ／Ｄ変換器５４は、プリプロセス回路５３から入力されたアナログの画像信号をデジタル信号に変換する。
映像信号処理回路５５は、Ａ／Ｄ変換器５４でデジタル信号に変換された信号を、図示省略した画像メモリに格納した後、画像強調、ノイズ除去等の画像処理や、蛍光画像、通常画像、文字情報の同時表示のための表示制御等を行うように構成されている。なお、映像信号処理回路５５では、さらに、蛍光像と通常画像との重ね合わせ表示や、通常画像と蛍光像の画像間演算による蛍光像の規格化の処理も行うことができる。
【００４５】
Ｄ／Ａ変換器５６は、映像信号処理回路５５から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換する。
Ｄ／Ａ変換器５６から出力される映像信号はモニタ６に入力され、ＣＣＤ３８の撮像面に結像された蛍光像及び可視光像をモニタ６の表示面に表示することができるようになっている。
【００４６】
このように構成された実施例１の内視鏡装置を用いて、生体の観察を行う場合の一例を説明する。
まず、通常観察を行う場合について説明する。この場合は、図９に示したオプションフィルタ２２に備わる可視光透過フィルタ２７Ｘが光路上に固定され、可視光を透過し赤外光を遮光する。この状態で、図１１に示したＲＧＢフィルタ２３が所定の回転数で回転することにより、赤外励起光（ＩＲ）は遮光され、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の光を透過し、被検査体である生体４にはこれらの光が順次照射される。
【００４７】
図６に示したスコープ光学系３において、分光透過率特性可変素子３５の圧電素子の駆動電圧をＶ0とする。実施例１では、駆動電圧がＶ0のときに、周期的に発生する分光透過率特性可変素子３５の透過率のピークのうち可視光帯域でのピーク位置を、照明光Ｂ，Ｇ，Ｒの中心波長とほぼ一致するようにしている。したがって、駆動電圧Ｖ0が一定の状態で、撮像素子としての検出器３８の受光面では生体への照明光に対応して、青（Ｂ）と蛍光（ＩＲ0）、緑（Ｇ）と蛍光（ＩＲ0）、赤（Ｒ）と蛍光（ＩＲ0）の波長成分の光像を受光する。
【００４８】
検出器３８で受光された光像は、光電変換されることによりＲ，Ｇ，Ｂの色成分画像の信号に変換されて、プロセッサ５に入力される。プロセッサ５で、上述したように信号処理を行った後に、モニタ６に可視光による通常の内視鏡画像が表示される。
【００４９】
次に、蛍光像と通常画像を同時観察する場合の一例について説明する。この場合には、例えば、オプションフィルタ２２の可視光透過フィルタ２７Ｘで最初の１フレームにおいて可視光を透過し、続く１フレームにおいて赤外透過フィルタ２７Ｙで赤外光を透過させてオプションフィルタ２２を１回転させる。このため、オプションフィルタ２２は、可視光と赤外光を交互に透過する状態となる。
【００５０】
この状態で、ＲＧＢフィルタ２３を、オプションフィルタ２２の１／３の回転数で回転させる。すなわち、帯域制限フィルタ２２が１回転して、可視光と赤外光を交互に透過した状態で青色（Ｂ）フィルタ２９Ｘを光路上に固定して、透過光を被検査体に照射する。同様にして、オプションフィルタ２２が１回転して、可視光と赤外光を交互に透過した状態で、緑色（Ｇ）フィルタ２９Ｙと赤色（Ｒ）フィルタ２７Ｚをそれぞれ光路上に固定して、透過光を被検査体に照射する。
【００５１】
ここで、図６に示したスコープ光学系において、オプションフィルタ２２で可視光を透過し、ＲＧＢフィルタ２３で青色（Ｂ）フィルタを光路上に固定した状態での、分光透過率特性可変素子３５の圧電素子の駆動電圧を、通常観察時と同じＶ0とする。オプションフィルタ２２で赤外光を透過した状態での前記駆動電圧をＶ1とする。
【００５２】
次に、ＲＧＢフィルタ２３で緑色（Ｇ）フィルタを光路上に固定した状態での、オプションフィルタ２２で可視光を透過した状態の前記駆動電圧をＶ0とし、オプションフィルタ２２で赤外光を透過した状態の前記駆動電圧をＶ2とする。
また、ＲＧＢフィルタ２３で赤色（Ｒ）フィルタを光路上に固定した状態での、オプションフィルタ２２で可視光を透過した状態の前記駆動電圧をＶ0とし、オプションフィルタ２２で赤外光を透過した状態の前記駆動電圧をＶ3とする。
なお、分光透過率特性可変素子３５を制御する駆動電圧をＶ0≠Ｖ1≠Ｖ2≠Ｖ3とし、各々の駆動電圧での透過帯域は異なるようにしている。
【００５３】
検出器３８の受光面の前方には励起光を遮光する固定フィルタ３４が配置されている。これにより、検出器３８の受光面には、生体への照射光に対応して順次、青（Ｂ）と蛍光（ＩＲ0）、蛍光（ＩＲ1）、緑（Ｇ）と蛍光（ＩＲ0）、蛍光（ＩＲ2）、赤（Ｒ）と蛍光（ＩＲ0）、蛍光（ＩＲ3）の波長成分のみの画像を受光する。なお、分光透過率特性可変素子３５を制御する駆動電圧をＶ0≠Ｖ1≠Ｖ2≠Ｖ3とし、各々の駆動電圧での透過帯域は異なるようにしているため、順次検出する蛍光の波長帯域はＩＲ0≠ＩＲ1≠ＩＲ2≠ＩＲ3となる。したがって、青、緑、赤の３種類の可視光像と、ＩＲ1、ＩＲ2、ＩＲ3の３種類の蛍光像が得られる。このように、蛍光観察においては、異なる３種類の量子ドットからの蛍光波長を分離し抽出することができる。
【００５４】
このように、蛍光像と通常光像を同時観察する場合には、オプションフィルタ２２とＲＧＢフィルタ２３とは、ある周期で同期して回転するように制御される。また、分光透過率特性可変素子３５の圧電素子の駆動電圧は、オプションフィルタ２２とＲＧＢフィルタ２３と同期して制御される。また、検出器３８では、ＲＧＢフィルタ２３とオプションフィルタ２２の位置に応じて、青、緑、赤の可視光、あるいは赤外の蛍光を受光する。検出器３８の出力信号はプロセッサ５により信号処理されモニタ６に蛍光画像と通常観察画像とが表示される。
【００５５】
この観察過程に際し、本実施例の内視鏡光学系は、分光透過率特性可変素子３５を透過する波長の変化に同期して光学系制御回路５２が、各透過波長ごとに異なる結像状態に対応して、各波長の光がそれぞれ色収差を補正された状態で検出器３８の撮像面上に結像するように、レンズ３７や検出器３８、又はレンズ３７を保持する保持枠３６を光軸方向に移動させる。なお、実際の移動は、光学系制御回路５２に接続された図示省略したモータ等の駆動手段で行うようになっている。
このため、分光透過率特性可変素子３５で透過波長を変化させも、透過波長に合わせて色収差を補正することができ、同じ被写体をはっきりと撮像することができる。
【００５６】
なお、プロセッサ５は、分光透過率を波長別に分割することによって、蛍光を発しているピーク波長を演算又はカウントし、カウント数に応じて表示画像に擬似カラー表示させる。また、前記透過率を波長別に分割することによって、蛍光を発しているピーク波長を演算又はカウントし、プロセッサ５に設けたメモリ内にある蛍光ピーク波長対たんぱく質のテーブル（図示省略）を参照し、生体内たんぱく質を同定すると共に、同定したたんぱく質をデータとしてメモリ内に格納する。このように、カウント数に応じて表示画像に擬似カラー表示させるようにすれば、癌などの病巣部の現状を誤差なく確実に観察することができる。また、個別の生体内たんぱく質のデータを随時メモリから読み出し、基準となる蛍光ピーク波長対たんぱく質のテーブルのデータと対比して診断などに利用することができる。
【００５７】
また、蛍光標識物質に用いる量子ドットの蛍光波長は、図８に示したように材質及び外径の調整により狭帯域ガウス分布の作成が可能である。例えば、青のシリーズとしては、ＣｄＳｅナノクリスタル使用で、各外径は２．１、２．４、３．１、３．６、４．６ｎｍである。また、緑のシリーズでは、ＩｎＰナノクリスタル使用で、各径は３．０、３．５、４．６ｎｍである。さらに、赤のシリーズでは、ＩｎＡｓナノクリスタル使用で、各径は２．８、３．６、４．６、６ｎｍである。
【００５８】
そして、実施例１において蛍光標識物質（タグ）として、材料をＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓとした外径２．１〜６．６ｎｍの範囲で、検出対象の生体（プロテイン）の数に合わせて、外径を複数変えた量子ドットを利用してもよい。複数の外径を有する量子ドットは、それぞれ親水性、抗体特性、生体適合性を持つように合成する。その前提として、材料及び外径を各々最適化し、分光特性は赤外励起、赤外蛍光の条件内に設定することが望ましい。
【００５９】
上記のように量子ドットを利用すれば、蛍光標識物質（タグ）を投与して、光を照射し、生体の外部まで近赤外波長領域の蛍光を取り出せるので、生体深部で発生した初期の癌でも正確に観察できる。このため、生体へ投与した蛍光標識物質を利用することで、早期癌を診断することが可能となる。また、内視鏡装置による高度の診断能が可能となる。量子ドットは顕微鏡下で１時間以上の観察が可能で蛍光寿命が長く、蛍光が明るいという特性を有している。また、生体深部では実質的には励起光が赤外光の領域に限定されるため、光源側では赤外光のバンドパスフィルタは不要である。なお、量子ドットでは各蛍光波長は狭帯域でガウス分布をしており、エタロンタイプのバンドパスフィルタで検出する特性に適合している。
【００６０】
また、上述したように、生体の内部の到達する光は波長により異なる。そこで、本実施例の内視鏡光学系において、生体内における観察を所望する深度に合わせて、フィルタ制御回路５１を介して分光透過率特性可変素子３５の透過波長を制御したときに、光学系制御回路５２が、レンズ３７、撮像素子３８等の光学素子、及びこれらの光学素子を保持した保持枠３６を移動させることによって、波長の生体内進達度に合わせて最良な結像状態となるように合焦距離を変えるようにしてもよい。このようにすれば、生体内における異なる深さの部位ごとにはっきりと観察でき、診断能が向上する。
【００６１】
また、上述したように、蛍光試料の深度は、その色（観察する蛍光の波長）で区別できる。そこで、本実施例の内視鏡光学系では、フィルタ制御回路５１を介して所望の蛍光を透過するように分光透過率特性可変素子３５を制御する際に、光学系制御回路５２を介して、焦点深度が浅くなるようにレンズ３７、撮像素子３８等の光学素子、及びこれらを保持した保持枠３６を移動させてもよい。このようにすると、観察を所望する深度の蛍光のみがはっきりと観察できる。
また、観察深度を浅くする手法として、明るさ絞りに可変機能を設けても良い。
なお、十分に色収差が補正された光学系や十分に観察深度の広い光学系においては、波長毎にフォーカス調整をする必要はない。このような光学系では、図５（ｆ）で示すように、生体からの反射光を検出する可視領域（I）のピント位置と、蛍光体からの蛍光を検
出する赤外領域（II）のピント位置、の観察モード別の二点のフォーカス調整だけでも良
い。これにより、制御の簡略化が図れる。
【００６２】
なお、蛍光標識物質としては、近赤外領域において複数の異なる蛍光を発する物質であればよく、量子ドットに限られるものではない。
他の例として、有機蛍光色素等が上げられる。図１７は、MolecularProbes社の有機蛍光色素“Alexa Fluor647”と“Alexa Fluor680”の吸収及び蛍光スペクトルを示す特性図である。
図中、実線はAlexa Fluor647の吸収スペクトルを示し、点線はAlexa Fluor647の蛍光スペクトルを示し、一点鎖線はAlexa Fluor680の吸収スペクトルを示し、二点鎖線はAlexa Fluor680の蛍光スペクトルを示す。また、斜線部分は励起光の波長を示す。図で示すように、６２０ｎｍ近傍の波長の励起光を用いることにより、近赤外波長領域で２種類（Alexa Fluor647、Alexa Fluor680）の異なる波長の蛍光が得られる。量子ドットに限らず、このような特性の蛍光色素を極早期癌診断のための蛍光標識物質として用いてもよい。
【実施例２】
【００６３】
図１３は本発明の実施例２にかかる内視鏡光学系を備えたカプセル内視鏡装置の要部を示す概略構成図である。
実施例２のカプセル内視鏡装置９４は、装置本体の内部に光源装置２とライトガイド３１の代わりにＬＥＤ９０を備えるとともに、電源を電池（またはコンデンサ）９１で構成し、更に、検出した信号をアンテナ９２を用いて無線で外部装置９５へ送信する点が、図６に示した実施例１の内視鏡装置とは、大きく異なる。
カプセル型内視鏡装置９４には、制御回路５と、コンデンサまたは電池を用いた電源９６と、電源９６と電気的に接続されるコイル９１と、位置制御用マグネット９３と、アンテナ９２が設けられている。また、カプセル型内視鏡装置９４は、ＬＥＤ９０からの出射光を透明カバー９７を通して生体に照射し、その反射光または蛍光をレンズ３７に導入するようになっている。
コイル９１は、外部からの磁力線で位置制御用マグネット９３が磁化されたときに磁気誘導により電流を流して電源９６のコンデンサの充電又は電池の充電を行う。位置制御用マグネット９３は、外部からの電磁波によりカプセル型内視鏡装置９４を移動させるエネルギー源となっている。アンテナ９２は、検出器３８の検出信号を外部装置９５に送信する。
外部装置９５には、アンテナ９５ａと、モニタ９５ｂと、制御回路（図示省略）が設けられている。アンテナ９５ａは、カプセル型内視鏡装置９４のアンテナ９２から送信される信号を受信するとともに、位置制御用マグネット９３に対して電磁波、即ち、磁気エネルギーを送信する。モニタ９５ｂは、アンテナ９２から送信されアンテナ９５ａで受信される検出器３８の検出信号に基づいて制御回路（図示省略）を介して形成される画像を表示する。
その他の構成及び作用効果は実施例１の内視鏡装置とほぼ同じである。
実施例２のカプセル内視鏡装置では、小型化を図るためレンズ３７が１枚で構成されている。このため色収差の補正を十分に行うことが出来ない。従って、可視領域（I）、赤
外領域（II）の全ての領域において、異なる波長を検出する際には、常にフォーカス調整
を行う必要がある。しかるに、実施例２のカプセル内視鏡装置によれば、異なる波長を検出する際には、常にフォーカス調整を行うことができるため、常にピントの合った鮮明な画像が得られる。
【実施例３】
【００６４】
実施例３の内視鏡装置は、光源装置２のオプションフィルタ２２と回転フィルタ２３の構成が、実施例１の内視鏡装置と異なる。
具体的には、図９で示すオプションフィルタの開口部２７Ｘ，２７Ｙは、帯域制限のフィルタを設置せずに素通し窓として用いる。また、図１１で示す回転フィルタの開口部２９Ｘ，２９Ｙ，２９Ｚも、帯域制限のフィルタを設置せずに素通し窓として用いる。その他の構成及び作用は実施例１の内視鏡装置とほぼ同じであり、これにより生体からの反射光を波長別で、且つ深さ方向の情報を同時に取得することができる。
実施例３の内視鏡装置によれば、光源装置２から可視光（白色光）を時系列にパルス照射できる。そして、回転フィルタの駆動と同期して波長可変フィルタの透過特性を変更し、その波長特性に応じてフォーカス調整を行う。これにより、回転フィルタの遮光期間に、撮像素子３８からプロセッサ５へ電気信号を転送すれば、撮像素子３８から素子シッタの機能を省くことが出来、使用できる撮像素子の選択肢が広げることができる。
なお、Ｒ・Ｇ・Ｂ等の可視光観察の場合には、オプションフィルタの開口部２７Ｘ、または２７Ｙに、図１０で示す可視透過フィルタ帯域制限フィルタＴVISを配置してもよい。これにより、プラスチック等の耐熱性の低い安価なライトガイドを用いることができる。
【実施例４】
【００６５】
図１４は本発明の実施例４にかかる内視鏡光学系を備えた内視鏡装置の要部を示す概略構成図である。
実施例４の内視鏡装置は、図６で示す光源装置２のオプションフィルタ２２と回転フィルタ２３を省いた点が、実施例３の内視鏡装置と異なる。
その他の構成及び作用は実施例３の内視鏡装置とほぼ同じであり、これにより生体からの反射光を波長別で、且つ深さ方向の情報を同時に取得することができる。特に波長可変分光素子により任意の波長を選択できる。
実施例４の内視鏡装置によれば、光源装置２からは可視光（白色光）を常時照射できる。そして、撮像素子３８の素子シャッタと同期して波長可変フィルタの透過特性を変更し、その波長特性に応じてフォーカス調整を行う。これにより、光源装置２からはオプションフィルタ及び回転フィルタの機能を省くことが出来、光源装置の小型化及び原価低減ができる。
なお、Ｒ・Ｇ・Ｂ等の可視光観察の場合には、光源２１とライトガイド３１の光路間に図１０で示す可視透過フィルタ帯域制限フィルタＴVISを配置してもよい。これにより、プラスチック等の耐熱性の低い安価なライトガイドを用いることができる。
【実施例５】
【００６６】
図１５は本発明の実施例５にかかる内視鏡光学系を備えた内視鏡装置の要部を示す概略構成図である。
実施例５の内視鏡装置は、スコープ光学系３の対物レンズ３３〜検出器３８までの構成が、実施例１の内視鏡装置とは異なる。
具体的には、スコープ光学系３は、生体４から検出器３８に向かって順に、対物レンズ３７と、固定フィルタ３４と、分光透過率特性可変素子３５と、イメージガイド用単ファイバ３１’と、レンズ３７’と、検出器３８を有して構成されている。その他の構成及び作用効果は実施例１の内視鏡装置とほぼ同じである。
実施例５のスコープ光学系３では、単ファイバ３１’のコアがピンホールの役目を果たす、共焦点光学系となっている。これにより、分光素子の透過率特性とレンズ保持枠によるフォーカス調整を独立して行うことで、生体の波長特性を含めた立体像が得られる小型の共焦点光学系が可能となる。なお、図中レンズ３７は１枚であるが、複数枚からなる構成でも良い。
【実施例６】
【００６７】
図１６は本発明の実施例６にかかる内視鏡光学系を備えた内視鏡装置の要部を示す概略構成図であり、実施例５の内視鏡装置とは、固定フィルタ３４と、分光透過率特性可変素子３５の配置が異なる。
具体的には、スコープ光学系３は、生体４から検出器３８に向かって順に、対物レンズ３７と、イメージガイド用単ファイバ３１’と、レンズ３７’と、固定フィルタ３４と、分光透過率特性可変素子３５と、レンズ３７”と、検出器３８を有して構成されている。その他の構成及び作用効果は実施例１の内視鏡装置とほぼ同じである。
実施例６の内視鏡装置のスコープ光学系３によれば、プローブ先端部の小型化が図れる。
【００６８】
なお、これら上記実施例においては、光学素子又は光学素子を保持する保持枠を、分光透過率特性可変素子を通過する赤外領域の蛍光波長による結像状態に対応して、各透過波長の光が撮像素子の撮像面で結像するように移動させたが、分光透過率特性可変素子を通過する波長が異なるものであれば、蛍光波長として用いる赤外領域の波長の光の他に通常のＲ・Ｇ・Ｂ等の可視光についてもそれぞれの波長による結像状態に対応して、各透過波長の光が撮像素子の撮像面で結像するように構成してもよい。このようにした場合には、通常のカラー観察において色収差が補正された鮮明な像が得られる。
また、観察深度を浅くする手法として、明るさ絞りに可変機能を設けても良い。
なお、十分に色収差が補正された光学系や十分に観察深度の広い光学系においては、波長毎にフォーカス調整をする必要はない。このような光学系では、生体からの反射光を検出する可視領域（I）のピント位置と、蛍光体からの蛍光を検出する赤外領域（II）のピ
ント位置、の観察モード別の二点のフォーカス調整だけでも良い。これにより、制御の簡略化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内視鏡光学系の要部原理説明図であり、(a)，(c)は分光透過率特性可変素子の分光透過率特性を示すグラフ、(b)，(d)は光学構成を示す説明図である。
【図２】本発明の内視鏡光学系に適用可能な分光透過率特性可変素子の一構成例の概念図であり、(a)は分光透過率特性可変素子の概略構成図、(b)は(a)に示した分光透過率特性可変素子の分光透過率特性を示すグラフである。
【図３】本発明の内視鏡装置に適用可能な分光透過率特性可変素子の他の構成例の概念図であり、(a)は分光透過率特性可変素子の概略構成図、(b)は(a)に示した分光透過率特性可変素子の分光透過率特性を示すグラフである。
【図４】本発明の内視鏡光学系による他の実施形態を示す説明図であり、(a)は生体内の波長進達度を示す概念図、(b)，(d)は分光透過率特性可変素子による透過波長特性を示すグラフ、(c)，(e)は光学配置を示す説明図である。
【図５】本発明の内視鏡光学系によるさらに他の実施形態を示す説明図であり、(a)は蛍光試料の蛍光波長帯を示す概念図、(b)，(d)は分光透過率特性可変素子による透過波長特性を示すグラフ、(c)，(e)、(f)は光学配置を示す説明図である。
【図６】本発明の実施例１にかかる内視鏡光学系を備えた内視鏡装置を示す概略構成図である。
【図７】量子ドットの例を示す説明図である。
【図８】量子ドットの励起・発光スペクトルを示す特性図である。
【図９】実施例１の内視鏡装置において帯域制限フィルタとして機能するオプションフィルタ２２の一構成例を示す説明図である。
【図１０】オプションフィルタ２２の透過率特性を示す特性図である。
【図１１】実施例１の内視鏡装置における回転フィルタ２３の一構成例を示す説明図である。
【図１２】回転フィルタ２３の透過率特性を示す特性図である。
【図１３】本発明の実施例２にかかる内視鏡光学系を備えたカプセル内視鏡装置を示す概略構成図である。
【図１４】本発明の実施例４にかかる内視鏡光学系を備えた内視鏡装置を示す概略構成図である。
【図１５】本発明の実施例５にかかる内視鏡光学系を備えた内視鏡装置の要部を示す概略構成図である。
【図１６】本発明の実施例６にかかる内視鏡光学系を備えた内視鏡装置の要部を示す概略構成図である。
【図１７】有機蛍光色素の励起・発光強度を示す特性図である。
【符号の説明】
【００７０】
１          内視鏡装置
２          光源光学系
３          内視鏡先端部（スコープ光学系）
４          生体
５          プロセッサ
６          モニタ
２１        光源
２２        オプションフィルタ
２３        回転フィルタ（ＲＧＢフィルタ）
２５、２６  回転軸
２７Ｘ      可視光透過フィルタ
２７Ｙ      赤外光透過フィルタ
２９Ｘ      青色フィルタ
２９Ｙ      緑色フィルタ
２９Ｚ      赤色フィルタ
３１        ライトガイドファイバ
３１’      イメージガイド用単ファイバ
３２        照明レンズ
３３        対物レンズ
３４        固定フィルタ
３５        分光透過率特性可変素子
３５Ｘ−１、３５Ｘ−２、３５’Ｙ−２        基板
３５Ｙ−１、３５Ｙ−２        反射膜
３５’Ｘ−１、３５’Ｘ−２    ハーフミラー
３５’Ｚ−１        ヒンジ部
３５’α    スペーサ
３６        保持枠
３７、３７’、３７”        レンズ
３８        検出器（撮像素子）
５１        フィルタ制御回路
５２        光学系制御回路
５３        プリプロセス回路
５４        Ａ／Ｄ変換器
５５        映像信号処理回路
５６        Ｄ／Ａ変換器
８０        量子ドット
９０        ＬＥＤ
９１        電池、又はコンデンサ
９２        アンテナ
９３        位置制御用マグネット
９４        カプセル内視鏡装置
９５        外部装置
９５ａ      アンテナ
９５ｂ      モニタ
９６        電源
９７        透明カバー
【図１】
2006122195.tif 000003
【図２】
2006122195.tif 000004
【図３】
2006122195.tif 000005
【図４】
2006122195.tif 000006
【図５】
2006122195.tif 000007
【図６】
2006122195.tif 000008
【図７】
2006122195.tif 000009
【図８】
2006122195.tif 000010
【図９】
2006122195.tif 000011
【図１０】
2006122195.tif 000012
【図１１】
2006122195.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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