(57)【要約】【課題】複数種類の蛍光物質が選択的に使用されるような状況下においても、使用される蛍光物質に応じた蛍光像をより好適な態様で撮像可能とする。【解決手段】近赤外波長帯域に属する蛍光を発する第１の蛍光物質と、可視光波長帯域に属する蛍光を発する第２の蛍光物質と、を含む複数種類の蛍光物質それぞれについて、励起波長の少なくとも一部の波長帯域の成分を含む光を照射する光源装置と、光学系ユニットと、撮像装置と、を備え、撮像装置は、ダイクロイック膜を有する分岐光学系と、ダイクロイック膜により分離された近赤外波長帯域に属する光が結像する第１の撮像素子と、ダイクロイック膜により分離された可視光波長帯域に属する光のうち少なくとも一部が結像する第２の撮像素子と、を有し、第１の蛍光物質が発する蛍光の蛍光像は、第１の撮像素子により撮像され、第２の蛍光物質が発する蛍光の蛍光像は、第２の撮像素子により撮像される、撮像システム。【選択図】図１
2018027272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近赤外波長帯域に属する蛍光を発する第１の蛍光物質と、可視光波長帯域に属する蛍光を発する第２の蛍光物質と、を含む複数種類の蛍光物質それぞれについて、当該蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の成分を含む光を、所定の撮像対象物に対して照射する光源装置と、
所定の光学系ユニットにより取得された像を撮像する撮像装置と、
を備え、
前記撮像装置は、
前記可視光波長帯域に属する光と、前記近赤外波長帯域に属する光と、を分離するダイクロイック膜を有する分岐光学系と、
前記分岐光学系の後段に設けられ、前記ダイクロイック膜により分離された前記近赤外波長帯域に属する光が結像する第１の撮像素子と、
前記分岐光学系の後段に設けられ、前記ダイクロイック膜により分離された前記可視光波長帯域に属する光のうち少なくとも一部が結像する第２の撮像素子と、
を有し、
前記第１の蛍光物質が発する蛍光の蛍光像は、前記第１の撮像素子により撮像され、
前記第２の蛍光物質が発する蛍光の蛍光像は、前記第２の撮像素子により撮像される、
撮像システム。
【請求項２】
前記撮像装置は、前記ダイクロイック膜により分離され前記第２の撮像素子に結像する光の光路中に配設され、可視光波長帯域と近赤外波長帯域との境界に対応する波長以下の波長を有する光を透過させるショートパスフィルタを有する、請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記撮像装置は、
前記分岐光学系の前段に設けられ、前記第１の蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の光を阻止するノッチフィルタと、
前記ダイクロイック膜により分離され前記第１の撮像素子に結像する光の光路中に配設され、前記境界に対応する波長以上の波長を有する光を透過させるロングパスフィルタと、
を有する、請求項２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記撮像装置は、前記ダイクロイック膜により分離され前記第１の撮像素子に結像する光の光路中に配設され、前記第１の蛍光物質が発する蛍光の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過し、かつ、当該第１の蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の光を阻止するバンドパスフィルタを有する、請求項２に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記分岐光学系は、前記ダイクロイック膜である第１のダイクロイック膜により分離された前記可視光波長帯域に属する光を、前記第２の蛍光物質が発する蛍光の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域を含む第１の波長帯域に属する光と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域に属する光と、に分離する第２のダイクロイック膜を有し、
前記第２の撮像素子は、前記第１のダイクロイック膜に分離された前記可視光波長帯域に属する光のうち、前記第２のダイクロイック膜により分離された第１の波長帯域に属する光が結像し、
前記撮像装置は、
前前記第１のダイクロイック膜に分離された前記可視光波長帯域に属する光のうち、前記第２のダイクロイック膜により分離された第２の波長帯域に属する光が結像する第３の撮像素子と、
前記第１のダイクロイック膜により分離され前記第１の撮像素子に結像する光の光路中に配設され、前記第１の蛍光物質が発する蛍光の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過し、かつ、当該第１の蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の光を阻止する第１のバンドパスフィルタと、
前記第２のダイクロイック膜により分離され前記第２の撮像素子に結像する光の光路中に配設され、前記第１の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過する第２のバンドパスフィルタと、
前記第２のダイクロイック膜により分離され前記第３の撮像素子に結像する光の光路中に配設され、前記第２の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過する第３のバンドパスフィルタと、
を有する、
請求項１に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記第１の波長帯域は、前記可視光波長帯域のうち、Ｒ成分の波長帯域を含む長波長側の波長帯域であり、
前記第２の波長帯域は、前記可視光波長帯域のうち、Ｇ成分及びＢ成分の波長帯域を含む短波長側の波長帯域である、
請求項５に記載の撮像システム。
【請求項７】
前記光源装置は、
前記可視光波長帯域において連続的に分布し、かつ、所定の波長位置において所定の閾値以上のピークを有する第１の光と、
前記近赤外波長帯域のうちの、前記第１の蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の成分を含む第２の光と、
を照射する、
請求項１に記載の撮像システム。
【請求項８】
前記光源装置は、
複数の波長位置において前記ピークを有する前記第１の光を照射する第１の光源部と、
前記第２の光を照射する第２の光源部と、
を含み、
前記第１の光源部は、前記複数の波長位置のうち、少なくとも、前記第２の蛍光物質が発する蛍光の波長帯域に含まれる、または、当該波長帯域のより近傍に位置する前記波長位置に対応する光の出力を制御可能に構成されている、
請求項７に記載の撮像システム。
【請求項９】
前記第１の光は、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分それぞれに対応する波長位置において前記ピークを有し、
前記第１の光源部は、前記第１の光のうち、少なくとも、前記Ｒ成分に対応する光の出力を制御可能に構成されている、
請求項８に記載の撮像システム。
【請求項１０】
前記第１の光源部は、レーザー光源である、請求項８に記載の撮像システム。
【請求項１１】
前記光学系ユニットとして、被検体の体腔内に挿入される鏡筒を含む内視鏡部を備える、請求項１に記載の撮像システム。
【請求項１２】
前記光学系ユニットとして、前記撮像対象物の拡大像を取得する顕微鏡部を備える、請求項１に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
手術手法、手術器具の発達により、内視鏡や手術用顕微鏡等のような医療用の観察装置により患部を観察しながら、各種処置を施す手術（所謂、マイクロサージャリー）が頻繁に行われるようになってきている。また、このような医療用の観察装置の中には、患部を光学的に観察可能とする装置に限らず、撮像装置（カメラ）等により撮像された患部の画像を、モニタなどの表示装置に電子画像として表示させる装置やシステムも提案されている。
【０００３】
また、近年では、内視鏡や手術用顕微鏡等の観察装置を用いた観察手法として、可視光帯域の光によって術野を観察する方法のみに限らず、狭帯域光観察（ＮＢＩ：Narrow  Band  Imaging）、蛍光観察（ＡＦＩ：Auto  Fluorescence  Imaging）、及び赤外光観察（ＩＲＩ：Infra−Red  Imaging）等のような所謂特殊光観察と呼ばれる観察手法が各種提案されている。
【０００４】
例えば、蛍光観察では、癌等の病巣に親和性を有する蛍光物質を予め検査対象者（患者）に投与し、当該蛍光物質を励起するための励起光を照射することにより、病巣部に集積した蛍光物質から発せられる蛍光の蛍光像（即ち、蛍光の検出結果に基づく観察像）により、当該病巣部を観察する。例えば、特許文献１には、蛍光物質としてインドシアニングリーン（ＩＣＧ）を利用した蛍光観察を行うことが可能な内視鏡装置の一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】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】
【０００６】
ところで、近年では、蛍光観察に利用する蛍光物質として、ＩＣＧ以外にも各種提案されており、このような蛍光物質の中には、ＩＣＧとは異なる波長帯域の蛍光を発するものも含まれている。例えば、ＩＣＧは、８２０ｎｍ前後の波長を有する蛍光（即ち、近赤外帯域の光）を発する。これに対して、フルオレセイン、５−アミノレブリン酸（５ＡＬＡ）、レザフィリン（登録商標）等のような可視光帯域の蛍光を発光する蛍光物質も提案されている。
【０００７】
そこで、本開示では、複数種類の蛍光物質が選択的に使用されるような状況下においても、使用される蛍光物質に応じた蛍光像をより好適な態様で撮像することが可能な撮像システムを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、近赤外波長帯域に属する蛍光を発する第１の蛍光物質と、可視光波長帯域に属する蛍光を発する第２の蛍光物質と、を含む複数種類の蛍光物質それぞれについて、当該蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の成分を含む光を、所定の撮像対象物に対して照射する光源装置と、所定の光学系ユニットにより取得された像を撮像する撮像装置と、を備え、前記撮像装置は、前記可視光波長帯域に属する光と、前記近赤外波長帯域に属する光と、を分離するダイクロイック膜を有する分岐光学系と、前記分岐光学系の後段に設けられ、前記ダイクロイック膜により分離された前記近赤外波長帯域に属する光が結像する第１の撮像素子と、前記分岐光学系の後段に設けられ、前記ダイクロイック膜により分離された前記可視光波長帯域に属する光のうち少なくとも一部が結像する第２の撮像素子と、を有し、前記第１の蛍光物質が発する蛍光の蛍光像は、前記第１の撮像素子により撮像され、前記第２の蛍光物質が発する蛍光の蛍光像は、前記第２の撮像素子により撮像される、撮像システムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように本開示によれば、複数の蛍光物質が選択的に使用されるような状況下においても、使用される蛍光物質に応じた蛍光観察像をより好適な態様で観察することが可能な撮像システムが提供される。
【００１０】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の一実施形態に係る内視撮像システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】蛍光観察で使用される各種蛍光物質と、当該蛍光物質が発する蛍光の波長帯域との関係の一例につい説明するための説明図である。
【図４】同実施形態に係る撮像システムにおけるカメラヘッド及び光源装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。
【図５】同実施形態に係る光源装置から出射される可視光波長帯域に属する光のスペクトルの一例を示す図である。
【図６】同実施形態に係るカメラヘッドの構成の一例を模式的に示した説明図である。
【図７】同実施形態に係るダイクロイック膜及び各種フィルタの分光特性と、光源装置から照射される光のスペクトルと、の関係の一例について説明するための説明図である。
【図８】同実施形態に係るカメラヘッドの構成の他の一例を模式的に示した説明図である。
【図９】同実施形態に係るダイクロイック膜及び各種フィルタの分光特性と、光源装置から照射される光のスペクトルと、の関係の他の一例について説明するための説明図である。
【図１０】同実施形態に係るカメラヘッドの構成の他の一例を模式的に示した説明図である。
【図１１】同実施形態に係るダイクロイック膜及び各種フィルタの分光特性と、光源装置から照射される光のスペクトルと、の関係の他の一例について説明するための説明図である。
【図１２】同実施形態に係るカメラヘッドの特性について説明するための説明図である。
【図１３】本開示の一実施形態に係る内視鏡撮像システムを構成する情報処理装置のハードウェア構成の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図１４】本開示の一実施形態に係る撮像システムの応用例について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１３】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．内視鏡撮像システムの構成
２．蛍光観察に関する検討
３．技術的特徴
３．１．カメラヘッドの概略構成
３．２．２板式カメラヘッドの構成例１
３．３．２板式カメラヘッドの構成例２
３．４．３板式カメラヘッドの構成例
３．５．作用効果
４．ＣＣＵのハードウェア構成の一例
５．応用例
６．むすび
【００１４】
＜＜１．内視鏡撮像システムの構成＞＞
まず、図１及び図２を参照して、本開示の一実施形態に係る内視鏡撮像システムの概略的な構成の一例について説明する。例えば、図１は、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡撮像システムの概略的な構成の一例を示す図であり、当該内視鏡撮像システムを所謂内視鏡手術システムとして構成した場合の一例を示している。図１では、術者（医師）１６７が、内視鏡手術システム１００を用いて、患者ベッド１６９上の患者１７１に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１００は、内視鏡１０１と、その他の術具１１７と、内視鏡１０１を支持する支持アーム装置１２７と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１３７と、から構成される。
【００１５】
内視鏡手術では、腹壁を切って開腹する代わりに、トロッカ１２５ａ〜１２５ｄと呼ばれる筒状の開孔器具が腹壁に複数穿刺される。そして、トロッカ１２５ａ〜１２５ｄから、内視鏡１０１の鏡筒１０３や、その他の術具１１７が患者１７１の体腔内に挿入される。図示する例では、その他の術具１１７として、気腹チューブ１１９、エネルギー処置具１２１及び鉗子１２３が、患者１７１の体腔内に挿入されている。また、エネルギー処置具１２１は、高周波電流や超音波振動により、組織の切開及び剥離、又は血管の封止等を行う処置具である。ただし、図示する術具１１７はあくまで一例であり、術具１１７としては、例えば攝子、レトラクタ等、一般的に内視鏡下手術において用いられる各種の術具が用いられてよい。
【００１６】
内視鏡１０１によって撮影された患者１７１の体腔内の術部の画像が、表示装置１４１に表示される。術者１６７は、表示装置１４１に表示された術部の画像をリアルタイムで見ながら、エネルギー処置具１２１や鉗子１２３を用いて、例えば患部を切除する等の処置を行う。なお、図示は省略しているが、気腹チューブ１１９、エネルギー処置具１２１及び鉗子１２３は、手術中に、術者１６７又は助手等によって支持される。
【００１７】
（支持アーム装置）
支持アーム装置１２７は、ベース部１２９から延伸するアーム部１３１を備える。図示する例では、アーム部１３１は、関節部１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、及びリンク１３５ａ、１３５ｂから構成されており、アーム制御装置１４５からの制御により駆動される。アーム部１３１によって内視鏡１０１が支持され、その位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡１０１の安定的な位置の固定が実現され得る。
【００１８】
（内視鏡）
内視鏡１０１は、先端から所定の長さの領域が患者１７１の体腔内に挿入される鏡筒１０３と、鏡筒１０３の基端に接続されるカメラヘッド１０５と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１０３を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１０１を図示しているが、内視鏡１０１は、軟性の鏡筒１０３を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【００１９】
鏡筒１０３の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１０１には光源装置１４３が接続されており、当該光源装置１４３によって生成された光が、鏡筒１０３の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１７１の体腔内の観察対象（換言すると、撮像対象物）に向かって照射される。なお、内視鏡１０１は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【００２０】
カメラヘッド１０５の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera  Control  Unit）１３９に送信される。なお、カメラヘッド１０５には、その光学系を適宜駆動させることにより、倍率及び焦点距離を調整する機能が搭載される。
【００２１】
なお、例えば立体視（３Ｄ表示）等に対応するために、カメラヘッド１０５には撮像素子が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒１０３の内部には、当該複数の撮像素子のそれぞれに観察光を導光するために、リレー光学系が複数系統設けられる。
【００２２】
（カートに搭載される各種の装置）
ＣＣＵ１３９は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）等によって構成され、内視鏡１０１及び表示装置１４１の動作を統括的に制御する。具体的には、ＣＣＵ１３９は、カメラヘッド１０５から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。ＣＣＵ１３９は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置１４１に提供する。また、ＣＣＵ１３９は、カメラヘッド１０５に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。
【００２３】
表示装置１４１は、ＣＣＵ１３９からの制御により、当該ＣＣＵ１３９によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。内視鏡１０１が例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）又は８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）等の高解像度の撮影に対応したものである場合、及び／又は３Ｄ表示に対応したものである場合には、表示装置１４１としては、それぞれに対応して、高解像度の表示が可能なもの、及び／又は３Ｄ表示可能なものが用いられ得る。４Ｋ又は８Ｋ等の高解像度の撮影に対応したものである場合、表示装置１４１として５５インチ以上のサイズのものを用いることで一層の没入感が得られる。また、用途に応じて、解像度、サイズが異なる複数の表示装置１４１が設けられてもよい。
【００２４】
光源装置１４３は、例えばＬＥＤ（light  emitting  diode）等の光源から構成され、術部を撮影する際の照射光を内視鏡１０１に供給する。
【００２５】
アーム制御装置１４５は、例えば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、所定の制御方式に従って支持アーム装置１２７のアーム部１３１の駆動を制御する。
【００２６】
入力装置１４７は、内視鏡手術システム１００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１４７を介して、内視鏡手術システム１００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、入力装置１４７を介して、患者の身体情報や、手術の術式についての情報等、手術に関する各種の情報を入力する。また、例えば、ユーザは、入力装置１４７を介して、アーム部１３１を駆動させる旨の指示や、内視鏡１０１による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示、エネルギー処置具１２１を駆動させる旨の指示等を入力する。
【００２７】
入力装置１４７の種類は限定されず、入力装置１４７は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置１４７としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチ、フットスイッチ１５７及び／又はレバー等が適用され得る。入力装置１４７としてタッチパネルが用いられる場合には、当該タッチパネルは表示装置１４１の表示面上に設けられてもよい。
【００２８】
あるいは、入力装置１４７は、例えばメガネ型のウェアラブルデバイスやＨＭＤ（Head  Mounted  Display）等の、ユーザによって装着されるデバイスであり、これらのデバイスによって検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。また、入力装置１４７は、ユーザの動きを検出可能なカメラを含み、当該カメラによって撮像された映像から検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。更に、入力装置１４７は、ユーザの声を収音可能なマイクロフォンを含み、当該マイクロフォンを介して音声によって各種の入力が行われる。このように、入力装置１４７が非接触で各種の情報を入力可能に構成されることにより、特に清潔域に属するユーザ（例えば術者１６７）が、不潔域に属する機器を非接触で操作することが可能となる。また、ユーザは、所持している術具から手を離すことなく機器を操作することが可能となるため、ユーザの利便性が向上する。
【００２９】
処置具制御装置１４９は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１２１の駆動を制御する。気腹装置１５１は、内視鏡１０１による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１７１の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１９を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１５３は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１５５は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【００３０】
以下、内視鏡手術システム１００において特に特徴的な構成について、更に詳細に説明する。
【００３１】
（支持アーム装置）
支持アーム装置１２７は、基台であるベース部１２９と、ベース部１２９から延伸するアーム部１３１と、を備える。図示する例では、アーム部１３１は、複数の関節部１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃと、関節部１３３ｂによって連結される複数のリンク１３５ａ、１３５ｂと、から構成されているが、図１では、簡単のため、アーム部１３１の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部１３１が所望の自由度を有するように、関節部１３３ａ〜１３３ｃ及びリンク１３５ａ、１３５ｂの形状、数及び配置、並びに関節部１３３ａ〜１３３ｃの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部１３１は、好適に、６自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部１３１の可動範囲内において内視鏡１０１を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡１０１の鏡筒１０３を患者１７１の体腔内に挿入することが可能になる。
【００３２】
関節部１３３ａ〜１３３ｃにはアクチュエータが設けられており、関節部１３３ａ〜１３３ｃは当該アクチュエータの駆動により所定の回転軸まわりに回転可能に構成されている。当該アクチュエータの駆動がアーム制御装置１４５によって制御されることにより、各関節部１３３ａ〜１３３ｃの回転角度が制御され、アーム部１３１の駆動が制御される。これにより、内視鏡１０１の位置及び姿勢の制御が実現され得る。この際、アーム制御装置１４５は、力制御又は位置制御等、各種の公知の制御方式によってアーム部１３１の駆動を制御することができる。
【００３３】
例えば、術者１６７が、入力装置１４７（フットスイッチ１５７を含む）を介して適宜操作入力を行うことにより、当該操作入力に応じてアーム制御装置１４５によってアーム部１３１の駆動が適宜制御され、内視鏡１０１の位置及び姿勢が制御されてよい。当該制御により、アーム部１３１の先端の内視鏡１０１を任意の位置から任意の位置まで移動させた後、その移動後の位置で固定的に支持することができる。なお、アーム部１３１は、いわゆるマスタースレイブ方式で操作されてもよい。この場合、アーム部１３１は、手術室から離れた場所に設置される入力装置１４７を介してユーザによって遠隔操作され得る。
【００３４】
また、力制御が適用される場合には、アーム制御装置１４５は、ユーザからの外力を受け、その外力にならってスムーズにアーム部１３１が移動するように、各関節部１３３ａ〜１３３ｃのアクチュエータを駆動させる、いわゆるパワーアシスト制御を行ってもよい。これにより、ユーザが直接アーム部１３１に触れながらアーム部１３１を移動させる際に、比較的軽い力で当該アーム部１３１を移動させることができる。従って、より直感的に、より簡易な操作で内視鏡１０１を移動させることが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。
【００３５】
ここで、一般的に、内視鏡下手術では、スコピストと呼ばれる医師によって内視鏡１０１が支持されていた。これに対して、支持アーム装置１２７を用いることにより、人手によらずに内視鏡１０１の位置をより確実に固定することが可能になるため、術部の画像を安定的に得ることができ、手術を円滑に行うことが可能になる。
【００３６】
なお、アーム制御装置１４５は必ずしもカート１３７に設けられなくてもよい。また、アーム制御装置１４５は必ずしも１つの装置でなくてもよい。例えば、アーム制御装置１４５は、支持アーム装置１２７のアーム部１３１の各関節部１３３ａ〜１３３ｃにそれぞれ設けられてもよく、複数のアーム制御装置１４５が互いに協働することにより、アーム部１３１の駆動制御が実現されてもよい。
【００３７】
（光源装置）
光源装置１４３は、内視鏡１０１に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置１４３は、例えばＬＥＤ、レーザー光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、ＲＧＢレーザー光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１４３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザー光源それぞれからのレーザー光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１０５の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【００３８】
また、光源装置１４３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１０５の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【００３９】
また、光源装置１４３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、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、いわゆる狭帯域光観察（Narrow  Band  Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察するもの（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得るもの等が行われ得る。光源装置１４３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【００４０】
（カメラヘッド及びＣＣＵ）
図２を参照して、内視鏡１０１のカメラヘッド１０５及びＣＣＵ１３９の機能についてより詳細に説明する。図２は、図１に示すカメラヘッド１０５及びＣＣＵ１３９の機能構成の一例を示すブロック図である。
【００４１】
図２を参照すると、カメラヘッド１０５は、その機能として、レンズユニット１０７と、撮像部１０９と、駆動部１１１と、通信部１１３と、カメラヘッド制御部１１５と、を有する。また、ＣＣＵ１３９は、その機能として、通信部１５９と、画像処理部１６１と、制御部１６３と、を有する。カメラヘッド１０５とＣＣＵ１３９とは、伝送ケーブル１６５によって双方向に通信可能に接続されている。
【００４２】
まず、カメラヘッド１０５の機能構成について説明する。レンズユニット１０７は、鏡筒１０３との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１０３の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１０５まで導光され、当該レンズユニット１０７に入射する。レンズユニット１０７は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。レンズユニット１０７は、撮像部１０９の撮像素子の受光面上に観察光を集光するように、その光学特性が調整されている。また、ズームレンズ及びフォーカスレンズは、撮像画像の倍率及び焦点の調整のため、その光軸上の位置が移動可能に構成される。
【００４３】
撮像部１０９は撮像素子によって構成され、レンズユニット１０７の後段に配置される。レンズユニット１０７を通過した観察光は、当該撮像素子の受光面に集光され、光電変換によって、観察像に対応した画像信号が生成される。撮像部１０９によって生成された画像信号は、通信部１１３に提供される。
【００４４】
撮像部１０９を構成する撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）タイプのイメージセンサであり、Ｂａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能なものが用いられる。なお、当該撮像素子としては、例えば４Ｋ以上の高解像度の画像の撮影に対応可能なものが用いられてもよい。術部の画像が高解像度で得られることにより、術者１６７は、当該術部の様子をより詳細に把握することができ、手術をより円滑に進行することが可能となる。
【００４５】
また、撮像部１０９を構成する撮像素子は、３Ｄ表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成される。３Ｄ表示が行われることにより、術者１６７は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１０９が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１０７も複数系統設けられる。
【００４６】
また、撮像部１０９は、必ずしもカメラヘッド１０５に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１０９は、鏡筒１０３の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【００４７】
駆動部１１１は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１５からの制御により、レンズユニット１０７のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１０９による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【００４８】
通信部１１３は、ＣＣＵ１３９との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１３は、撮像部１０９から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１６５を介してＣＣＵ１３９に送信する。この際、術部の撮像画像を低レイテンシで表示するために、当該画像信号は光通信によって送信されることが好ましい。手術の際には、術者１６７が撮像画像によって患部の状態を観察しながら手術を行うため、より安全で確実な手術のためには、術部の動画像が可能な限りリアルタイムに表示されることが求められるからである。光通信が行われる場合には、通信部１１３には、電気信号を光信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。画像信号は当該光電変換モジュールによって光信号に変換された後、伝送ケーブル１６５を介してＣＣＵ１３９に送信される。
【００４９】
また、通信部１１３は、ＣＣＵ１３９から、カメラヘッド１０５の駆動を制御するための制御信号を受信する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。通信部１１３は、受信した制御信号をカメラヘッド制御部１１５に提供する。なお、ＣＣＵ１３９からの制御信号も、光通信によって伝送されてもよい。この場合、通信部１１３には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられ、制御信号は当該光電変換モジュールによって電気信号に変換された後、カメラヘッド制御部１１５に提供される。
【００５０】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１３９の制御部１６３によって自動的に設定される。つまり、いわゆるＡＥ（Auto  Exposure）機能、ＡＦ（Auto  Focus）機能及びＡＷＢ（Auto  White  Balance）機能が内視鏡１０１に搭載される。
【００５１】
カメラヘッド制御部１１５は、通信部１１３を介して受信したＣＣＵ１３９からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１０５の駆動を制御する。例えば、カメラヘッド制御部１１５は、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報及び／又は撮像時の露光を指定する旨の情報に基づいて、撮像部１０９の撮像素子の駆動を制御する。また、例えば、カメラヘッド制御部１１５は、撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報に基づいて、駆動部１１１を介してレンズユニット１０７のズームレンズ及びフォーカスレンズを適宜移動させる。カメラヘッド制御部１１５は、更に、鏡筒１０３やカメラヘッド１０５を識別するための情報を記憶する機能を備えてもよい。
【００５２】
なお、レンズユニット１０７や撮像部１０９等の構成を、気密性及び防水性が高い密閉構造内に配置することで、カメラヘッド１０５について、オートクレーブ滅菌処理に対する耐性を持たせることができる。
【００５３】
次に、ＣＣＵ１３９の機能構成について説明する。通信部１５９は、カメラヘッド１０５との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１５９は、カメラヘッド１０５から、伝送ケーブル１６５を介して送信される画像信号を受信する。この際、上記のように、当該画像信号は好適に光通信によって送信され得る。この場合、光通信に対応して、通信部１５９には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。通信部１５９は、電気信号に変換した画像信号を画像処理部１６１に提供する。
【００５４】
また、通信部１５９は、カメラヘッド１０５に対して、カメラヘッド１０５の駆動を制御するための制御信号を送信する。当該制御信号も光通信によって送信されてよい。
【００５５】
画像処理部１６１は、カメラヘッド１０５から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。当該画像処理としては、例えば現像処理、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise  reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の公知の信号処理が含まれる。また、画像処理部１６１は、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢを行うための、画像信号に対する検波処理を行う。
【００５６】
画像処理部１６１は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサによって構成され、当該プロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより、上述した画像処理や検波処理が行われ得る。なお、画像処理部１６１が複数のＧＰＵによって構成される場合には、画像処理部１６１は、画像信号に係る情報を適宜分割し、これら複数のＧＰＵによって並列的に画像処理を行う。
【００５７】
制御部１６３は、内視鏡１０１による術部の撮像、及びその撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１６３は、カメラヘッド１０５の駆動を制御するための制御信号を生成する。この際、撮像条件がユーザによって入力されている場合には、制御部１６３は、当該ユーザによる入力に基づいて制御信号を生成する。あるいは、内視鏡１０１にＡＥ機能、ＡＦ機能及びＡＷＢ機能が搭載されている場合には、制御部１６３は、画像処理部１６１による検波処理の結果に応じて、最適な露出値、焦点距離及びホワイトバランスを適宜算出し、制御信号を生成する。
【００５８】
また、制御部１６３は、画像処理部１６１によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部の画像を表示装置１４１に表示させる。この際、制御部１６３は、各種の画像認識技術を用いて術部画像内における各種の物体を認識する。例えば、制御部１６３は、術部画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１２１使用時のミスト等を認識することができる。制御部１６３は、表示装置１４１に術部の画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させる。手術支援情報が重畳表示され、術者１６７に提示されることにより、より安全かつ確実に手術を進めることが可能になる。
【００５９】
カメラヘッド１０５及びＣＣＵ１３９を接続する伝送ケーブル１６５は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【００６０】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１６５を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１０５とＣＣＵ１３９との間の通信は無線で行われてもよい。両者の間の通信が無線で行われる場合には、伝送ケーブル１６５を手術室内に敷設する必要がなくなるため、手術室内における医療スタッフの移動が当該伝送ケーブル１６５によって妨げられる事態が解消され得る。
【００６１】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システム１００の一例について説明した。なお、ここでは、一例として内視鏡手術システム１００について説明したが、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、本開示に係る技術は、検査用軟性内視鏡システムや顕微鏡手術システムに適用されてもよい。
【００６２】
＜＜２．蛍光観察に関する検討＞＞
続いて、所謂特殊光観察と呼ばれる観察手法のうち、蛍光物質を利用することで病巣部の蛍光像を観察する蛍光観察について、当該蛍光観察に利用される蛍光物質の一例とあわせて説明したうえで、本実施形態に係る撮像システムの技術的に課題について説明する。
【００６３】
蛍光観察では、癌等の病巣に親和性を有する蛍光物質を予め検査対象者（患者）に投与し、当該蛍光物質を励起するための励起光を照射することにより、病巣部に集積した蛍光物質から発せられる蛍光の蛍光像（即ち、蛍光の検出結果に基づく観察像）により、当該病巣部を観察する。蛍光観察に使用される蛍光物質の代表的な一例として、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）が挙げられる。ＩＣＧは、励起光として８０８ｎｍ近傍の波長を有する光を使用することで、８２０ｎｍ前後の波長を有する蛍光（即ち、近赤外帯域の光）を発する。
【００６４】
また、近年では、蛍光観察に利用する蛍光物質として、癌等の病巣に対してより選択的に集積する特性や、投与に伴う検査対象者への影響（副作用）の軽減等の観点から、ＩＣＧ以外にも各種提案されている。また、このような蛍光物質の中には、ＩＣＧとは異なる波長帯域の蛍光を発するものも提案されており、可視光波長帯域に属する光を発する蛍光物質も提案されている。例えば、図３は、蛍光観察で使用される各種蛍光物質と、当該蛍光物質が発する蛍光の波長帯域との関係の一例につい説明するための説明図である。
【００６５】
具体的な一例として、図３に示すように、蛍光観察に使用される蛍光物質としては、ＩＣＧ以外にも、フルオレセイン、５−アミノレブリン酸（５ＡＬＡ）、レザフィリン等のように可視光帯域の蛍光を発光する蛍光物質も提案されている。より具体的には、フルオレセインは、５２０ｎｍ前後の可視光領域（特に、Ｇ成分の波長帯域）の蛍光を発する。また、５ＡＬＡは、６３５ｎｍ前後の可視光領域（特に、Ｒ成分の波長帯域）の蛍光を発する。また、レザフィリンは、６７０ｎｍ〜７３０ｎｍの波長帯域の近傍の蛍光、即ち、可視光領域（特に、近赤外領域の近傍）〜近赤外領域の蛍光を発する。また、図３に示す蛍光物質の例は、あくまで一例であり、図３に示す例以外にも多様な蛍光物質が提案されている。特に、６５０ｎｍ〜１０００ｎｍ近傍の近赤外の波長帯域は、光が生体を透過しやすい波長帯域として知られており、「生体の窓」とも呼ばれている。例えば、図３において、「反射・透過光」として示した波長帯域は、所謂近赤外スペクトロスコピー等のように、所定の波長帯域の光（特に、生体の窓に属する光）を照射することで、観察対象（換言すると、撮像対象）となる物質の構成成分を分析する分析方法において使用される光の波長帯域を模式的に示している。このような特性を利用し、例えば、検査対象者の体内のより深い部分を観察可能とする蛍光物質として、生体の窓に属する蛍光や、当該生体の窓の近傍の波長帯域に属する蛍光を発する蛍光物質も各種提案されている。
【００６６】
一方で、蛍光観察においては、蛍光物質から発せられる蛍光の蛍光像の撮像には、使用される蛍光物質に応じた撮像装置（例えば、カメラヘッド）が使用される傾向にある。具体的には、蛍光物質が発する蛍光は、当該蛍光とあわせて集光される可視光や当該蛍光物質の励起光等の他の光に比べて、光の強度が低い傾向にある。そのため、当該撮像装置には、例えば、蛍光物質が発する蛍光の波長帯域のうち少なくとも一部の波長帯域と、当該波長帯域の光とは異なる他の波長帯域の光（例えば、可視光や励起光）とを分離するための特有の構成（例えば、分岐光学系やフィルタ等）が設けられている場合がある。即ち、所定の蛍光物質を使用した蛍光観察には、当該蛍光物質が発する蛍光の蛍光像を観察するために、専用の撮像装置が使用される場合が少なくない。
【００６７】
しかしながら、ＩＣＧに限らず、多様な蛍光物質（即ち、複数種類の蛍光物質）が選択的に使用されるような状況下において、当該蛍光物質ごとに専用の撮像装置（カメラヘッド）を使用するような利用形態は、撮像装置の着脱等が必要となるため蛍光観察に係る操作をより煩雑にする要因となり得る。また、使用する蛍光物質ごとに撮像装置を用意する必要があるため、コストを増大させる要因ともなり得る。そのため、本開示では、１台の撮像装置により複数種類の蛍光物質それぞれが発する蛍光を観察可能とすることで、複数種類の蛍光物質が選択的に使用されるような状況下においても、使用される蛍光物質に応じた蛍光像を撮像することが可能な撮像システムについて提案する。
【００６８】
＜＜３．技術的特徴＞＞
続いて、本開示の一実施形態に係る撮像システムの技術的特徴について以下に説明する。
【００６９】
＜３．１．カメラヘッド及び光源装置の概略構成＞
まず、本実施形態に係る撮像システムにおけるカメラヘッド及び光源装置の概略的な構成の一例について説明する。例えば、図４は、本実施形態に係る撮像システムにおけるカメラヘッド及び光源装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。なお、図４に示す例では、カメラヘッド及び光源装置の構成をよりわかりやすくするために、より簡素な構成の一例として、検査対象者に予め投与された蛍光物質に対して、内視鏡等を用いずに皮膚のうえから励起光を照射し、当該蛍光物質が発する蛍光の蛍光像を撮像する場合に着目して説明する。また、図４に示す例では、本実施形態に係る撮像システムのうち、光源装置１４３及びカメラヘッド１０５に着目しており、その他の構成については図示を省略している。なお、内視鏡撮像システムにおいては、内視鏡（鏡筒）のように一部の構成が検査対象者の体腔に挿入される等のように、厳密には異なる部分も存在し得るが、概略的な構成ついては、図４に示す例と同様である。
【００７０】
（光源装置）
まず、光源装置１４３の構成の一例について説明する。図４に示すように、本実施形態に係る光源装置１４３は、可視光波長帯域に属する光（「第１の光」の一例に相当）を照射する可視光光源１４３１と、近赤外波長帯域に属する光（「第２の光」の一例に相当）を照射する近赤外光光源１４３３とを有する。
【００７１】
可視光光源１４３１は、可視光波長帯域において連続的に分布する光を照射可能に構成されている。また、可視光光源１４３１は、可視光波長帯域中の少なくとも１以上の所定の波長位置において強度が所定の閾値以上となるピークを有する光を出射可能に構成されており、かつ、当該１以上の波長位置のうち少なくとも一部の波長位置に対応する光の出力（即ち、強度）を制御可能に構成されている。
【００７２】
例えば、図５は、本実施形態に係る光源装置から出射される可視光波長帯域に属する光のスペクトルの一例を示しており、可視光光源１４３１が出射する光のスペクトルに相当する。図５において、横軸は波長を示しており、縦軸は光の強度を相対値で示している。図５に示す例では、可視光光源１４３１は、可視光波長帯域において連続的に分布する光（「第４の光」の一例に相当）と、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分それぞれに対応する波長帯域中の波長位置それぞれにおいて、当該連続的に分布する光よりもより強度の高いピークを有する光（「第３の光」の一例に相当）と、を出射可能に構成されている。
【００７３】
より具体的には、可視光光源１４３１は、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分それぞれの波長帯域中の波長位置においてピークを有する光を出力可能に構成されたレーザー光源（「ＲＧＢレーザー光源」に相当）と、白色光を出力可能に構成されたＬＥＤ光源（「白色光源」に相当し、以下、「白色ＬＥＤ」とも称する）とを含む。なお、以降の説明では、ＲＧＢレーザー光源が出射する、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分に対応する波長帯域中の波長位置それぞれにおいてピークを有する光のそれぞれを、単に「Ｒ成分」、「Ｇ成分」、及び「Ｂ成分」と称する場合がある。
【００７４】
なお、可視光光源１４３１は、ＲＧＢレーザー光源と白色光源（白色ＬＥＤ）とのそれぞれの出力を独立して制御可能に構成されていてもよい。また、ＲＧＢレーザー光源は、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分のうち、少なくとも一部の成分の出力を、例えば、一時的に減衰させるまたは一時的にオフする等のように、制御可能に構成されている。より具体的には、ＲＧＢレーザー光源は、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分のうち、少なくとも、所定の蛍光物質（特に、可視光波長帯域に属する蛍光を発する蛍光物質）から発せられる蛍光の波長帯域に含まれる、または、当該蛍光の波長帯域の近傍に位置する波長位置に対応する光の出力を制御可能に構成されている。
【００７５】
具体的な一例として、ＲＧＢレーザー光源は、５ＡＬＡやレザフィリン等の蛍光物質が発する蛍光の波長帯域に含まれる、または、当該蛍光の波長帯域の近傍に位置する波長位置の光として、Ｒ成分の出力を制御可能に構成されていてもよい。また、他の一例として、ＲＧＢレーザー光源は、フルオレセイン等の蛍光物質が発する蛍光の波長帯域に含まれる、または、当該蛍光の波長帯域の近傍に位置する波長位置の光として、Ｇ成分の出力を制御可能に構成されていてもよい。もちろん、ＲＧＢレーザー光源は、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分のそれぞれの出力を個別に制御可能に、または、少なくとも２以上の成分について連動するように制御可能に構成されていてもよい。また、ＲＧＢレーザー光源は、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分のそれぞれの出力が連続的に変化するように制御可能に構成されていてもよいし、当該出力のオン及びオフを切り替え可能に構成されていてもよい。
【００７６】
近赤外光光源１４３３は、近赤外波長帯域の光を出射する光源（即ち、「近赤外光光源」）を含み、当該近赤外波長帯域中における少なくとも一部の波長帯域の光を出射可能に構成されている。より具体的には、近赤外光光源１４３３は、所定の蛍光物質（特に、近赤外波長帯域に属する光により励起される蛍光物質）の励起波長の少なくとも一部の波長帯域を含む、所定の波長帯域の光を出力可能に構成されている。
【００７７】
このような構成に基づき、本実施形態に係る撮像システムでは、光源装置１４３から、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、が撮像対象物に向けて照射される。このとき、図４に示す例では、例えば、可視光波長帯域に属する光は、検査対象者の皮膚の表面で反射し、後述する光学系ユニット１０５４を介してカメラヘッド１０５内に入射する。同様に、近赤外波長帯域に属する光のうち、生体の窓に属さない光は、検査対象者の皮膚の表面で反射し、光学系ユニット１０５４を介してカメラヘッド１０５内に入射する。
【００７８】
一方で、近赤外波長帯域に属する光のうち生体の窓に属する光は、検査対象者の皮膚を透過して体内に達し、血管またはリンパ管等のような体内の組織に照射される。このとき、検査対象者の体内に達した光のうち少なくとも一部の波長帯域の成分により、当該検査対象者に予め投与され、かつ一部の組織（例えば、病巣等）に堆積したＩＣＧ等の蛍光物質が励起され、当該蛍光物質から蛍光が発せられる。蛍光物質から発せられた蛍光（即ち、近赤外波長帯域に属する蛍光）は、検査対象者の皮膚を透過して体外に出射し、光学系ユニット１０５４を介してカメラヘッド１０５内に入射する。
【００７９】
（カメラヘッド及び光学系ユニット）
次いで、カメラヘッド１０５及び光学系ユニット１０５４の概略的な構成の一例について説明する。図４に示すように、カメラヘッド１０５は、分岐光学系２０１と、フィルタ２１１及び２１３と、可視光画像撮像用撮像素子１０５１と、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２と、ＦＰＧＡ１０５３と、を含む。カメラヘッド１０５は、当該カメラヘッド１０５内部への入射口の前段に、所定の光学系ユニット１０５４を装着可能に構成されている。また、カメラヘッド１０５は、当該カメラヘッド１０５内部への入射口の前段に、ノッチフィルタ１０５５を装着可能に構成されている。なお、ノッチフィルタ１０５５は、参照符号１０５５ａとして示すように、光学系ユニット１０５４の前段に装着されてもよい。また、他の一例として、ノッチフィルタ１０５５は、参照符号１０５５ｂとして示すように、光学系ユニット１０５４とカメラヘッド１０５との間に介在するように装着されてもよい。
【００８０】
光学系ユニット１０５４は、外部の光を集光し、集光した光をカメラヘッド１０５内部に導光するための構成である。光学系ユニット１０５４は、例えば、レンズ等により構成された結像光学系を含み、集光した光を、当該結像光学系により、カメラヘッド１０５内部に設けられた可視光画像撮像用撮像素子１０５１や近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２に結像させる。換言すると、光学系ユニット１０５４は、外部の光を取り込むことで撮像対象物の像を生成し、生成した像を後段に位置するカメラヘッド１０５に出力する。また、光学系ユニット１０５４は、例えば、生成した撮像対象物の像を拡大する拡大光学系を含んでもよい。光学系ユニット１０５４の具体的な一例としては、例えば、着脱式のレンズユニット、内視鏡における鏡筒、及び顕微鏡における対物レンズ等が挙げられる。
【００８１】
ノッチフィルタ１０５５は、カメラヘッド１０５の前段に対して着脱可能に構成されており、光学系ユニット１０５４を介してカメラヘッド１０５の内部に入射する光のうち、一部の波長帯域の光を阻止する特性を有している。なお、カメラヘッド１０５または光学系ユニット１０５４に対して、阻止する波長帯域が互いに異なる複数種類のノッチフィルタ１０５５が選択的に装着されてもよい。具体的な一例として、使用される蛍光物質に応じて、当該蛍光物質の励起波長のうち少なくとも一部の波長帯域の光を阻止するノッチフィルタ１０５５が、カメラヘッド１０５または光学系ユニット１０５４に装着されてもよい。このような構成とすることで、当該蛍光物質が発する蛍光の蛍光像を撮像する際に、カメラヘッド１０５内部への当該蛍光物質の励起光の入射をノッチフィルタ１０５５により阻止することが可能となる。
【００８２】
光学系ユニット１０５４を介してカメラヘッド１０５内に導光された光は、分岐光学系２０１に入射する。分岐光学系２０１は、例えば、内部にダイクロイック膜を有するプリズム等により構成され、入射した光を、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、に分離する（分岐させる）。そして、分岐光学系２０１は、分離した可視光波長帯域に属する光を、可視光画像撮像用撮像素子１０５１へと導光し、分離した近赤外波長帯域に属する光については、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２へと導光する。
【００８３】
また、分岐光学系２０１により分離されて可視光画像撮像用撮像素子１０５１へと導光される光（即ち、可視光線）の光路中にはフィルタ２１１が設けられている。フィルタ２１１は、主に可視光波長帯域に属する光を透過させ、少なくとも近赤外波長帯域に属する光を阻止する特性を有する。また、分岐光学系２０１により分離されて近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２へと導光される光（即ち、近赤外光線）の光路中にはフィルタ２１３が設けられている。フィルタ２１３は、主に近赤外波長帯域のうち所定の蛍光物質（具体的には、ＩＣＧ等の近赤外波長帯域の蛍光を発する蛍光物質）が発する蛍光の波長帯域の少なくとも一部を含む波長帯域に属する光を透過させ、少なくとも可視光波長帯域に属する光を阻止する特性を有する。
【００８４】
なお、ノッチフィルタ１０５５と、分岐光学系２０１と、フィルタ２１１及び２１３とのそれぞれに対応する構成のより詳細については、具体的な例を挙げて別途後述する。
【００８５】
可視光画像撮像用撮像素子１０５１は、分岐光学系２０１及びフィルタ２１１の後段に設けられ、当該分岐光学系２０１により分離され、かつフィルタ２１１を透過した可視光波長帯域に属する光が結像する撮像素子である。可視光画像撮像用撮像素子１０５１としては、例えば、ＲＧＢカラーフィルタを有するＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が適用され得る。
【００８６】
近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２は、分岐光学系２０１及びフィルタ２１３の後段に設けられ、当該分岐光学系２０１により分離され、かつフィルタ２１３を透過した近赤外波長帯域中の少なくとも一部の波長帯域（換言すると、所定の蛍光物質が発する蛍光の波長帯域の少なくとも一部を含む波長帯域）に属する光が結像する撮像素子である。近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２としては、より感度の高い撮像素子が適用されることが望ましく、例えば、カラーフィルタ等が設けられていないＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が適用されるとよい。
【００８７】
ＦＰＧＡ（field-programmable  gate  array）１０５３は、カメラヘッド１０５の各種動作を制御する制御部に相当し、可視光画像撮像用撮像素子１０５１及び近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２それぞれの撮像結果に基づき撮像対象物の画像を生成する。具体的な一例として、ＦＰＧＡ１０５３は、可視光画像撮像用撮像素子１０５１による撮像結果に基づき、撮像対象物の可視光画像を生成する。また、ＦＰＧＡ１０５３は、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２による撮像結果に基づき、撮像対象物の近赤外光画像を生成する。なお、ＩＣＧのように近赤外波長領域に属する蛍光を発する蛍光物質が使用された場合には、例えば、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２により生成される近赤外光画像として、当該蛍光物質が発する蛍光の蛍光画像を得ることが可能である。また、ＦＰＧＡ１０５３は、可視光画像撮像用撮像素子１０５１による撮像結果に基づく可視光画像に対して、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２による撮像結果に基づく近赤外光画像（換言すると、蛍光画像）を重畳させた画像を生成してもよい。
【００８８】
なお、可視光画像撮像用撮像素子１０５１は、分岐光学系２０１から出射しフィルタ２１１を透過した可視光線の光軸が中央に結像するように配置されていることがより好ましい。また、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２は、可視光画像撮像用撮像素子１０５１の撮像結果に基づき生成される可視光画像に対する近赤外光画像の画面ズレが最小となるように、光軸に対して垂直な方向にシフト調整しながら、固定位置が決定されることがより好ましい。このような構成により、可視光画像と近赤外光画像（蛍光画像）とを重畳させる際に、双方の画像の位置合わせをより簡便なものとすることが可能となる。また、他の一例として、上記のような位置調整は行わずに近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２の固定位置を決定した上で、部品誤差に起因して発生する可視光画像に対する近赤外光画像（蛍光画像）の画面ズレの大きさを予め特定しておき、特定した画面ズレの大きさが最小となるように、近赤外光画像信号の読み出し開始位置をシフトさせるようにしてもよい。読み出し開始位置を調整する方式を採用することで、上記のような調整処理を省略することが可能となるため、コスト的に有利となる。
【００８９】
以上、図４及び図５を参照して、本実施形態に係る撮像システムにおけるカメラヘッド及び光源装置の概略的な構成の一例について説明した。なお、以降では、本実施形態に係る撮像システムにおけるカメラヘッドのより詳細な構成の一例について、２板式のカメラヘッドとして構成した場合と、３板式のカメラヘッドとして構成した場合と、のそれぞれについて説明する。
【００９０】
＜３．２．２板式のカメラヘッドの構成例１＞
まず、本実施形態に係る撮像システムにおけるカメラヘッドの構成の一例として、２板式のカメラヘッドの構成の一例について、特に、入射光が分岐光学系を介して撮像素子に結像するまでの構成に着目して説明する。例えば、図６は、本実施形態に係るカメラヘッドの構成の一例を模式的に示した説明図である。なお、以降の説明では、図６に示すカメラヘッド１０５を明示的に示す場合には、「カメラヘッド１０５ａ」と称する場合がある。
【００９１】
図６に示すように、カメラヘッド１０５ａは、色分解プリズム２０１ａと、可視光画像撮像用撮像素子１０５１と、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２と、ノッチフィルタ１０５５と、ショートパスフィルタ２１１と、ロングパスフィルタ２１３とを含む。なお、可視光画像撮像用撮像素子１０５１及び近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２については、図４を参照して説明した可視光画像撮像用撮像素子１０５１及び近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２と同様の構成のため、詳細な説明は省略する。
【００９２】
色分解プリズム２０１ａは、カメラヘッド１０５ａに入射した入射光について、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、を分離する光学部材であり、図４に示す分岐光学系２０１の一例に相当する。また、この色分解プリズム２０１ａの内部には、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、を分離するためのダイクロイック膜２０３が設けられている。
【００９３】
具体的には、図６に示すように、色分解プリズム２０１ａは、第１プリズム２０５と第２プリズム２０７とが、ダイクロイック膜２０３を介して互いに接合されたプリズムである。即ち、第１プリズム２０５と第２プリズム２０７との界面に、ダイクロイック膜２０３が設けられている。
【００９４】
ダイクロイック膜２０３は、色分解プリズム２０１ａに入射した、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、を含む入射光について、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、を分離する光学膜である。具体的には、ダイクロイック膜２０３は、可視光波長帯域に属する光を反射するとともに、近赤外波長帯域に属する光を透過する特性を有する。なお、ダイクロイック膜２０３の分光特性の詳細については別途後述する。
【００９５】
第１プリズム２０５は、可視光波長帯域に属する光及び近赤外波長帯域に属する光（すなわち、入射光）が入射するとともに、可視光波長帯域に属する光が導光される可視光用光路として機能するプリズムである。また、第２プリズム２０７は、近赤外波長帯域に属する光が導光される近赤外光用光路として機能するプリズムである。
【００９６】
第１プリズム２０５に入射した入射光は、第１プリズム２０５内を直進し、光軸上に斜めに設けられたダイクロイック膜２０３によって、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、に分離される。
【００９７】
可視光波長帯域に属する光は、ダイクロイック膜２０３によって反射されて、第１プリズム２０５内を導光される。ここで、反射分離された可視光波長帯域に属する光（すなわち、可視光線）は、図６に示した位置Ａで一度だけ全反射して、第１プリズム２０５の外部へと透過する。これにより、ダイクロイック膜２０３の成膜面の光軸に対する角度を垂直に近づけることができる。逆に言えば、本実施形態に係るダイクロイック膜２０３の光軸上への設置角度は、位置Ａにおける可視光線の全反射条件が成立するように設定されている。このようにダイクロイック膜２０３を配置することで、Ｆ値の明るい光線が第１プリズム２０５に入射した場合であっても、上光線と下光線との入射角度の違いによるダイクロイック膜２０３の分光特性の変化を抑制することが可能となり、精度良く波長分離を行うことが可能となる。
【００９８】
第１プリズム２０５を透過した可視光線は、可視光画像撮像用撮像素子１０５１へと導光される。この際、ダイクロイック膜２０３により分離され、可視光画像撮像用撮像素子１０５１に結像する光の光路中には、ショートパスフィルタ２１１が設けられている。ショートパスフィルタ２１１は、可視光波長帯域と近赤外波長帯域との境界となる７５０ｎｍを境界として、当該境界以下の波長の光（即ち、可視光を含む光）を透過させ、当該境界を上回る波長の光（即ち、近赤外光を含む光）を阻止する。このような構成により、第１プリズム２０５を透過した可視光線に含まれる赤外光を除くことが可能となり、可視光画像の色再現性を向上させることが可能となる。
【００９９】
一方、ダイクロイック膜２０３を透過した近赤外波長帯域に属する光は、第２プリズム２０７に入射して、当該第２プリズム２０７の内部を直進する。第２プリズム２０７におけるダイクロイック膜２０３が設けられている側とは逆側の端面（換言すれば、第２プリズム２０７の光軸下流側の出射面）は、光軸に対して垂直となるように設けられており、近赤外波長帯域に属する光は、第２プリズム２０７の出射面に対して垂直となる状態を維持したまま、第２プリズム２０７の外部に透過する。
【０１００】
第２プリズム２０７を透過した近赤外光線は、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２へと導光される。この際、ダイクロイック膜２０３により分離され、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２に結像する光の光路中には、ロングパスフィルタ２１３が設けられている。ロングパスフィルタ２１３は、ショートパスフィルタ２１１とは逆極性の特性を有する。即ち、ロングパスフィルタ２１３は、可視光波長帯域と近赤外波長帯域との境界となる７５０ｎｍを境界として、当該境界以上の波長の光（即ち、近赤外光を含む光）を透過させ、当該境界を下回る波長の光（即ち、可視光を含む光）を阻止する。このような構成により、第２プリズム２０７を透過した近赤外光線に含まれる可視光を除くことが可能となる。
【０１０１】
なお、本実施形態に係る色分解プリズム２０１ａの材質については、特に限定されるものではなく、色分解プリズム２０１ａの内部を導光される光の波長に応じて、公知の光学ガラスや光学結晶を適宜利用することが可能である。
【０１０２】
また、ノッチフィルタ１０５５は、色分解プリズム２０１ａの前段に着脱可能に構成されている。このような構成により、例えば、ノッチフィルタ１０５５としては、使用される蛍光物質に応じて、当該蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の光を阻止する特性を有するフィルタを装着することが可能となる。より具体的な一例として、蛍光物質としてＩＣＧが使用される場合には、ノッチフィルタ１０５５として、ＩＣＧの励起波長である８０８ｎｍ近傍の光を阻止するフィルタが装着されてもよい。
【０１０３】
以上、図６を参照して、本実施形態に係る撮像システムにおけるカメラヘッドの構成の一例として、２板式のカメラヘッドの構成の一例について、特に、入射光が分岐光学系を介して撮像素子に結像するまでの構成に着目して説明した。なお、図６に説明したカメラヘッドの構成はあくまで一例であり、必ずしも図６に示す例には限定されない。例えば、可視光画像撮像用撮像素子１０５１と近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２とは、設置位置が逆になっていてもよい。この場合には、例えば、ダイクロイック膜２０３として、可視光波長帯域に属する光を透過させ、近赤外波長帯域に属する光を反射させる特性を有するダイクロイック膜を適用すればよい。即ち、ダイクロイック膜２０３の特性は、可視光画像撮像用撮像素子１０５１及び近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２それぞれ設置される位置の関係に応じて適宜変更してもよい。
【０１０４】
次いで、図７を参照して、カメラヘッド１０５ａにおけるダイクロイック膜２０３、ノッチフィルタ１０５５、ショートパスフィルタ２１１、及びロングパスフィルタ２１３の分光特性について説明する。図７は、本実施形態に係るダイクロイック膜及び各種フィルタの分光特性と、光源装置から照射される光のスペクトルと、の関係の一例について説明するための説明図である。例えば、図７の上側の図には、ダイクロイック膜２０３、ノッチフィルタ１０５５、ショートパスフィルタ２１１、及びロングパスフィルタ２１３の分光特性が模式的に示されている。図７の上側の図において、横軸は波長を示しており、縦軸はダイクロイック膜や各種フィルタの透過または反射に係る特性を相対値（％）で示している。また、図７の下側の図は、本実施形態に係る光源装置から照射される光のスペクトルを示している。図７の下側の図において、横軸は波長を示しており、縦軸はダイクロイック膜や各種フィルタの透過または反射に係る特性を相対値（％）で示している。なお、図７において、上側の図の横軸の位置と、下側の図の横軸の位置とは対応している。また、本説明では、当該光源装置は、近赤外波長帯域の光として、ＩＣＧの励起波長である８０８ｎｍ近傍の光（即ち、ＩＣＧの励起光）を照射するものとする。即ち、図７に示す例では、ノッチフィルタ１０５５として、ＩＣＧ励起波長である８０８ｎｍ近傍の光を阻止するノッチフィルタが適用されている。
【０１０５】
図７において、ダイクロイック膜特性として示したグラフは、図６に示すダイクロイック膜２０３が反射する光と、当該ダイクロイック膜２０３を透過する光と、のそれぞれの波長帯域を模式的に示している。具体的には、ダイクロイック膜特性として示したグラフの内側はダイクロイック膜２０３により反射される成分に相当し、当該グラフの外側はダイクロイック膜２０３を透過する成分に相当する。即ち、ダイクロイック膜２０３は、３５０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長帯域の光の大部分（例えば、９０％以上）を反射し、７５０ｎｍを超える波長帯域の光の大部分（例えば、９０％以上）を透過させる特性を有している。
【０１０６】
また、ショートパスフィルタの特性として示したグラフは、図６に示すショートパスフィルタ２１１を透過する光と、当該ショートパスフィルタ２１１により阻止される光と、のそれぞれの波長帯域を模式的に示している。前述したように、ショートパスフィルタ２１１は、可視光波長帯域と近赤外波長帯域との境界となる７５０ｎｍを境界として、当該境界以下の波長の光（即ち、可視光を含む光）を透過させ、当該境界を上回る波長の光（即ち、近赤外光を含む光）を阻止する。このような構成により、例えば、光源装置１４３の可視光光源１４３１から出射され、カメラヘッド１０５ａ内に導光された可視光波長帯域に属する光を、色分解プリズム２０１ａ及びショートパスフィルタ２１１を介して可視光画像撮像用撮像素子１０５１に結像させることが可能となる。
【０１０７】
また、ロングパスフィルタの特性として示したグラフは、図６に示すロングパスフィルタ２１３を透過する光と、当該ロングパスフィルタ２１３により阻止される光と、のそれぞれの波長帯域を模式的に示している。前述したように、ロングパスフィルタ２１３は、可視光波長帯域と近赤外波長帯域との境界となる７５０ｎｍを境界として、当該境界以上の波長の光（即ち、近赤外光を含む光）を透過させ、当該境界を下回る波長の光（即ち、可視光を含む光）を阻止する。このような構成により、例えば、光源装置１４３の近赤外光光源１４３３から出射され、カメラヘッド１０５ａ内に入射した近赤外光波長帯域に属する光を、色分解プリズム２０１ａ及びロングパスフィルタ２１３を介して近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２に結像させることが可能となる。
【０１０８】
一方で、図７に示す例では、ノッチフィルタ１０５５として、ＩＣＧの励起波長である８０８ｎｍ近傍の光を阻止するフィルタが、色分解プリズム２０１ａの前段に装着されている。そのため、カメラヘッド１０５ａ内に導光される近赤外波長帯域に属する光のうち、ＩＣＧの励起波長である８０８ｎｍ近傍の光については、ノッチフィルタ１０５５により阻止されることとなる。
【０１０９】
以上のような構成に基づき、カメラヘッド１０５ａは、例えば、ＩＣＧのような蛍光物質が発する近赤外波長帯域に属する蛍光の蛍光像や、５ＡＬＡ及びレザフィリンのような蛍光物質が発する可視光波長帯域に属する蛍光の蛍光像を撮像することが可能である。
【０１１０】
具体的な一例として、蛍光物質としてＩＣＧを使用する場合に着目する。図７に示すように、ＩＣＧの発する蛍光は、近赤外波長帯域に属するため、カメラヘッド１０５ａ内に入射した後に、色分解プリズム２０１ａ及びロングパスフィルタ２１３を介して近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２に結像する。また、ＩＣＧの励起光については、ノッチフィルタ１０５５により、カメラヘッド１０５ａ内に入射する前に阻止される。このような構成により、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２による撮像結果に基づき生成された近赤外光画像により、ＩＣＧが発する蛍光の蛍光像を観察することが可能となる。また、蛍光物質としてＩＣＧを使用する場合には、可視光画像撮像用撮像素子１０５１による撮像結果に基づき、撮像対象物の可視光画像を、ＩＣＧが発する蛍光の蛍光像とは独立して撮像することが可能である。そのため、この場合には、例えば、撮像対象物の可視光画像に対して、ＩＣＧが発する蛍光の蛍光像を重畳させることも可能である。
【０１１１】
次いで、蛍光物質として５ＡＬＡを使用する場合に着目する。図７に示すように、５ＡＬＡが発する蛍光は、可視光波長帯域に属するため、カメラヘッド１０５ａ内に入射した後に、色分解プリズム２０１ａ及びショートパスフィルタ２１１を介して可視光画像撮像用撮像素子１０５１に結像する。一方で、５ＡＬＡが発する蛍光の波長帯域は、Ｒ成分の波長帯域と少なくとも一部が重複する。そのため、５ＡＬＡが発する蛍光の蛍光像を撮像する場合には、光源装置１４３の可視光光源１４３１から照射される可視光波長帯域に属する光のうち、少なくとも、当該可視光光源１４３１のＲＧＢレーザー光源から照射されるＲ成分の出力を制限する（例えば、オフにする）と良い。このような構成及び制御を基に、可視光画像撮像用撮像素子１０５１による撮像結果に基づき生成された可視光画像により、５ＡＬＡが発する蛍光の蛍光像を観察することが可能となる。
【０１１２】
次いで、蛍光物質としてレザフィリンを使用する場合に着目する。図７に示すように、レザフィリンが発する蛍光は、可視光波長帯域に属するため、カメラヘッド１０５ａ内に入射した後に、色分解プリズム２０１ａ及びショートパスフィルタ２１１を介して可視光画像撮像用撮像素子１０５１に結像する。そのため、可視光画像撮像用撮像素子１０５１による撮像結果に基づき生成された可視光画像により、レザフィリンが発する蛍光の蛍光像を観察することが可能である。
【０１１３】
なお、５ＡＬＡやレザフィリン等のような可視光波長帯域に属する蛍光を発する蛍光物質の励起光として、Ｒ成分の近傍の波長帯域の光（例えば、６６４ｎｍの波長を有する励起光）を使用する場合には、当該蛍光物質の励起波長に属する光を阻止するノッチフィルタ１０５５がカメラヘッド１０５ａに装着されてもよい。同様に、レザフィリンの励起光として４０５ｎｍの波長を有する励起光を使用することも可能である。この場合には、当該励起光（即ち、４０５ｎｍの波長を有する光）を阻止するノッチフィルタ１０５５か、もしくは、当該ノッチフィルタ１０５５に替えてロングパスフィルタがカメラヘッド１０５ａに装着されてもよい。このような構成により、カメラヘッド１０５ａ内への当該励起光の入射を阻止することが可能となる。
【０１１４】
以上、図７を参照して、カメラヘッド１０５ａにおけるダイクロイック膜２０３、ノッチフィルタ１０５５、ショートパスフィルタ２１１、及びロングパスフィルタ２１３の分光特性について説明した。
【０１１５】
＜３．３．２板式のカメラヘッドの構成例２＞
続いて、本実施形態に係る撮像システムにおけるカメラヘッドの構成の他の一例として、図８を参照して、２板式のカメラヘッドの構成の他の一例について、特に、入射光が分岐光学系を介して撮像素子に結像するまでの構成に着目して説明する。図８は、本実施形態に係るカメラヘッドの構成の他の一例を模式的に示した説明図である。なお、以降の説明では、図８に示すカメラヘッド１０５を明示的に示す場合には、「カメラヘッド１０５ｂ」と称する場合がある。
【０１１６】
図８に示すように、カメラヘッド１０５ｂは、色分解プリズム２０１ｂと、可視光画像撮像用撮像素子１０５１と、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２と、ショートパスフィルタ２１１と、バンドパスフィルタ２１５とを含む。なお、色分解プリズム２０１ｂは、図６を参照して説明した色分解プリズム２０１ａと同様の構成を有し、図４に示す分岐光学系２０１の一例に相当する。即ち、図８に示すカメラヘッド１０５ｂは、図６を参照して説明したカメラヘッド１０５ａと比べて、ノッチフィルタ１０５５を有さない点と、ロングパスフィルタ２１３に替えてバンドパスフィルタ２１５を有する点とが異なる。そこで、本説明では、カメラヘッド１０５ｂの構成について、図６に示したカメラヘッド１０５ａと異なる部分に着目して説明し、当該カメラヘッド１０５ａと同様の構成については詳細な説明は省略する。
【０１１７】
前述したように、カメラヘッド１０５ｂは、ダイクロイック膜２０３により分離され、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２に結像する光の光路中にバンドパスフィルタ２１５が設けられている。バンドパスフィルタ２１５は、近赤外波長帯域中の所定の波長帯域の蛍光を発する蛍光物質の特性にあわせて、当該所定の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する特性を有する。具体的な一例として、ＩＣＧが発する蛍光に着目する場合には、バンドパスフィルタ２１５は、ＩＣＧが発する蛍光の波長帯域である８２０ｎｍ前後の波長帯域（例えば、８２０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長帯域）の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する特性を有していればよい。
【０１１８】
このように、カメラヘッド１０５ｂは、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２の前段にバンドパスフィルタ２１５が設けられている。そのため、カメラヘッド１０５ｂは、ＩＣＧ等の蛍光物質が発する近赤外波長帯域に属する蛍光に着目する場合において、カメラヘッド１０５ａのようにノッチフィルタ１０５５が設けられなくとも、当該蛍光物質の励起光をバンドパスフィルタ２１５により阻止することが可能となる。なお、図８に説明したカメラヘッドの構成はあくまで一例であり、必ずしも図８に示す例には限定されない。例えば、可視光画像撮像用撮像素子１０５１と近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２とは、設置位置が逆になっていてもよい。この場合には、例えば、ダイクロイック膜２０３として、可視光波長帯域に属する光を透過させ、近赤外波長帯域に属する光を反射させる特性を有するダイクロイック膜を適用すればよい。即ち、ダイクロイック膜２０３の特性は、可視光画像撮像用撮像素子１０５１及び近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２それぞれ設置される位置の関係に応じて適宜変更してもよい。
【０１１９】
次いで、図９を参照して、カメラヘッド１０５ｂにおけるダイクロイック膜２０３、ショートパスフィルタ２１１、及びバンドパスフィルタ２１５の分光特性について説明する。図９は、本実施形態に係るダイクロイック膜及び各種フィルタの分光特性と、光源装置から照射される光のスペクトルと、の関係の他の一例について説明するための説明図である。例えば、図９の上側の図には、ダイクロイック膜２０３、ショートパスフィルタ２１１、及びバンドパスフィルタ２１５の分光特性が模式的に示されている。また、図９の下側の図は、本実施形態に係る光源装置から照射される光のスペクトルを示している。なお、図９における上側の図と下側の図とのそれぞれにおける横軸及び縦軸は、図７に示す例と同様である。また、図９に示す例では、図７に示す例と同様の光源装置を使用している。そのため、図９の下側の図は、図７の下側の図と同様である。
【０１２０】
前述したように、図８に示すカメラヘッド１０５ｂは、ノッチフィルタ１０５５を有さない点と、ロングパスフィルタ２１３に替えてバンドパスフィルタ２１５を有する点とが、図６に示すカメラヘッド１０５ａと異なる。換言すると、カメラヘッド１０５ｂは、ダイクロイック膜２０３及びショートパスフィルタ２１１の特性については、カメラヘッド１０５ａの場合と同様である。そこで、本説明では、主に、ノッチフィルタ１０５５を有しないことによる影響と、バンドパスフィルタ２１５の特性と、に着目して説明し、カメラヘッド１０５ａと同様の部分については、詳細な説明は省略する。
【０１２１】
図９において、ＩＣＧ専用バンドパスフィルタの特性として示した帯域は、図８に示すバンドパスフィルタ２１５を透過する光と、当該バンドパスフィルタ２１５により阻止される光と、のそれぞれの波長帯域を模式的に示している。前述したように、バンドパスフィルタ２１５は、近赤外波長帯域中の所定の波長帯域の蛍光を発する蛍光物質の特性にあわせて、当該所定の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する特性を有する。そのため、バンドパスフィルタ２１５は、ＩＣＧの使用を想定して設けられた場合には、ＩＣＧが発する蛍光の波長帯域である８２０ｎｍ前後の波長帯域（例えば、８２０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長帯域）の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する特性を有する。
【０１２２】
以上のような構成により、蛍光物質としてＩＣＧを使用する場合には、ＩＣＧの発する蛍光は、カメラヘッド１０５ｂ内に入射した後に、色分解プリズム２０１ｂ及びバンドパスフィルタ２１５を介して近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２に結像する。なお、前述したように、カメラヘッド１０５ｂは、ノッチフィルタ１０５５を有していない。そのため、カメラヘッド１０５ｂにおいては、ＩＣＧの励起光は、当該カメラヘッド１０５ｂの内部に入射し、色分解プリズム２０１ｂ中を導光されバンドパスフィルタ２１５に達する。その一方で、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２の前段にバンドパスフィルタ２１５が設けられていることで、ＩＣＧの励起光は、当該バンドパスフィルタ２１５により阻止されることとなる。このような構成により、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２による撮像結果に基づき生成された近赤外光画像により、ＩＣＧが発する蛍光の蛍光像を観察することが可能となる。
【０１２３】
なお、５ＡＬＡ及びレザフィリンの蛍光像を観察する場合については、図７を参照して説明したカメラヘッド１０５ａの場合と同様のため、詳細な説明は省略する。一方で、５ＡＬＡやレザフィリン等のような可視光波長帯域に属する蛍光を発する蛍光物質の励起光として、Ｒ成分の近傍の波長帯域の光（例えば、６６４ｎｍの波長を有する励起光）を使用する場合には、当該蛍光物質の励起波長に属する光を阻止するノッチフィルタ１０５５がカメラヘッド１０５ｂに装着されてもよい。同様に、レザフィリンの励起光として４０５ｎｍの波長を有する励起光を使用する場合においても、当該励起光（即ち、４０５ｎｍの波長を有する光）を阻止するノッチフィルタ１０５５か、もしくは、当該ノッチフィルタ１０５５に替えてロングパスフィルタがカメラヘッド１０５ｂに装着されてもよい。このような構成により、カメラヘッド１０５ｂ内への当該励起光の入射を阻止することが可能となる。
【０１２４】
以上、図９を参照して、カメラヘッド１０５ｂにおけるダイクロイック膜２０３、ショートパスフィルタ２１１、及びバンドパスフィルタ２１５の分光特性について説明した。
【０１２５】
＜３．４．３板式のカメラヘッドの構成例＞
続いて、本実施形態に係る撮像システムにおけるカメラヘッドの構成の他の一例として、３板式のカメラヘッドの構成の一例について、特に、入射光が分岐光学系を介して撮像素子に結像するまでの構成に着目して説明する。例えば、図１０は、本実施形態に係るカメラヘッドの構成の他の一例を模式的に示した説明図である。なお、以降の説明では、図１０に示すカメラヘッド１０５を明示的に示す場合には、「カメラヘッド１０５ｃ」と称する場合がある。
【０１２６】
図１０に示すように、カメラヘッド１０５ｃは、色分解プリズム２０１ｃと、第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａと、第２可視光画像撮像用撮像素子１０５１ｂと、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２と、バンドパスフィルタ２３３、２３５、及び２３７とを含む。
【０１２７】
色分解プリズム２０１ｃは、カメラヘッド１０５ｃに入射した入射光について、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、を分離したうえで、さらに当該可視光波長帯域に属する光を、Ｒ成分を含む長波長帯域に属する光と、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長帯域に属する光とに分離する光学部材である。なお、色分解プリズム２０１ｃは、図４に示す分岐光学系２０１の他の一例に相当する。具体的には、色分解プリズム２０１ｃの内部には、ダイクロイック膜２２３及び２２５が設けられている。ダイクロイック膜２２３は、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、を分離するためのダイクロイック膜である。また、ダイクロイック膜２２５は、当該可視光波長帯域に属する光を、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する光と、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光とに分離するためのダイクロイック膜である。
【０１２８】
より具体的には、図１０に示すように、色分解プリズム２０１ｃは、第１プリズム２２７と第２プリズム２２９とが、ダイクロイック膜２２３を介して互いに接合され、かつ、第２プリズム２２９と第３プリズム２３１とが、ダイクロイック膜２２５を介して互いに接合されたプリズムである。即ち、第１プリズム２２７と第２プリズム２２９との界面に、ダイクロイック膜２２３が設けられている。また、第２プリズム２２９と第３プリズム２３１との界面には、ダイクロイック膜２２５が設けられている。
【０１２９】
ダイクロイック膜２２３は、色分解プリズム２０１ｃに入射した、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、を含む入射光について、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、を分離する光学膜である。具体的には、ダイクロイック膜２２３は、可視光波長帯域に属する光を透過するとともに、近赤外波長帯域に属する光を反射する特性を有する。
【０１３０】
また、ダイクロイック膜２２５は、ダイクロイック膜２２３を透過した可視光波長帯域に属する光について、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する光と、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光と、を分離する光学膜である。具体的には、ダイクロイック膜２２５は、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する光を反射するとともに、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光を透過する特性を有する。また、他の一例として、ダイクロイック膜２２５は、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する光を透過するとともに、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光を反射する特性を有していてもよい。
【０１３１】
第１プリズム２２７は、可視光波長帯域に属する光及び近赤外波長帯域に属する光（すなわち、入射光）が入射するとともに、近赤外波長帯域に属する光が導光される近赤外光用光路として機能するプリズムである。また、第２プリズム２２９は、可視光波長帯域に属する光が入射するとともに、当該可視光波長帯域のうちＲ成分を含む長波長側の波長帯域に属する光が導光される光路として機能するプリズムである。また、第３プリズム２３１は、可視光波長帯域のうちＧ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光が導光される光路として機能するプリズムである。
【０１３２】
第１プリズム２２７に入射した入射光は、第１プリズム２２７内を直進し、光軸上に斜めに設けられたダイクロイック膜２２３によって、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、に分離される。
【０１３３】
近赤外波長帯域に属する光は、ダイクロイック膜２２３によって反射されて、第１プリズム２２７内を導光される。ここで、反射分離された近赤外波長帯域に属する光（すなわち、近赤外光線）は、図１０に示した位置Ａで一度だけ全反射して、第１プリズム２２７の外部へと透過する。これにより、ダイクロイック膜２２３の成膜面の光軸に対する角度を垂直に近づけることができる。逆に言えば、本実施形態に係るダイクロイック膜２２３の光軸上への設置角度は、位置Ａにおける可視光線の全反射条件が成立するように設定されている。このようにダイクロイック膜２２３を配置することで、Ｆ値の明るい光線が第１プリズム２０５に入射した場合であっても、上光線と下光線との入射角度の違いによるダイクロイック膜２０３の分光特性の変化を抑制することが可能となり、精度良く波長分離を行うことが可能となる。
【０１３４】
第１プリズム２２７を透過した近赤外光線は、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２へと導光される。この際、ダイクロイック膜２２３により分離され、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２に結像する光の光路中には、バンドパスフィルタ２３３が設けられている。なお、バンドパスフィルタ２３３の特性は、図８を参照して説明したバンドパスフィルタ２１５と同様である。即ち、ＩＣＧが発する蛍光に着目する場合には、バンドパスフィルタ２３３は、ＩＣＧが発する蛍光の波長帯域である８２０ｎｍ前後の波長帯域（例えば、８２０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長帯域）の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する特性を有していればよい。このような構成により、ダイクロイック膜２１４により分離された近赤外波長帯域に属する光の中から、着目している蛍光のみを抽出することが可能となる。なお、バンドパスフィルタ２３３に替えて、図６を参照して説明したロングパスフィルタ２１３が設けられていてもよく、この場合には、色分解プリズム２０１ｃの前段にノッチフィルタ１０５５が装着されるとよい。
【０１３５】
また、ダイクロイック膜２２３を透過した可視光波長帯域に属する光は、第２プリズム２２９内に入射する。そして、当該可視光波長帯域に属する光は、当該第２プリズム２２９内を直進し、光軸上に斜めに設けられたダイクロイック膜２２５によって、当該可視光波長帯域のうち、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する光と、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光と、に分離される。
【０１３６】
Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する光は、ダイクロイック膜２２５によって反射されて、第２プリズム２２９内を導光される。第２プリズム２２９におけるダイクロイック膜２２５が設けられている側とは逆側の端面（換言すれば、第２プリズム２２９の光軸下流側の出射面）は、光軸に対して垂直となるように設けられている。そのため、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する光は、第２プリズム２２９の出射面に対して垂直となる状態を維持したまま、第２プリズム２２９の外部に透過する。
【０１３７】
第２プリズム２２９を透過したＲ成分を含む長波長側の波長帯域に属する光は、第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａへと導光される。この際、ダイクロイック膜２２５により分離され、第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａに結像する光の光路中には、バンドパスフィルタ２３５が設けられている。バンドパスフィルタ２３５は、可視光波長帯域中における、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する特性を有する。具体的な一例として、バンドパスフィルタ２３５は、６００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長帯域の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する特性を有しているとよい。このような構成により、ダイクロイック膜２２５により分離された光（即ち、ダイクロイック膜２２５により反射された光）に含まれる、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域以外の他の光を除くことが可能となる。
【０１３８】
一方、ダイクロイック膜２２５を透過したＧ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光は、第３プリズム２３１に入射して、当該第３プリズム２３１の内部を直進する。第３プリズム２３１におけるダイクロイック膜２２５が設けられている側とは逆側の端面（換言すれば、第３プリズム２３１の光軸下流側の出射面）は、光軸に対して垂直となるように設けられている。そのため、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光は、第３プリズム２３１の出射面に対して垂直となる状態を維持したまま、第３プリズム２３１の外部に透過する。
【０１３９】
第３プリズム２３１を透過したＧ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光は、第２可視光画像撮像用撮像素子１０５１ｂへと導光される。この際、ダイクロイック膜２２５により分離され、第２可視光画像撮像用撮像素子１０５１ｂに結像する光の光路中には、バンドパスフィルタ２３７が設けられている。バンドパスフィルタ２３７は、可視光波長帯域中における、Ｂ成分及びＧ成分を含む短波長側の波長帯域の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する特性を有する。具体的な一例として、バンドパスフィルタ２３７は、３５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する特性を有しているとよい。このような構成により、ダイクロイック膜２２５により分離された光（即ち、ダイクロイック膜２２５を透過した光）に含まれる、Ｂ成分及びＧ成分を含む短波長側の波長帯域以外の他の光を除くことが可能となる。
【０１４０】
なお、本実施形態に係る色分解プリズム２０１ｃの材質については、特に限定されるものではなく、色分解プリズム２０１ｃの内部を導光される光の波長に応じて、公知の光学ガラスや光学結晶を適宜利用することが可能である。
【０１４１】
第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａは、色分解プリズム２０１ｃ及びバンドパスフィルタ２３５の後段に設けられている。即ち、第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａには、色分解プリズム２０１ｃにより分離され、かつバンドパスフィルタ２３５を透過した、可視光波長帯域中における、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域の光が結像する。なお、５ＡＬＡやレザフィリンの発する蛍光は、可視光波長帯域中における、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する。即ち、５ＡＬＡやレザフィリンの発する蛍光についても、第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａに結合することとなる。このような特性から、第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａとしては、より感度の高い撮像素子が適用されることが望ましく、例えば、カラーフィルタ等が設けられていないＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が適用されるとよい。
【０１４２】
第２可視光画像撮像用撮像素子１０５１ｂは、色分解プリズム２０１ｃ及びバンドパスフィルタ２３７の後段に設けられている。即ち、第２可視光画像撮像用撮像素子１０５１ｂには、色分解プリズム２０１ｃにより分離され、かつバンドパスフィルタ２３７を透過した、可視光波長帯域中における、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域の光が結像する。第２可視光画像撮像用撮像素子１０５１ｂとしては、例えば、ＲＧＢカラーフィルタを有するＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が適用され得る。
【０１４３】
近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２は、色分解プリズム２０１ｃ及びバンドパスフィルタ２３３の後段に設けられている。即ち、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２には、色分解プリズム２０１ｃにより分離され、かつバンドパスフィルタ２３３を透過した光、即ち、所定の蛍光物質（例えば、ＩＣＧ）が発する蛍光の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域の光が結像する。このような特性から、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２としては、より感度の高い撮像素子が適用されることが望ましく、例えば、カラーフィルタ等が設けられていないＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が適用されるとよい。
【０１４４】
以上、図１０を参照して、本実施形態に係る撮像システムにおけるカメラヘッドの構成の他の一例として、３板式のカメラヘッドの構成の一例について、特に、入射光が分岐光学系を介して撮像素子に結像するまでの構成に着目して説明した。
【０１４５】
次いで、図１１を参照して、カメラヘッド１０５ｃにおけるダイクロイック膜２２３及び２２５と、バンドパスフィルタ２３３、２３５、及び２３７と、のそれぞれの分光特性について説明する。図１１は、本実施形態に係るダイクロイック膜及び各種フィルタの分光特性と、光源装置から照射される光のスペクトルと、の関係の他の一例について説明するための説明図である。例えば、図１１の上側の図には、ダイクロイック膜２２３と、バンドパスフィルタ２３３、２３５、及び２３７と、のそれぞれの分光特性が模式的に示されている。なお、図１１の上側の図では、図面が煩雑となることを避けるために、ダイクロイック膜２２５の分光特性については図示を省略している。また、図１１の下側の図は、本実施形態に係る光源装置から照射される光のスペクトルを示している。なお、図１１における上側の図と下側の図とのそれぞれにおける横軸及び縦軸は、図７に示す例と同様である。また、図１１に示す例では、図７に示す例と同様の光源装置を使用している。そのため、図１１の下側の図は、図７の下側の図と同様である。
【０１４６】
図１１において、ダイクロイック膜特性として示したグラフは、図１０に示すダイクロイック膜２２３が反射する光と、当該ダイクロイック膜２２３を透過する光と、のそれぞれの波長帯域を模式的に示している。具体的には、ダイクロイック膜特性として示したグラフの内側はダイクロイック膜２２３を透過する成分に相当し、当該グラフの外側はダイクロイック膜２２３により反射される成分に相当する。即ち、ダイクロイック膜２２３は、３５０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長帯域の光の大部分（例えば、９０％以上）を透過させ、７５０ｎｍを超える波長帯域の光の大部分（例えば、９０％以上）を反射する特性を有している。
【０１４７】
また、ダイクロイック膜２２５は、前述したように、可視光波長帯域に属する光のうち、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する光を反射し、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光を透過させる。より具体的な一例として、ダイクロイック膜２２５は、３５０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長帯域の光のうち、６００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長帯域の光の大部分（例えば、９０％以上）を反射し、３５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域の光の大部分（例えば、９０％以上）を透過させる特性を有しているとよい。
【０１４８】
また、図１１において、第１バンドパスフィルタ特性として示したグラフは、図１０に示すバンドパスフィルタ２３５を透過する光と、当該バンドパスフィルタ２３５により阻止される光と、のそれぞれの波長帯域を模式的に示している。前述したように、バンドパスフィルタ２３５は、例えば、６００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長帯域の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する。このような構成により、例えば、光源装置１４３の可視光光源１４３１から出射され、カメラヘッド１０５ｃ内に導光された可視光波長帯域に属する光のうち、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域の光を、第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａに結像させることが可能となる。
【０１４９】
また、図１１において、第２バンドパスフィルタ特性として示したグラフは、図１０に示すバンドパスフィルタ２３７を透過する光と、当該バンドパスフィルタ２３７により阻止される光と、のそれぞれの波長帯域を模式的に示している。前述したように、バンドパスフィルタ２３７は、例えば、３５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する。このような構成により、例えば、光源装置１４３の可視光光源１４３１から出射され、カメラヘッド１０５ｃ内に導光された可視光波長帯域に属する光のうち、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域の光を、第２可視光画像撮像用撮像素子１０５１ｂに結像させることが可能となる。
【０１５０】
また、図１１において、ＩＣＧ専用バンドパスフィルタの特性として示した帯域は、図８に示すバンドパスフィルタ２３３を透過する光と、当該バンドパスフィルタ２３３により阻止される光と、のそれぞれの波長帯域を模式的に示している。前述したように、バンドパスフィルタ２３３は、近赤外波長帯域中の所定の波長帯域の蛍光を発する蛍光物質の特性にあわせて、当該所定の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する特性を有する。そのため、バンドパスフィルタ２３３は、ＩＣＧの使用を想定して設けられた場合には、ＩＣＧが発する蛍光の波長帯域である８２０ｎｍ前後の波長帯域（例えば、８２０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長帯域）の光を透過し、その他の波長帯域の光を阻止する特性を有する。
【０１５１】
以上のような構成に基づき、カメラヘッド１０５ｃは、例えば、ＩＣＧのような蛍光物質が発する近赤外波長帯域に属する蛍光の蛍光像や、５ＡＬＡ及びレザフィリンのような蛍光物質が発する可視光波長帯域に属する蛍光の蛍光像を撮像することが可能である。
【０１５２】
具体的な一例として、蛍光物質としてＩＣＧを使用する場合に着目する。ＩＣＧの発する蛍光は、近赤外波長帯域に属するため、カメラヘッド１０５ｃ内に入射した後に、色分解プリズム２０１ｃ及びバンドパスフィルタ２３３を介して近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２に結像する。なお、カメラヘッド１０５ｃは、図８を参照して説明したカメラヘッド１０５ｂと同様に、ノッチフィルタ１０５５を有していない。そのため、カメラヘッド１０５ｃにおいては、ＩＣＧの励起光は、当該カメラヘッド１０５ｃの内部に入射し、色分解プリズム２０１ｃ中を導光されバンドパスフィルタ２３３に達する。その一方で、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２の前段にバンドパスフィルタ２３３が設けられていることで、ＩＣＧの励起光は、当該バンドパスフィルタ２３３により阻止されることとなる。このような構成により、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２による撮像結果に基づき生成された近赤外光画像により、ＩＣＧが発する蛍光の蛍光像を観察することが可能となる。
【０１５３】
次いで、蛍光物質として５ＡＬＡを使用する場合に着目する。図１１に示すように、５ＡＬＡが発する蛍光は、可視光波長帯域のうち、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する。そのため、５ＡＬＡが発する蛍光は、カメラヘッド１０５ｃ内に入射した後に、色分解プリズム２０１ａ及びバンドパスフィルタ２３５を介して第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａに結像する。また、５ＡＬＡが発する蛍光の蛍光像を撮像する場合には、光源装置１４３の可視光光源１４３１が照射される可視光波長帯域に属する光のうち、少なくとも、当該可視光光源１４３１のＲＧＢレーザー光源から照射されるＲ成分の出力を制限する（例えば、オフにする）と良い。このような構成及び制御を基に、第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａによる撮像結果に基づき生成された可視光画像により、５ＡＬＡが発する蛍光の蛍光像を観察することが可能となる。
【０１５４】
次いで、蛍光物質としてレザフィリンを使用する場合に着目する。図１１に示すように、レザフィリンが発する蛍光は、可視光波長帯域のうち、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する。そのため、レザフィリンが発する蛍光は、カメラヘッド１０５ｃ内に入射した後に、色分解プリズム２０１ａ及びバンドパスフィルタ２３５を介して第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａに結像する。そのため、第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａによる撮像結果に基づき生成された可視光画像により、レザフィリンが発する蛍光の蛍光像を観察することが可能である。
【０１５５】
なお、５ＡＬＡやレザフィリン等のような可視光波長帯域に属する蛍光を発する蛍光物質の励起光として、Ｒ成分の近傍の波長帯域の光（例えば、６６４ｎｍの波長を有する励起光）を使用する場合には、当該蛍光物質の励起波長に属する光を阻止するノッチフィルタ１０５５がカメラヘッド１０５ｃに装着されてもよい。同様に、レザフィリンの励起光として４０５ｎｍの波長を有する励起光を使用する場合においても、当該励起光（即ち、４０５ｎｍの波長を有する光）を阻止するノッチフィルタ１０５５か、もしくは、当該ノッチフィルタ１０５５に替えてロングパスフィルタがカメラヘッド１０５ｃに装着されてもよい。このような構成により、カメラヘッド１０５ｃ内への当該励起光の入射を阻止することが可能となる。
【０１５６】
次いで、カメラヘッド１０５ｃを利用して、撮像対象物の可視光画像を観察する場合について説明する。前述したように、カメラヘッド１０５ｃでは、可視光波長帯域に属する光のうち、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する光は、第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａに結像し、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光については、第２可視光画像撮像用撮像素子１０５１ｂに結像する。そのため、例えば、カメラヘッド１０５ｃは、第１可視光画像撮像用撮像素子１０５１ａ及び第２可視光画像撮像用撮像素子１０５１ｂそれぞれによる撮像結果に基づく画像を合成することで、撮像対象物の可視光画像を生成してもよい。
【０１５７】
以上のように、３板式のカメラヘッド１０５ｃにおいては、可視光波長帯域に属する光を、Ｒ成分を含む長波長側の波長帯域に属する光と、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光と、に分けて、それぞれを互いに異なる撮像素子に結像させる。このような構成により、カメラヘッド１０５ｃは、例えば、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光に基づく撮像対象物の画像に対して、５ＡＬＡやレザフィリン等の蛍光物質が発する蛍光の蛍光像を重畳させることが可能となる。また、カメラヘッド１０５ｃは、５ＡＬＡやレザフィリン等の蛍光物質が発する蛍光の蛍光像と、Ｇ成分及びＢ成分を含む短波長側の波長帯域に属する光に基づく撮像対象物の画像とのそれぞれに対して、互いに異なる画像処理を施すことも可能となる。
【０１５８】
以上、図１１を参照して、カメラヘッド１０５ｃにおけるダイクロイック膜２２３及び２２５と、バンドパスフィルタ２３３、２３５、及び２３７と、のそれぞれの分光特性について説明した。
【０１５９】
＜３．５．作用効果＞
続いて、図１２を参照して、本実施形態に係る撮像システムを適用することにより得られる作用効果について説明する。図１２は、本実施形態に係るカメラヘッドの特性について説明するための説明図であり、内視鏡撮像システム等のカメラヘッドに適用されている撮像素子の波長ごとの感度特性と、当該撮像素子に適用されているカラーフィルタの分光透過特性と、の一例を示している。図１２において、横軸は波長を示しており、縦軸は撮像素子の波長ごとの感度特性と、各種フィルタの分光透過特性と、を相対値（％）で示している。なお、図１２に示す例では、撮像素子の感度特性として、所謂ＣＭＯＳセンサの波長ごとの感度特性の一例を示している。また、図１２に示す例では、カラーフィルタの特性として、赤色フィルタ、緑色フィルタ、及び青色フィルタのそれぞれについて分光透過特性の一例を示している。
【０１６０】
また、既存のカメラヘッドのうち、撮像対象物の可視光画像を撮像可能なカメラヘッドにおいては、当該可視光画像の色再現性を向上させるために、可視光波長帯域に属する光が結像する撮像素子の前段に、赤外光をカットするＩＲカットフィルタが設けられている場合がある。このような点を踏まえ、本実施形態に係る撮像システムを適用することで得られる作用効果をよりわかりやすくするために、図１２に示す例では、参考として、ＩＲカットフィルタの分光透過特性の一例についてもあわせて提示している。なお、当該ＩＲカットフィルタとしては、例えば、ＨＯＹＡ株式会社製Ｃ５０００等が利用されている。
【０１６１】
前述したように、可視光波長帯域の蛍光を発する蛍光物質のうち、５ＡＬＡは、６３５ｎｍ前後の可視光領域（特に、Ｒ成分の波長帯域）の蛍光を発する。また、レザフィリンは、６７０ｎｍ〜７３０ｎｍの波長帯域の近傍の蛍光、即ち、可視光領域（特に、近赤外領域の近傍）〜近赤外領域の蛍光を発する。そのため、５ＡＬＡやレザフィリンの発する蛍光の蛍光像を撮像する場合には、可視光波長帯域に属する光が結像する撮像素子により当該蛍光像を撮像することとなる。
【０１６２】
一方で、図１２に示すように、一般的にはＩＲカットフィルタは、可視光波長帯域のうちＲ成分を含む長波長側の波長帯域においては透過率が低下する傾向にある。そのため、例えば、５ＡＬＡが発する蛍光の波長である６３５ｎｍ前後の波長位置においては、ＩＲカットフィルタの透過率は４０％程度まで低下する。また、レザフィリンが発する蛍光の波長である６７０ｎｍ〜７３０ｎｍの波長位置においては、ＩＲカットフィルタの透過率は２０％程度から数％程度まで低下する。各蛍光物質が発する蛍光は、撮像対象物で反射してカメラヘッド内に入射する可視光線や当該蛍光物質の励起光等の他の光に比べて、光の強度が弱い傾向にある。そのため、撮像素子の前段にＩＲカットフィルタが設けられている構成の場合には、５ＡＬＡやレザフィリンの発する可視光波長帯域に属する蛍光の蛍光像を鮮明に撮像することが困難であった。
【０１６３】
これに対して、本実施形態に係るカメラヘッドにおいては、例えば、図６〜図１１を参照して説明したように、可視光波長帯域に属する光を撮像する撮像素子の前段にはＩＲカットフィルタが設けられておらず、替わりにショートパスフィルタやバンドパスフィルタが設けられている。即ち、本実施形態に係るカメラヘッドにおいては、５ＡＬＡやレザフィリンの発する蛍光が撮像素子に結像する際に、当該撮像素子に導光される当該蛍光がＩＲカットフィルタにより制限されるといった事態の発生を防止することが可能となる。そのため、本実施形態に係るカメラヘッドに依れば、可視光波長帯域に属する蛍光の蛍光像を撮像する場合においても、当該カメラヘッド（特に、撮像素子）の性能をより活かすことが可能となるため、より鮮明な蛍光像を撮像することが可能となる。
【０１６４】
以上、図１２を参照して、本実施形態に係る撮像システムを適用することにより得られる作用効果の一例について説明した。
【０１６５】
＜＜４．ハードウェア構成の一例＞＞
続いて、図１３を参照しながら、前述した内視鏡撮像システム（即ち、内視鏡手術システム）におけるＣＣＵのように、各種処理を実行する所謂情報処理装置のハードウェア構成の一例について、詳細に説明する。図１３は、本開示の一実施形態に係る内視鏡撮像システムを構成する情報処理装置のハードウェア構成の一構成例を示す機能ブロック図である。
【０１６６】
本実施形態に係る内視鏡撮像システムを構成する情報処理装置９００は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、を備える。また、情報処理装置９００は、更に、ホストバス９０７と、ブリッジ９０９と、外部バス９１１と、インターフェース９１３と、入力装置９１５と、出力装置９１７と、ストレージ装置９１９と、ドライブ９２１と、接続ポート９２３と、通信装置９２５とを備える。
【０１６７】
ＣＰＵ９０１は、演算処理装置及び制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１９又はリムーバブル記録媒体９２７に記録された各種プログラムに従って、情報処理装置９００内の動作全般又はその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるホストバス９０７により相互に接続されている。
【０１６８】
ホストバス９０７は、ブリッジ９０９を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バス９１１に接続されている。また、外部バス９１１には、インターフェース９１３を介して、入力装置９１５、出力装置９１７、ストレージ装置９１９、ドライブ９２１、接続ポート９２３及び通信装置９２５が接続される。
【０１６９】
入力装置９１５は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ、レバー及びペダル等、ユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９１５は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、情報処理装置９００の操作に対応した携帯電話やＰＤＡ等の外部接続機器９２９であってもよい。さらに、入力装置９１５は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。情報処理装置９００のユーザは、この入力装置９１５を操作することにより、情報処理装置９００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
【０１７０】
出力装置９１７は、取得した情報をユーザに対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置及びランプ等の表示装置や、スピーカ及びヘッドホン等の音声出力装置や、プリンタ装置等がある。出力装置９１７は、例えば、情報処理装置９００が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、情報処理装置９００が行った各種処理により得られた結果を、テキスト又はイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。
【０１７１】
ストレージ装置９１９は、情報処理装置９００の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１９は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１９は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ等を格納する。
【０１７２】
ドライブ９２１は、記録媒体用リーダライタであり、情報処理装置９００に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２７に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２７に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２７は、例えば、ＤＶＤメディア、ＨＤ−ＤＶＤメディア又はＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）メディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２７は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣＦ：ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ）、フラッシュメモリ又はＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２７は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｃａｒｄ）又は電子機器等であってもよい。
【０１７３】
接続ポート９２３は、情報処理装置９００に直接接続するためのポートである。接続ポート９２３の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。接続ポート９２３の別の例として、ＲＳ−２３２Ｃポート、光オーディオ端子、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。この接続ポート９２３に外部接続機器９２９を接続することで、情報処理装置９００は、外部接続機器９２９から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器９２９に各種のデータを提供したりする。
【０１７４】
通信装置９２５は、例えば、通信網（ネットワーク）９３１に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置９２５は、例えば、有線若しくは無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９２５は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）用のルータ又は各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９２５は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９２５に接続される通信網９３１は、有線又は無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信又は衛星通信等であってもよい。
【０１７５】
以上、本開示の実施形態に係る内視鏡撮像システムを構成する情報処理装置９００の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。なお、図１３では図示しないが、内視鏡撮像システムを構成する情報処理装置９００に対応する各種の構成を当然備える。
【０１７６】
なお、上述のような本実施形態に係る内視鏡撮像システムを構成する情報処理装置９００の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。また、当該コンピュータプログラムを実行させるコンピュータの数は特に限定されない。例えば、当該コンピュータプログラムを、複数のコンピュータ（例えば、複数のサーバ等）が互いに連携して実行してもよい。
【０１７７】
＜＜５．応用例＞＞
続いて、本開示の一実施形態に係る撮像システムの応用例として、当該撮像システムを、顕微鏡ユニットを備えた顕微鏡撮像システムとして構成した場合の一例について説明する。
【０１７８】
例えば、図１４は、本開示の一実施形態に係る撮像システムの応用例について説明するための説明図であり、顕微鏡撮像システムの概略的な構成の一例について示している。具体的には、図１４には、本開示の一実施形態に係る顕微鏡撮像システムが用いられる場合の一適用例として、アームを備えた手術用ビデオ顕微鏡装置が用いられる場合の一例について示されている。
【０１７９】
例えば、図１４は、手術用ビデオ顕微鏡装置を用いた施術の様子を模式的に表している。具体的には、図１４を参照すると、施術者（ユーザ）５２０である医師が、例えばメス、鑷子、鉗子等の手術用の器具５２１を使用して、施術台５３０上の施術対象（患者）５４０に対して手術を行っている様子が図示されている。なお、以下の説明においては、施術とは、手術や検査等、ユーザ５２０である医師が施術対象５４０である患者に対して行う各種の医療的な処置の総称であるものとする。また、図１４に示す例では、施術の一例として手術の様子を図示しているが、手術用ビデオ顕微鏡装置５１０が用いられる施術は手術に限定されず、他の各種の施術であってもよい。
【０１８０】
施術台５３０の脇には手術用ビデオ顕微鏡装置５１０が設けられる。手術用ビデオ顕微鏡装置５１０は、基台であるベース部５１１と、ベース部５１１から延伸するアーム部５１２と、アーム部５１２の先端に先端ユニットとして接続される撮像ユニット５１５とを備える。アーム部５１２は、複数の関節部５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃと、関節部５１３ａ、５１３ｂによって連結される複数のリンク５１４ａ、５１４ｂと、アーム部５１２の先端に設けられる撮像ユニット５１５を有する。図１４に示す例では、簡単のため、アーム部５１２は３つの関節部５１３ａ〜５１３ｃ及び２つのリンク５１４ａ、５１４ｂを有しているが、実際には、アーム部５１２及び撮像ユニット５１５の位置及び姿勢の自由度を考慮して、所望の自由度を実現するように関節部５１３ａ〜５１３ｃ及びリンク５１４ａ、５１４ｂの数や形状、関節部５１３ａ〜５１３ｃの駆動軸の方向等が適宜設定されてもよい。
【０１８１】
関節部５１３ａ〜５１３ｃは、リンク５１４ａ、５１４ｂを互いに回動可能に連結する機能を有し、関節部５１３ａ〜５１３ｃの回転が駆動されることにより、アーム部５１２の駆動が制御される。ここで、以下の説明においては、手術用ビデオ顕微鏡装置５１０の各構成部材の位置とは、駆動制御のために規定している空間における位置（座標）を意味し、各構成部材の姿勢とは、駆動制御のために規定している空間における任意の軸に対する向き（角度）を意味する。また、以下の説明では、アーム部５１２の駆動（又は駆動制御）とは、関節部５１３ａ〜５１３ｃの駆動（又は駆動制御）、及び、関節部５１３ａ〜５１３ｃの駆動（又は駆動制御）を行うことによりアーム部５１２の各構成部材の位置及び姿勢が変化される（変化が制御される）ことをいう。
【０１８２】
アーム部５１２の先端には、先端ユニットとして撮像ユニット５１５が接続されている。撮像ユニット５１５は、撮像対象物の画像を取得するユニットであり、例えば動画や静止画を撮像できるカメラ等である。図１４に示すように、アーム部５１２の先端に設けられた撮像ユニット５１５が施術対象５４０の施術部位の様子を撮像するように、手術用ビデオ顕微鏡装置５１０によってアーム部５１２及び撮像ユニット５１５の姿勢や位置が制御される。なお、アーム部５１２の先端に先端ユニットとして接続される撮像ユニット５１５の構成は特に限定されず、例えば、撮像ユニット５１５は、撮像対象物の拡大像を取得する顕微鏡として構成されている。また、撮像ユニット５１５は、当該アーム部５１２に対して着脱可能に構成されていてもよい。このような構成により、例えば、利用用途に応じた撮像ユニット５１５が、アーム部５１２の先端に先端ユニットとして適宜接続されてもよい。なお、本説明では、先端ユニットとして撮像ユニット５１５が適用されている場合に着目して説明するが、アーム部５１２の先端に接続される先端ユニットは、必ずしも撮像ユニット５１５に限定されない。
【０１８３】
また、ユーザ５２０と対向する位置には、モニタやディスプレイ等の表示装置５５０が設置される。撮像ユニット５１５によって撮像された施術部位の画像は、表示装置５５０の表示画面に電子画像として表示される。ユーザ５２０は、表示装置５５０の表示画面に表示される施術部位の電子画像を見ながら各種の処置を行う。
【０１８４】
以上のような構成により、手術用ビデオ顕微鏡装置５１０によって施術部位の撮像を行いながら手術を行うことが可能となる。
【０１８５】
＜＜６．むすび＞＞
以上、説明したように、本実施形態に係る撮像システムは、複数種類の蛍光物質それぞれについて、当該蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の成分を含む光を、所定の撮像対象物に対して照射する光源装置を備える。当該複数種類の蛍光物質としては、例えば、近赤外波長帯域に属する蛍光を発する蛍光物質（例えば、ＩＣＧ等）や、可視光波長帯域に属する蛍光を発する蛍光物質（例えば、５ＡＬＡ、レザフィリン、フルオレセイン等）が挙げられる。また、本実施形態に係る撮像システムは、内視鏡ユニットや顕微鏡ユニット等のような所定の光学系ユニットにより取得された像を撮像する撮像装置（例えば、カメラヘッド）を備える。当該撮像装置は、可視光波長帯域に属する光と、近赤外波長帯域に属する光と、を分離するダイクロイック膜を有する分岐光学系（例えば、色分解プリズム２０１ａ〜２０１ｃ等）を備える。また、当該撮像装置は、当該分岐光学系の後段に設けられた、当該ダイクロイック膜により分離された近赤外波長帯域に属する光が結像する第１の撮像素子（例えば、近赤外光画像撮像用撮像素子１０５２）と、当該ダイクロイック膜により分離された可視光波長帯域に属する光が結像する第２の撮像素子（例えば、可視光画像撮像用撮像素子１０５１）と、を有する。このような構成の基で、本実施形態に係る撮像システムは、ＩＣＧ等が発する近赤外波長帯域に属する蛍光の蛍光像については第１の撮像素子側で撮像し、５ＡＬＡ、レザフィリン、フルオレセイン等が発する可視光波長帯域に属する蛍光の蛍光像については第２の撮像素子側で撮像する。
【０１８６】
以上のような構成により、本実施形態に係る撮像システムは、複数種類の蛍光物質が選択的に使用されるような状況下においても、使用される蛍光物質に応じた蛍光像をより好適な態様で撮像することが可能となる。
【０１８７】
また、前述したように、本実施形態に係る撮像システムに適用される撮像装置は、可視光波長帯域に属する光を撮像する第２の撮像素子の前段にはＩＲカットフィルタが設けられておらず、替わりにショートパスフィルタやバンドパスフィルタが設けられている。このような構成により、５ＡＬＡやレザフィリンの発する可視光波長帯域（特に、長波長側の波長帯域）に属する蛍光が第２の撮像素子に結像する際に、当該第２の撮像素子に導光される当該蛍光がＩＲカットフィルタにより制限されるといった事態の発生を防止することが可能となる。即ち、本実施形態に係る撮像システムに依れば、可視光波長帯域に属する蛍光の蛍光像を撮像する場合においても、第２の撮像装置（特に、撮像素子）の性能をより活かすことが可能となるため、より鮮明な蛍光像を撮像することが可能となる。
【０１８８】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１８９】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【０１９０】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
近赤外波長帯域に属する蛍光を発する第１の蛍光物質と、可視光波長帯域に属する蛍光を発する第２の蛍光物質と、を含む複数種類の蛍光物質それぞれについて、当該蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の成分を含む光を、所定の撮像対象物に対して照射する光源装置と、
所定の光学系ユニットにより取得された像を撮像する撮像装置と、
を備え、
前記撮像装置は、
前記可視光波長帯域に属する光と、前記近赤外波長帯域に属する光と、を分離するダイクロイック膜を有する分岐光学系と、
前記分岐光学系の後段に設けられ、前記ダイクロイック膜により分離された前記近赤外波長帯域に属する光が結像する第１の撮像素子と、
前記分岐光学系の後段に設けられ、前記ダイクロイック膜により分離された前記可視光波長帯域に属する光のうち少なくとも一部が結像する第２の撮像素子と、
を有し、
前記第１の蛍光物質が発する蛍光の蛍光像は、前記第１の撮像素子により撮像され、
前記第２の蛍光物質が発する蛍光の蛍光像は、前記第２の撮像素子により撮像される、
撮像システム。
（２）
前記撮像装置は、前記ダイクロイック膜により分離され前記第２の撮像素子に結像する光の光路中に配設され、可視光波長帯域と近赤外波長帯域との境界に対応する波長以下の波長を有する光を透過させるショートパスフィルタを有する、前記（１）に記載の撮像システム。
（３）
前記撮像装置は、
前記分岐光学系の前段に設けられ、前記第１の蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の光を阻止するノッチフィルタと、
前記ダイクロイック膜により分離され前記第１の撮像素子に結像する光の光路中に配設され、前記境界に対応する波長以上の波長を有する光を透過させるロングパスフィルタと、
を有する、前記（２）に記載の撮像システム。
（４）
前記撮像装置は、前記ダイクロイック膜により分離され前記第１の撮像素子に結像する光の光路中に配設され、前記第１の蛍光物質が発する蛍光の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過し、かつ、当該第１の蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の光を阻止するバンドパスフィルタを有する、前記（２）に記載の撮像システム。
（５）
前記分岐光学系は、前記ダイクロイック膜である第１のダイクロイック膜により分離された前記可視光波長帯域に属する光を、前記第２の蛍光物質が発する蛍光の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域を含む第１の波長帯域に属する光と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域に属する光と、に分離する第２のダイクロイック膜を有し、
前記第２の撮像素子は、前記第１のダイクロイック膜に分離された前記可視光波長帯域に属する光のうち、前記第２のダイクロイック膜により分離された第１の波長帯域に属する光が結像し、
前記撮像装置は、
前前記第１のダイクロイック膜に分離された前記可視光波長帯域に属する光のうち、前記第２のダイクロイック膜により分離された第２の波長帯域に属する光が結像する第３の撮像素子と、
前記第１のダイクロイック膜により分離され前記第１の撮像素子に結像する光の光路中に配設され、前記第１の蛍光物質が発する蛍光の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過し、かつ、当該第１の蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の光を阻止する第１のバンドパスフィルタと、
前記第２のダイクロイック膜により分離され前記第２の撮像素子に結像する光の光路中に配設され、前記第１の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過する第２のバンドパスフィルタと、
前記第２のダイクロイック膜により分離され前記第３の撮像素子に結像する光の光路中に配設され、前記第２の波長帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過する第３のバンドパスフィルタと、
を有する、
前記（１）に記載の撮像システム。
（６）
前記第１の波長帯域は、前記可視光波長帯域のうち、Ｒ成分の波長帯域を含む長波長側の波長帯域であり、
前記第２の波長帯域は、前記可視光波長帯域のうち、Ｇ成分及びＢ成分の波長帯域を含む短波長側の波長帯域である、
前記（５）に記載の撮像システム。
（７）
前記光源装置は、
前記可視光波長帯域において連続的に分布し、かつ、所定の波長位置において所定の閾値以上のピークを有する第１の光と、
前記近赤外波長帯域のうちの、前記第１の蛍光物質の励起波長の少なくとも一部の波長帯域の成分を含む第２の光と、
を照射する、
前記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の撮像システム。
（８）
前記光源装置は、
複数の波長位置において前記ピークを有する前記第１の光を照射する第１の光源部と、
前記第２の光を照射する第２の光源部と、
を含み、
前記第１の光源部は、前記複数の波長位置のうち、少なくとも、前記第２の蛍光物質が発する蛍光の波長帯域に含まれる、または、当該波長帯域のより近傍に位置する前記波長位置に対応する光の出力を制御可能に構成されている、
前記（７）に記載の撮像システム。
（９）
前記第１の光は、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分それぞれに対応する波長位置において前記ピークを有し、
前記第１の光源部は、前記第１の光のうち、少なくとも、前記Ｒ成分に対応する光の出力を制御可能に構成されている、
前記（８）に記載の撮像システム。
（１０）
前記第１の光源部は、レーザー光源である、前記（８）または（９）に記載の撮像システム。
（１１）
前記光学系ユニットとして、被検体の体腔内に挿入される鏡筒を含む内視鏡部を備える、前記（１）〜（１０）のいずれか一項に記載の撮像システム。
（１２）
前記光学系ユニットとして、前記撮像対象物の拡大像を取得する顕微鏡部を備える、前記（１）〜（１０）のいずれか一項に記載の撮像システム。
【符号の説明】
【０１９１】
１００    内視鏡手術システム
１０１    内視鏡
１０３    鏡筒
１０５    カメラヘッド
１０５１  可視光画像撮像用撮像素子
１０５２  近赤外光画像撮像用撮像素子
１０５３  ＦＰＧＡ
１０５４  光学系ユニット
１０５５  ノッチフィルタ
１４３    光源装置
１４３１  可視光光源
１４３３  近赤外光光源
２０１    分岐光学系
２０３    ダイクロイック膜
２０５    第１プリズム
２０７    第２プリズム
２１１    ショートパスフィルタ
２１３    ロングパスフィルタ
２１５    バンドパスフィルタ
【図１】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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