(57)【要約】【課題】赤外光成分を加味した画質を向上できる内視鏡を提供する。【解決手段】内視鏡は、ＩＲ分解プリズム、青色分解プリズム、赤色分解プリズム、及び緑色分解プリズムを備えた４色分解プリズムと、ＩＲイメージセンサと、青色イメージセンサと、赤色イメージセンサと、緑色イメージセンサと、変換された各電気信号からカラー画像信号とＩＲ信号とを出力する信号出力部と、を備える。４色分解プリズムの対物側入射面から入射する入射光線上の基準位置からＩＲイメージセンサの撮像面までの第１の光学的距離と、基準位置から青色イメージセンサ、赤色イメージセンサ及び緑色イメージセンサのそれぞれの撮像面までの第２の光学的距離とが、異なる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患部からの光を、ＩＲ成分、青色成分、赤色成分、及び緑色成分にそれぞれ分解するＩＲ分解プリズム、青色分解プリズム、赤色分解プリズム、及び緑色分解プリズムを備えた４色分解プリズムと、
前記ＩＲ分解プリズムに設置され、分解された前記ＩＲ成分を電気信号に変換するＩＲイメージセンサと、
前記青色分解プリズムに設置され、分解された前記青色成分を電気信号に変換する青色イメージセンサと、
前記赤色分解プリズムに設置され、分解された前記赤色成分を電気信号に変換する赤色イメージセンサと、
前記緑色分解プリズムに設置され、分解された前記緑色成分を電気信号に変換する緑色イメージセンサと、
変換された各電気信号からカラー画像信号とＩＲ信号とを出力する信号出力部と、を備え、
前記４色分解プリズムの対物側入射面から入射する入射光線上の基準位置から前記ＩＲイメージセンサの撮像面までの第１の光学的距離と、前記基準位置から前記青色イメージセンサ、前記赤色イメージセンサ及び緑色イメージセンサのそれぞれの撮像面までの第２の光学的距離とが、異なる、内視鏡。
【請求項２】
前記患部からの光を、前記ＩＲイメージセンサ、前記青色イメージセンサ、前記赤色イメージセンサ、及び前記緑色イメージセンサのそれぞれの撮像面に集光させるレンズユニット、を更に備え、
前記第１の光学的距離は、前記レンズユニットのレンズ最後端から前記ＩＲイメージセンサの撮像面までの光学的距離であり、
前記第２の光学的距離は、前記レンズユニットのレンズ最後端から前記青色イメージセンサ、前記赤色イメージセンサ、及び前記緑色イメージセンサのそれぞれの撮像面までの光学的距離である、
請求項１に記載の内視鏡。
【請求項３】
前記患部からの光を、前記ＩＲイメージセンサ、前記青色イメージセンサ、前記赤色イメージセンサ、及び前記緑色イメージセンサのそれぞれの撮像面に集光させるレンズユニット、を更に備え、
前記第１の光学的距離は、前記レンズユニットのフランジ面から前記ＩＲイメージセンサの撮像面までの光学的距離であり、
前記第２の光学的距離は、前記レンズユニットのフランジ面から前記青色イメージセンサ、前記赤色イメージセンサ、及び前記緑色イメージセンサのそれぞれの撮像面までの光学的距離であり、
前記第２の光学的距離は、Ｃマウントに適合する距離である、
請求項１に記載の内視鏡。
【請求項４】
前記第１の光学的距離は、前記第２の光学的距離よりも長く、
前記ＩＲ分解プリズムと前記ＩＲイメージセンサとの間に、透光性部材が配置された、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡。
【請求項５】
前記第１の光学的距離に応じて、前記ＩＲイメージセンサへ前記ＩＲ成分の光が進行する方向に沿う前記透光性部材の長さが調整された、
請求項４に記載の内視鏡。
【請求項６】
前記ＩＲ分解プリズムと前記ＩＲイメージセンサとが接着剤により接着された、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡。
【請求項７】
前記４色分解プリズムの対物側入射面から前記ＩＲ分解プリズムの出射面までの光学的距離と、前記４色分解プリズムの対物側入射面から前記青色分解プリズム、前記赤色分解プリズム、前記緑色分解プリズムのそれぞれの出射面までの光学的距離とが、異なる、
請求項６に記載の内視鏡。
【請求項８】
前記ＩＲ分解プリズムは、前記青色分解プリズム、前記赤色分解プリズム及び前記緑色分解プリズムよりも前記患部からの光の入射に対して対物側に位置され、前記青色成分、前記赤色成分及び前記緑色成分の光を透過させる、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の内視鏡。
【請求項９】
患部からの光をＩＲ成分及び青色成分に分解するＩＲ及び青色分解プリズムと、前記患部からの光を赤色成分に分解する赤色分解プリズムと、前記患部からの光を緑色成分に分解する緑色分解プリズムと、を備えた３色分解プリズムと、
前記ＩＲ及び青色分解プリズムに設置され、分解された前記ＩＲ成分及び前記青色成分を電気信号に変換するＩＲ及び青色イメージセンサと、
前記赤色分解プリズムに設置され、分解された前記赤色成分を電気信号に変換する赤色イメージセンサと、
前記緑色分解プリズムに設置され、分解された前記緑色成分を電気信号に変換する緑色イメージセンサと、
変換された各電気信号からＩＲ及び青色信号と赤色信号と緑色信号とを出力する信号出力部と、を備え、
前記３色分解プリズムの対物側入射面から入射する入射光線上の基準位置から前記ＩＲ及び青色イメージセンサの撮像面までの第１の光学的距離と、前記基準位置から前記赤色イメージセンサ及び緑色イメージセンサのそれぞれの撮像面までの第２の光学的距離とが、異なる、内視鏡。
【請求項１０】
前記ＩＲ及び青色分解プリズムは、前記赤色分解プリズム及び前記緑色分解プリズムよりも前記患部からの光の入射に対して対物側に位置され、前記赤色成分及び前記緑色成分の光を透過させる、
請求項９に記載の内視鏡。
【請求項１１】
患部からの光をＩＲ成分に分解するＩＲ分解プリズムと、前記患部からの光を青色成分、赤色成分及び緑色成分に分解するＲＧＢ色分解プリズムと、を備えた２色分解プリズムと、
前記ＩＲ分解プリズムに設置され、分解された前記ＩＲ成分を電気信号に変換するＩＲイメージセンサと、
前記ＲＧＢ色分解プリズムに設置され、分解された前記青色成分、前記赤色成分及び前記緑色成分を電気信号に変換するＲＧＢ色イメージセンサと、
変換された各電気信号からカラー画像信号とＩＲ信号とを出力する信号出力部と、を備え、
前記２色分解プリズムの対物側入射面から入射する入射光線上の基準位置から前記ＩＲイメージセンサの撮像面までの第１の光学的距離と、前記基準位置から前記ＲＧＢ色イメージセンサの撮像面までの第２の光学的距離とが、異なる、内視鏡。
【請求項１２】
前記ＩＲ分解プリズムは、前記ＲＧＢ色分解プリズムよりも前記患部からの光の入射に対して対物側に位置され、前記青色成分、前記赤色成分及び前記緑色成分の光を透過させる、
請求項１１に記載の内視鏡。
【請求項１３】
患部からの光を、ＩＲ成分、青色成分、赤色成分、及び緑色成分にそれぞれ分解するＩＲ分解プリズム、青色分解プリズム、赤色分解プリズム、及び緑色分解プリズムを備えた４色分解プリズムと、
前記ＩＲ分解プリズムに設置され、分解された前記ＩＲ成分を電気信号に変換するＩＲイメージセンサと、
前記青色分解プリズムに設置され、分解された前記青色成分を電気信号に変換する青色イメージセンサと、
前記赤色分解プリズムに設置され、分解された前記赤色成分を電気信号に変換する赤色イメージセンサと、
前記緑色分解プリズムに設置され、分解された前記緑色成分を電気信号に変換する緑色イメージセンサと、
変換された各電気信号からカラー画像信号とＩＲ信号とを出力する信号出力部と、を備え、
前記４色分解プリズムの対物側入射面から入射する入射光線上の基準位置から前記ＩＲイメージセンサの撮像面までの第１の光学的距離と、前記基準位置から前記青色イメージセンサ、前記赤色イメージセンサ及び緑色イメージセンサのそれぞれの撮像面までの第２の光学的距離とが、異なる、カメラヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、色分解プリズムを有する内視鏡及びカメラヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、４色分解プリズムを用いた内視鏡が知られている（特許文献１参照）。この４色分解プリズムは、ＩＲ成分（赤外光成分）の光を分解するＩＲ分解プリズムと、赤色成分の光を分解する赤色分解プリズムと、緑色成分の光を分解する緑色分解プリズムと、青色成分の光を分解する青色分解プリズムと、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１６３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の内視鏡は、ＩＲ成分を加味した撮像画像の画質が更に向上することが好ましい。
【０００５】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、赤外光成分を加味した画質を向上できる内視鏡及びカメラヘッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の内視鏡は、患部からの光を、ＩＲ成分、青色成分、赤色成分、及び緑色成分にそれぞれ分解するＩＲ分解プリズム、青色分解プリズム、赤色分解プリズム、及び緑色分解プリズムを備えた４色分解プリズムと、前記ＩＲ分解プリズムに設置され、分解された前記ＩＲ成分を電気信号に変換するＩＲイメージセンサと、前記青色分解プリズムに設置され、分解された前記青色成分を電気信号に変換する青色イメージセンサと、前記赤色分解プリズムに設置され、分解された前記赤色成分を電気信号に変換する赤色イメージセンサと、前記緑色分解プリズムに設置され、分解された前記緑色成分を電気信号に変換する緑色イメージセンサと、変換された各電気信号からカラー画像信号とＩＲ信号とを出力する信号出力部と、を備え、前記４色分解プリズムの対物側入射面から入射する入射光線上の基準位置から前記ＩＲイメージセンサの撮像面までの第１の光学的距離と、前記基準位置から前記青色イメージセンサ、前記赤色イメージセンサ及び緑色イメージセンサのそれぞれの撮像面までの第２の光学的距離とが、異なる。
【０００７】
本開示のカメラヘッドは、患部からの光を、ＩＲ成分、青色成分、赤色成分、及び緑色成分にそれぞれ分解するＩＲ分解プリズム、青色分解プリズム、赤色分解プリズム、及び緑色分解プリズムを備えた４色分解プリズムと、前記ＩＲ分解プリズムに設置され、分解された前記ＩＲ成分を電気信号に変換するＩＲイメージセンサと、前記青色分解プリズムに設置され、分解された前記青色成分を電気信号に変換する青色イメージセンサと、前記赤色分解プリズムに設置され、分解された前記赤色成分を電気信号に変換する赤色イメージセンサと、前記緑色分解プリズムに設置され、分解された前記緑色成分を電気信号に変換する緑色イメージセンサと、変換された各電気信号からカラー画像信号とＩＲ信号とを出力する信号出力部と、を備え、前記４色分解プリズムの対物側入射面から入射する入射光線上の基準位置から前記ＩＲイメージセンサの撮像面までの第１の光学的距離と、前記基準位置から前記青色イメージセンサ、前記赤色イメージセンサ及び緑色イメージセンサのそれぞれの撮像面までの第２の光学的距離とが、異なる、カメラヘッドである。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、赤外光成分を加味して、撮像された撮像画像の画質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態における内視鏡の外観を示す模式図
【図２】内視鏡の概略構成を示す模式図
【図３】結合されたカメラヘッドとリレーレンズを示す図
【図４Ａ】イメージセンサの構成部品及び外観を示す側面図
【図４Ｂ】イメージセンサの構成部品及び外観を示す正面図
【図５】４色分解プリズムの構造例を示す図
【図６Ａ】ＩＲ成分以外の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）に係る光学的距離を説明するための図
【図６Ｂ】ＩＲ成分に係る光学的距離を説明するための図
【図７】第１の実施形態における内視鏡システムの構成例を示すブロック図
【図８】表示部に表示された同時出力モード時の画像を示す模式図
【図９】表示部に表示された重畳出力モード時の画像を示す模式図
【図１０】第１変形例の４色分解プリズムの構造を示す図
【図１１Ａ】ＩＲ成分以外の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）に係る光学的距離を説明するための図
【図１１Ｂ】ＩＲ成分に係る光学的距離の第１変形例を説明するための図
【図１２】第２変形例の４色分解プリズムの構造を示す図
【図１３Ａ】ＩＲ成分以外の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）に係る光学的距離を説明するための図
【図１３Ｂ】ＩＲ成分に係る光学的距離の第２変形例を説明するための図
【図１４】第２の実施形態における３色分解プリズムの構造例を示す図
【図１５】第２の実施形態における内視鏡システムの構成例を示すブロック図
【図１６】第３の実施形態における２色分解プリズムの構造例を示す図
【図１７】第３の実施形態における内視鏡システムの構成例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本開示の一形態を得るに至った経緯）
内視鏡を用いた手術では、蛍光物質であるインドシアニングリーン（ＩＣＧ：Ｉｎｄｏｃｙａｍｉｎｅ  Ｇｒｅｅｎ）を体内に投与し、過剰に集積した腫瘍等の部位（患部）に近赤外光を当てて患部を光らせ、患部を含む部位を撮像することがある。ＩＣＧは、近赤外光（例えばピーク波長７８０ｎｍ、７５０〜８１０ｎｍ）で励起すると、より長波長の近赤外光（例えばピーク波長８３５ｎｍ）で蛍光発光する物質である。したがって、蛍光発光は、ＩＲ成分の光として発光する。
【００１１】
また、内視鏡では、レンズ設計（光学設計の一例）において、通常、ＩＲ以外の各色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）の光は、光学的距離が等しい位置でフォーカスが合うように設計される。一方、レンズ設計において、通常、ＩＲ成分の光は、光学的距離が加味されず、他の各色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）についての光学的距離が等しい位置でフォーカスが合うように調整されていない。したがって、ＩＲ成分の光と他の各色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）の光とでフォーカスが合う光学的距離が異なる可能性がある。例えば、ＩＲ成分の光は、他の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）の光よりも長波長であるので、フォーカスの合う位置（焦点位置）が他の色成分の光よりも後段側にずれることが多いと予想される。ＩＲ成分の光と他の各色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）の光とでフォーカスが合う光学的距離が異なる場合に、基準位置から各色成分（ＩＲ成分、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）のイメージセンサまでの光学的距離が画一的に統一されると、ＩＲ成分のフォーカスが合わない可能性がある。この場合、ＩＲ成分を加味した画質が劣化する可能性がある。なお、ＩＲ成分を加味した画質が劣化する可能性があることは、ＩＲ成分の光が入射する４色分解プリズムを用いた場合に限られず、ＩＲ成分の光が入射する３色分解プリズムや２色分解プリズムにおいても同様である。
【００１２】
以下、赤外光成分を加味した画質を向上できる内視鏡及びカメラヘッドについて説明する。
【００１３】
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。尚、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１４】
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、内視鏡のカメラヘッドに、４色分解プリズム及び４つのイメージセンサを用いた４板式カメラを示す。４色分解プリズムは、リレーレンズで収束された光を、Ｒ光（Ｒ成分）、Ｇ光（Ｇ成分）、Ｂ光（Ｂ成分）、の３原色光及びＩＲ光（ＩＲ成分）に分解する。ＩＲ成分は、例えば、７５０ｎｍ〜９００ｎｍの波長帯域の少なくとも一部を含む。
【００１５】
［内視鏡の構成］
図１は、第１の実施形態における内視鏡１０の外観を示す模式図である。図２は内視鏡１０の概略構成を示す模式図である。内視鏡１０は、使用者が片手で取扱い可能な医療器具である。内視鏡１０は、例えば、スコープ１１、マウントアダプタ１２、リレーレンズ１３、カメラヘッド１４、操作スイッチ１９及び光源コネクタ１８を含んで構成される。
【００１６】
スコープ１１は、体内に挿入される、例えば硬性内視鏡の主要部であり、末端から先端まで光を導くことが可能な細長い導光部材である。スコープ１１は、先端に撮像窓１１ｚを有し、撮像窓１１ｚから入射した光学像が伝送される光ファイバと、光源コネクタ１８から導入された光Ｌを先端まで導く光ファイバと、を有する。撮像窓１１ｚには、光学ガラスや光学プラスチック等の光学材料が用いられる。
【００１７】
マウントアダプタ１２は、スコープ１１をカメラヘッド１４に取り付けるための部材である。マウントアダプタ１２には、種々のスコープ１１が着脱自在に装着可能である。
【００１８】
光源コネクタ１８は、光源装置（不図示）から、体内の部位（患部等）を照明するための照明光を導入する。この照明光は、可視光及びＩＲ光を含む。光源コネクタ１８に導入された光は、スコープ１１を通ってスコープ１１の先端まで導かれ、撮像窓１１ｚから体内の部位（患部等）に照射される。光源は、例えば、ＬＥＤ光源である。尚、光源は、ＬＥＤ光源の代わりに、キセノンランプやハロゲンランプ等の光源でもよい。
【００１９】
光源コネクタ１８は、スコープ１１と光源コネクタ１８との接続部を介して、スコープ１１に取り付けられる。この接続部には、内部に図示しないミラーが設けられる。光源コネクタ１８からの光は、ミラーで反射してスコープ１１の先端側へ進行し、患部を照射する。
【００２０】
リレーレンズ１３（レンズユニットの一例）は、スコープ１１を通して伝達される光学像を撮像面に収束させる。リレーレンズ１３は、１つ以上のレンズを有する。リレーレンズ１３は、操作スイッチ１９の操作量に応じて、レンズを移動させて焦点調整及び倍率調整を行ってもよい。
【００２１】
カメラヘッド１４は、使用時（例えば手術時）に使用者（例えば医者又は助手）が手で把持可能な筐体を有し、４色分解プリズム２０（図５参照）、４個のイメージセンサ２３０，２３１，２３２，２３３（図５参照）、及び電子基板２５０を内部に有する（図７参照）。
【００２２】
４色分解プリズム２０は、リレーレンズ１３で収束された光を、Ｒ光（Ｒ成分）、Ｇ光（Ｇ成分）、Ｂ光（Ｂ成分）、の３原色光及びＩＲ光（ＩＲ成分）に分解する４板式のプリズムである。４色分解プリズム２０は、ガラス等の透光性部材で構成される。本実施形態では、４色分解プリズム２０の屈折率は、例えば値１．８程度であり、高屈折率である。なお、この屈折率は一例である。
【００２３】
イメージセンサ２３０〜２３３は、４色分解プリズム２０で分解され、各々の撮像面に結像した光学像を画像信号（電気信号）に変換する。
【００２４】
イメージセンサ２３０〜２３３には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等のイメージセンサが用いられる。
【００２５】
４個のイメージセンサ２３０〜２３３は、ＩＲ成分、Ｂ成分、Ｒ成分、及びＧ成分の光をそれぞれ受光する専用のセンサである。そのため、１個のイメージセンサでＩＲ成分、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の光を受光する単板式カメラと異なり、個々のイメージセンサとしてサイズの小さいイメージセンサを採用できる。例えば、（１／２．８６）インチのサイズのイメージセンサが用いられる。
【００２６】
電子基板２５０（単に基板ともいう）（図１０参照）には、例えば、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ）方式で信号を出力する信号出力回路と、タイミングジェネレータ（ＴＧ：Ｔｉｍｉｎｇ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）の回路（ＴＧ回路）と、を含む回路が搭載される。
【００２７】
信号出力回路は、各イメージセンサ２３０〜２３３で撮像された画像のＲＧＢ信号及びＩＲ信号を、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ）方式でパルス信号として出力する。ＴＧ回路は、カメラヘッド１４内の各部にタイミング信号（同期信号）等を供給する。尚、ＲＧＢ信号は、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の少なくとも１つを含む信号である。また、ＲＧＢ信号に限らず、他のカラー画像信号（例えばＨＳＶ、ＹＵＶ、ＹｃＣｂＣｒ、ＹＰｂＰｒ）が出力されてもよい。
【００２８】
カメラヘッド１４には、後述するＣＣＵ（Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０に対して画像信号を伝送するための信号ケーブル１４ｚが装着される。
【００２９】
図３は、結合されたカメラヘッド１４とリレーレンズ１３を示す図である。カメラヘッド１４に内蔵された４色分解プリズム２０の端面は、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖと対向するように配置される。
【００３０】
リレーレンズ１３は、マウントアダプタ１２に取り付けられたスコープ１１を通って入射する被写体からの光をカメラヘッド１４内部のイメージセンサ２３０〜２３３に結像させる。
【００３１】
リレーレンズ１３は、フォーカスリング１３ｙ及び鏡筒１３ｚを有する。リレーレンズ１３の一端部（図中、下方の端部）は、マウントアダプタ１２の被装着部に取り付けられる。リレーレンズ１３の他端部（図中、上方の端部）には、所定の高さ（例えば４ｍｍ）を有するねじ切り１３ｗが形成されている。
【００３２】
ねじ切り１３ｗに、４色分解プリズム２０を内蔵するカメラヘッド１４が螺合することで、カメラヘッド１４がリレーレンズ１３に装着される。ねじ切り１３ｗによってカメラヘッド１４にリレーレンズ１３が装着されると、カメラヘッド１４内部の４色分解プリズム２０とリレーレンズ１３内部のレンズとは、空隙を介して対向する。空隙により、４色分解プリズム２０とリレーレンズ１３との接触を防止している。
【００３３】
なお、この空隙の距離が短いと、後述するＣマウントの光路長による制限があっても、４つのイメージセンサ２３０〜２３３を外側に配置し易くなる。一方、この空隙の距離が長いと、Ｃマウントの光路長による制限から、４つのイメージセンサ２３０〜２３３を内側（リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖ側）に配置する必要がある。
【００３４】
カメラヘッド１４とリレーレンズ１３とは、例えばＣマウントで結合される。Ｃマウントでは、カメラヘッド１４にリレーレンズ１３が装着された状態で、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖから３つのイメージセンサ２３１〜２３３の撮像面までの光学的な距離（光路長）が、Ｌ１＝１７．５２６ｍｍとなるように規格で定められている。
【００３５】
また、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖからイメージセンサ２３０の撮像面までの光学的な距離は、Ｌ１よりも若干長い（例えば０．５ｍｍ長い）Ｌ１Ｌ（図６Ｂ参照）でよい。これは、ＩＲ成分の光が他の色成分（例えばＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）の波長よりも長く、レンズ設計時にＩＲ成分について加味されなかった結果、フォーカスの合う位置が後段にずれたためである。したがって、本実施形態では、カメラヘッド１４とリレーレンズ１３とは、Ｃマウントで結合されても、ＩＲ成分に係る光学的距離はＬ１Ｌとなり、他の色成分に係る光学的距離であるＬ１とは異なる。これにより、ＩＲ成分が加味されない場合と比較すると、内視鏡１０により撮像された画像内で描画されるＩＲ成分が鮮明になる。例えば、レンズ設計時に、イメージセンサ２３０をリレーレンズ１３の位置から徐々に後段にずらしていき、フォーカスが合う位置がイメージセンサ２３０の配置位置として決定されてよい。
【００３６】
スコープ１１を通ってリレーレンズ１３に導かれ、リレーレンズ１３によって集光された被写体からの光は、カメラヘッド１４内の４色分解プリズム２０を通って４つのイメージセンサ２３０〜２３３に結像する。
【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂは、イメージセンサ２３０の構成部品及び外観を示す図である。４つのイメージセンサ２３０〜２３３は略同一の仕様を有するので、ここでは、ＩＲ用のイメージセンサ２３０を用いて説明する。
【００３８】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、センサ素子２３０ｙは、センサパッケージ２３０ｗの内側に収容される。センサパッケージ２３０ｗの前面には、センサパッケージガラス２３０ｘが配されている。センサ素子２３０ｙは、センサパッケージガラス２３０ｘを透過した光を受光する。センサパッケージ２３０ｗは、センサ基板２３０ｚに取り付けられ、イメージセンサ２３０として成形される。
【００３９】
本実施形態では、イメージセンサ２３０は、後述するように、ＩＲ分解プリズム（ＩＲ用の色分解プリズム）２２０の出射面２２０ｃから出射するＩＲ光を受光し、ＩＲ画像を撮像する。可視光画像を撮像するイメージセンサ２３１，２３２，２３３も、ＩＲ用のイメージセンサ２３０と同様の構造を有する。なお、ＩＲ用のイメージセンサ２３０の前面には、７００ｎｍ以下の波長の光を遮断する可視光カットフィルタが設けられている。可視光カットフィルタにより、ＩＲ画像の画質を向上できる。
【００４０】
［４色分解プリズムの構造例］
図５は、４色分解プリズム２０の構造例を示す図である。４色分解プリズム２０は、リレーレンズ１３により導かれる入射光を、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の３原色の光及びＩＲ成分の光に分解する。４色分解プリズム２０では、ＩＲ分解プリズム２２０、青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２、及び緑色分解プリズム２２３が、光軸方向に順に組み付けられる。尚、この配置順序は一例であり、他の配置順序であってもよい。
【００４１】
ＩＲ用のイメージセンサ２３０は、ＩＲ分解プリズム２２０の出射面２２０ｃと対向して配置される。青色用のイメージセンサ２３１は、青色分解プリズム２２１の出射面２２１ｃと対向して配置される。赤色用のイメージセンサ２３２は、赤色分解プリズム２２２の出射面２２２ｃと対向して配置される。緑色用のイメージセンサ２３３は、緑色分解プリズム２２３の出射面２２３ｃと対向して配置される。
【００４２】
イメージセンサ２３０〜２３３は、例えば、水平（Ｈ）方向及び垂直（Ｖ）方向に配列した各画素を含むＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサである。イメージセンサ２３０〜２３３は、ＩＲ及びＲ，Ｇ，Ｂの各色に分解された光が各撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する。
【００４３】
ＩＲ分解プリズム２２０では、入射光は、ＩＲ分解プリズム２２０の入射面２２０ａに入射される。入射面２２０ａと対向する反射面２２０ｂで反射された光は、ＩＲ分解プリズム２２０の入射面２２０ａの境界で全反射され、入射面２２０ａと対向する出射面２２０ｃから出射され、ＩＲ用のイメージセンサ２３０に入射される。反射面２２０ｂには、ＩＲ反射膜２４０が例えば蒸着によって形成される。ＩＲ分解プリズム２２０は、入射光のうち、ＩＲ成分の光を反射させ、その他の光（Ｂ成分、Ｒ成分及びＧ成分の光）を透過させる。ＩＲ用のイメージセンサ２３０は、反射面２２０ｂ及び入射面２２０ａで反射された光を入射し、受光する。このようにＩＲ分解プリズム２２０において光が進行するよう、ＩＲ分解プリズム２２０が成形される。
【００４４】
図５では、ＩＲ分解プリズム２２０の出射面２２０ｃとＩＲ用のイメージセンサ２３０との間に、ガラス部材２１０が挿入されている。ガラス部材２１０により、ＩＲ分解プリズム２２０の出射面２２０ｃとＩＲ用のイメージセンサ２３０とが離間される。これにより、ＩＲ分解プリズム２２０内をＩＲ光が進行する際の光学的距離が、長くされる。なお、図５では、ガラス部材２１０が不在である場合のＩＲ分解プリズム２２０を進行する光（ＩＲ成分）の光学的距離（例えばバックフォーカス、フランジバックに係る距離）は、他の色成分の光のそれぞれが他の色成分の色分解プリズムのそれぞれを進行する光（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）の光学的距離と等しくてよい（後述する図６Ａ、図６Ｂの長さｌｐ参照）。
【００４５】
青色分解プリズム２２１では、ＩＲ分解プリズム２２０を透過した光（入射光）は、青色分解プリズム２２１の入射面２２１ａに入射される。入射面２２１ａと対向する反射面２２１ｂで反射された光は、青色分解プリズム２２１の入射面２２１ａの境界で全反射され、入射面２２１ａと対向する出射面２２１ｃから出射され、青色用のイメージセンサ２３１に入射される。反射面２２１ｂには、青色反射膜２４１が例えば蒸着によって形成される。青色分解プリズム２２１は、入射光のうち、Ｂ成分の光を反射させ、その他の光（Ｒ成分及びＧ成分の光）を透過させる。青色用のイメージセンサ２３１は、反射面２２１ｂ及び入射面２２１ａで反射された光を入射し、受光する。このように青色分解プリズム２２１において光が進行するよう、青色分解プリズム２２１が成形される。
【００４６】
赤色分解プリズム２２２では、青色分解プリズム２２１を透過した光（入射光）は、赤色分解プリズム２２２の入射面２２２ａに入射される。入射面２２２ａと対向する反射面２２２ｂで反射された光は、赤色分解プリズム２２２の入射面２２２ａの境界で全反射され、入射面２２２ａと対向する出射面２２２ｃから出射され、赤色用のイメージセンサ２３２に入射される。反射面２２２ｂには、赤色反射膜２４２が例えば蒸着によって形成される。赤色分解プリズム２２２は、入射光のうち、Ｒ成分の光を反射させ、その他の光（Ｇ成分の光）を透過させる。赤色用のイメージセンサ２３２は、反射面２２２ｂ及び入射面２２２ａで反射された光を入射し、受光する。このように赤色分解プリズム２２２において光が進行するよう、赤色分解プリズム２２２が成形される。
【００４７】
緑色分解プリズム２２３では、赤色分解プリズム２２２を透過した光（入射光）は、緑色分解プリズム２２３の入射面２２３ａに入射し、入射面２２３ａと対向する出射面２２３ｃから出射され、緑色用のイメージセンサ２３３に入射される。このように緑色分解プリズム２２３において光が進行するよう、緑色分解プリズム２２３が成形される。
【００４８】
ＩＲ分解プリズム２２０の後段には、光学フィルタ２２０ｆが配置されてよい。光学フィルタ２２０ｆは、可視光の少なくとも一部（例えば７００ｎｍ〜７６０ｎｍの波長領域）の光を遮断してよい。同様に、青色分解プリズム２２１の後段に、青色成分以外の波長領域の光の少なくとも一部を遮断する光学フィルタが設けられてよい。赤色分解プリズム２２２の後段に、赤色成分以外の波長領域の光の少なくとも一部を遮断する光学フィルタが設けられてよい。緑色分解プリズム２２３の後段に、緑色成分以外の波長領域の光の少なくとも一部を遮断する光学フィルタが設けられてよい。
【００４９】
尚、各色の色分解プリズムでの光の反射回数は、通常、偶数回（例えば２回、０回）となる。反射回数が奇数回の場合には、鏡像の情報が色分解プリズムから出力されるためである。
【００５０】
図５では、ＩＲ分解プリズム２２０は、各色の色分解プリズムの中で、最も対物側に配置されている。つまり、ＩＲ分解プリズム２２０が、他の色分解プリズム（青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２、及び緑色分解プリズム２２３）よりも患部からの光の入射に対して対物側に配置されている。
【００５１】
これにより、ＩＲ分解プリズム２２０の出射面２２０ｃに対向して配置されたＩＲ用のイメージセンサ２３０は、Ｂ成分、Ｒ成分、及びＧ成分と比較すると光強度が小さい蛍光発光のＩＲ光を可能な限り多く受光できる。つまり、４色分解プリズム２０は、４色分解プリズム２０に入射された光に対し、ＩＲ用のイメージセンサ２３０へのＩＲ成分の光の受光量がプリズム透過により低下することを抑制できる。そして、４色分解プリズム２０は、ＩＲ成分の光が患部内の蛍光物質（例えばＩＣＧ）に照射されることで生じる蛍光発光に基づき、患部の鮮明な撮像画像を取得できる。
【００５２】
図５では、青色分解プリズム２２１は、ＩＲ分解プリズム２２０の次に（２番目に）対物側に配置されている。これは、Ｂ成分は、Ｒ成分及びＢ成分よりも短波長であり、短波長である程、各色の色分解プリズムにおける光の反射時に起こり得る偏光の影響が小さくなるためである。従って、４色分解プリズム２０は、青色分解プリズム２２１が赤色分解プリズム２２２及び緑色分解プリズム２２３よりも対物側に配置されることで、上記偏光の影響を抑制できる。
【００５３】
また、青色分解プリズム２２１をＩＲ分解プリズム２２０よりも対物側に配置するとする。この場合、青色分解プリズム２２１に用いる青色反射膜２４１の分光特性上、高波長側（つまり緑色成分及び赤色成分側）の分光透過率が高くなる。そのため、青色反射膜２４１でのＩＲ光の反射量が多くなり、後段に配置されるＩＲ分解プリズム２２０に入射するＩＲ光の光量が低下する。
【００５４】
従って、内視鏡１０は、図５のようにＩＲ分解プリズム２２０が青色分解プリズム２２１よりも対物側に配置されることで、ＩＲ分解プリズム２２０よりも青色分解プリズム２２１が対物側に配置される場合と比較して、ＩＲ光により得られる画像を高画質化できる。つまり、内視鏡１０において、ＩＣＧの蛍光発光を基に、患部の状態を鮮明な画像として取得できる。
【００５５】
また、緑色分解プリズム２２３及び緑色用のイメージセンサ２３３は、入射光中心線ＩＬＣを撮像面の中心で受光するように、配置されてよい。これにより、緑色反射膜を設ける必要がなく、緑色分解プリズム２２３の形状を単純化できるので、Ｇ成分に係る構成部の設計を容易化できる。なお、入射光中心線ＩＬＣは、４色分解プリズム２０の対物側入射面（ＩＲ分解プリズム２２０の入射面２２０ａ）に垂直に入射する複数の入射光線のうち、ＩＲ分解プリズム２２０を透過し、青色分解プリズム２２１を透過し、赤色分解プリズム２２２を透過し、緑色分解プリズム２２３の出射面２３３ｃに対向する緑色用のイメージセンサ２３３の受光面の中心に入射する光の光路を示す。
【００５６】
また、緑色分解プリズム２２３は、光の入射順序が一番最後、つまり複数の色分解プリズムの中で対物側から最遠であることが好ましい。Ｇ成分は、Ｂ成分とＲ成分との中間の波長帯域に含まれるので、緑色分解プリズム２２３よりも前段においてＩＲ反射膜２４０、青色反射膜２４１、及び赤色反射膜２４２によりＧ成分以外の光の成分を遮断し易くできる。これらの反射膜をＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）又はＨＰＦ（Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）として設計でき、フィルタ設計を容易化できるためである。
【００５７】
次に、ＩＲ成分に係る光学的距離とその他の色成分に係る光学的距離との差分について説明する。
【００５８】
図６Ａは、ＩＲ成分以外の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）に係る光学的距離を説明するための図である。図６Ｂは、ＩＲ成分に係る光学的距離の一例を説明するための図である。図６Ｂでは、ＩＲ分解プリズム２２０とＩＲ用のイメージセンサ２３０との間に、ガラス部材２１０が挿入されている。
【００５９】
リレーレンズ１３は、スコープ１１を通して伝達される光学像を、各色成分のイメージセンサ２３０〜２３３の撮像面に結像させる。この場合、ＩＲ成分の光は、リレーレンズ１３から出射された後、ＩＲ分解プリズム２２０及びガラス部材２１０を介して、ＩＲ用のイメージセンサ２３０に受光される。Ｂ成分の光は、リレーレンズ１３から出射された後、青色分解プリズム２２１を介して、青色用のイメージセンサ２３１に受光される。Ｒ成分の光は、リレーレンズ１３から出射された後、赤色分解プリズム２２２を介して、赤色用のイメージセンサ２３２に受光される。Ｇ成分の光は、リレーレンズ１３から出射された後、緑色分解プリズム２２３を介して、緑色用のイメージセンサ２３３に受光される。
【００６０】
図６Ａ及び図６Ｂでは、ＩＲ成分、Ｂ成分、Ｒ成分及びＧ成分のそれぞれの光の進行方向αに沿う、ＩＲ分解プリズム２２０、青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２及び緑色分解プリズム２２３のそれぞれの長さｌｐは、同じである。更に、ＩＲ分解プリズム２２０とＩＲ用のイメージセンサ２３０との間には、ガラス部材２１０が挿入されている。
【００６１】
ＩＲ分解プリズム２２０とガラス部材２１０との間は、接着剤２１１により接着されてよい。ガラス部材２１０とＩＲ用のイメージセンサ２３０との間も接着剤（不図示）により接着されてよい。これらの接着剤は、ＩＲ成分の光の進行を阻害しないように付加されてよい。例えば、接着剤は、少なくともＩＲ成分の光に対して透光性を有してよい。この場合、接着剤がガラス部材２１０やＩＲ用のイメージセンサ２３０の撮像面の一部又は全面に塗られてよい。これにより、接着剤が塗られた箇所であっても、ＩＲ成分の光が通過でき、ＩＲ用のイメージセンサ２３０により受光される受光量の低減が抑制され得る。また、接着剤は、ＩＲ成分の光が通る光路上を避けて塗られてもよい。これにより、ＩＲ成分の光は接着剤が塗られた箇所を通過せず、ＩＲ用のイメージセンサ２３０により受光される受光量の低減が抑制され得る。
【００６２】
ガラス部材２１０は、レンズ設計に応じて、ＩＲ成分の光の進行方向αに沿う長さが調整されてよい。レンズ設計に応じて、つまりリレーレンズ１３における１つ以上のレンズの配置位置や複数のレンズの配置関係に応じて、リレーレンズ１３の焦点距離が変化する。そのため、レンズ設計に応じた焦点位置にＩＲ用のイメージセンサ２３０の撮像面が位置するように調整されてよい。この場合、ＩＲ分解プリズム２２０の進行方向αの長さを調整しない場合、ガラス部材２１０の進行方向αに沿う長さ（例えばガラス部材２１０の厚み）が調整されてよい。また、所定長さ（所定厚み）のガラス部材２１０を複数用意しておき、レンズ設計に応じた焦点位置に基づいて、ガラス部材２１０の挿入個数が変更されることで、ガラス部材２１０の進行方向αに沿う長さが調整されてよい。なお、ＩＲ成分に係る焦点位置は、例えば、８３０ｎｍの波長の光に係る焦点位置でよい。
【００６３】
図６Ａ及び図６Ｂでは、距離Ｌ１及び距離Ｌ１Ｌは、フランジバックの長さを示す。距離Ｌ１及び距離Ｌ１Ｌは、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖから各色用のイメージセンサ２３０〜２３３の撮像面のそれぞれまでの光学的距離でよい。距離Ｌ１Ｌは、距離Ｌ１よりも長い。距離Ｌ２及び距離Ｌ２Ｌは、バックフォーカスの長さを示す。バックフォーカスの長さは、リレーレンズ１３のレンズ最後端１３ｅから各色用のイメージセンサ２３０〜２３３の撮像面のそれぞれまでの光学的距離でよい。距離Ｌ２Ｌは、距離Ｌ２よりも長い。
【００６４】
このように、内視鏡１０では、ＩＲチャネルのイメージセンサ２３０の貼り付け時に、ガラス部材２１０が挿入されてバックフォーカスが延長されてよい。これにより、内視鏡１０は、レンズ設計によりＩＲ成分の焦点位置が後段側にずれた場合でも、イメージセンサ２３０の撮像面の位置を後段側に移動でき、ＩＲ成分のフォーカスを合わせることができる。ガラス部材２１０の厚さや個数を変えることで、イメージセンサ２３０の撮像面の配置位置（センサ位置）を容易に調整可能であるため、様々な焦点距離のレンズに対応可能となる。例えば、内視鏡１０は、挿入されるガラス部材２１０を、厚さが０．５ｍｍのガラス部材２１０から０．１ｍｍのガラス部材２１０に変更することで、容易にイメージセンサ２３０の撮像面までの距離を変更できる。また、ＩＲ焦点調整においてＩＲ分解プリズムのＩＲ成分の光の進行方向αに沿う長さが変更されないことで、ＩＲ焦点調整を意識しない４色分解プリズム２０と同様に成形でき、４色分解プリズム２０を容易に成形可能である。
【００６５】
なお、ＩＲ成分の焦点位置は、例えば、実際に測定を行いながら徐々にイメージセンサ２３０を前段側又は後段側に移動させながら、最もフォーカスが合う位置に決定されてよい。また、レンズが交換される等により焦点位置が変更される場合、カメラヘッド１４から４色分解プリズム２０、ガラス部材２１０、各色成分用のイメージセンサ２３０〜２３３が取り出されてよい。そして、新たな厚さのガラス部材２１０に差替えられたりガラス部材２１０の枚数が変更されたりして、４色分解プリズム２０、ガラス部材２１０、各色成分用のイメージセンサ２３０〜２３３が新たにカメラヘッド１４内にセットされてよい。
【００６６】
次に、画素加算について説明する。
【００６７】
ＩＲ用のイメージセンサ２３０は、そのまま各画素値（信号レベル）の電気信号を出力してもよいが、水平（Ｈ）及び垂直（Ｖ）方向に隣接する画素の画素値を加算するＨ／Ｖ画素加算処理を行い、Ｈ／Ｖ画素加算処理後の画素値の電気信号を出力してもよい。
【００６８】
Ｈ／Ｖ画素加算されると、例えば、ＩＲ用のイメージセンサ２３０の画素値が「３０」程度である場合、画素加算を行うことで、ＩＲ成分の画素値が「１２０」（＝３０×４）となる。
【００６９】
従来のＩＲ成分の画素値が「１０」程度であるとすると、本実施形態の内視鏡１０によれば、ＩＲ用のイメージセンサ２３０を独立に設けたことで、従来と比較すると、およそ３倍〜１２倍のＩＲ成分の画素値が得られる。
【００７０】
また、本実施形態のＲＧＢ用の各イメージセンサ２３１，２３２，２３３の画素値が「１００」程度であるとする。この場合、Ｈ／Ｖ画素加算を加味すると、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の各信号レベルとＩＲ成分の信号レベルとが同程度となり、ＲＧＢ画像及びＩＲ画像を見易くなる。ＲＧＢ画像は、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の少なくとも１つの信号により得られる画像である。ＩＲ画像は、ＩＲ成分の信号により得られる画像である。
【００７１】
［内視鏡システムの構成］
図７は、第１の実施形態における内視鏡システム５の構成を示すブロック図である。内視鏡システム５は、内視鏡１０、ＣＣＵ３０、及び表示部４０を含んで構成される。ＣＣＵ３０は、プロセッサの一例である。表示部４０は、ディスプレイの一例である。内視鏡１０のカメラヘッド１４は、前述した４色分解プリズム２０及びイメージセンサ２３０，２３１，２３２，２３３を有する。図７では、カメラヘッド１４は、更に、各素子駆動部１４１ｉ，１４１ｒ，１４１ｂ，１４１ｇ，駆動信号発生部１４２、同期信号発生部１４３、及び信号出力部１４５を有する。
【００７２】
素子駆動部１４１ｉは、イメージセンサ２３０を駆動信号に従って駆動する。素子駆動部１４１ｒは、イメージセンサ２３１を駆動信号に従って駆動する。素子駆動部１４１ｂは、イメージセンサ２３２を駆動信号に従って駆動する。素子駆動部１４１ｇは、イメージセンサ２３３を駆動信号に従って駆動する。
【００７３】
駆動信号発生部１４２は、各素子駆動部１４１ｉ，１４１ｒ，１４１ｂ，１４１ｇに対し、駆動信号を発生する。同期信号発生部１４３は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）回路の機能に相当し、駆動信号発生部１４２等に同期信号（タイミング信号）を供給する。
【００７４】
信号出力部１４５は、信号ケーブル１４ｚを介してイメージセンサ２３０，２３１，２３２，２３３からの電気信号を、例えばＬＶＤＳ方式でＣＣＵ３０に伝送する。信号出力部１４５は、信号ケーブル１４ｚを介して、同期信号発生部１４３からの同期信号をＣＣＵ３０に伝送してもよい。信号出力部１４５は、信号ケーブル１４ｚを介して、操作スイッチ１９の操作信号をＣＣＵ３０に伝送してもよい。信号出力部１４５は、信号出力回路の機能に相当する。
【００７５】
ＣＣＵ３０は、ＣＣＵ３０の内部又は外部のメモリ（不図示）が保持するプログラムを実行することで、各種機能を実現する。各種機能は、ＲＧＢ信号処理部２２、ＩＲ信号処理部２３及び出力部２８の機能を含む。
【００７６】
ＲＧＢ信号処理部２２は、イメージセンサ２３１，２３２，２３３からのＢ成分、Ｒ成分、Ｇ成分の電気信号を、表示部４０に表示可能な映像信号に変換し、出力部２８に出力する。
【００７７】
ＩＲ信号処理部２３は、イメージセンサ２３０からのＩＲ成分の電気信号を映像信号に変換し、出力部２８に出力する。また、ＩＲ信号処理部２３は、ゲイン調整部２３ｚを有してもよい。ゲイン調整部２３ｚは、ＩＲ用のイメージセンサ２３０からのＩＲ成分の電気信号を映像信号に変換する際、増幅度（ゲイン）を調整する。ゲイン調整部２３ｚは、例えば、ＲＧＢ成分の映像信号の信号強度とＩＲ成分の映像信号の信号強度とを略同一に調整してもよいし、双方の信号強度に差を持たせるように、ゲイン調整してもよい。
【００７８】
ゲイン調整部２３ｚにより、使用者がＲＧＢ画像に対するＩＲ画像を任意の強度で再現可能である。尚、ＩＲ成分の電気信号の増幅度が調整される代わりに、又はこの調整とともに、ＲＧＢ信号処理部２２は、ＲＧＢ成分の電気信号の増幅度を調整してもよい。
【００７９】
ＲＧＢ信号処理部２２及びＩＲ信号処理部２３は、信号処理を行う際、同期信号発生部１４３からの同期信号を受け取り、この同期信号に従って動作する。これにより、ＲＧＢ各色成分の画像（映像）及びＩＲ成分の画像は、時間的なずれが生じないように調整される。
【００８０】
出力部２８は、同期信号発生部１４３からの同期信号に従い、ＲＧＢ各色成分の映像信号及びＩＲ成分の映像信号の少なくとも一方を表示部４０に出力する。例えば、出力部２８は、同時出力モード及び重畳出力モードのいずれかに基づいて、映像信号を出力する。
【００８１】
同時出力モードでは、出力部２８は、ＲＧＢ画像Ｇ１とＩＲ画像Ｇ２（図８参照）とを別画面により同時に出力する。同時出力モードにより、ＲＧＢ画像とＩＲ画像とを別画面にて比較して、患部ｔｇを観察できる。
【００８２】
重畳出力モードでは、出力部２８は、ＲＧＢ画像とＩＲ画像とが重畳された合成画像ＧＺを出力する（図９参照）。重畳出力モードにより、例えば、ＲＧＢ画像内で、ＩＣＧ及び照明光としてのＩＲ光により蛍光発光した患部ｔｇを明瞭に観察できる。
【００８３】
尚、ＲＧＢ信号処理部２２、ＩＲ信号処理部２３及び出力部２８は、ＣＣＵ３０内のプロセッサがメモリと協働してソフトウェアにより処理することを例示したが、それぞれ専用のハードウェアで構成されてもよい。
【００８４】
表示部４０は、ＣＣＵ３０からの映像信号に基づいて、内視鏡１０で撮像され、ＣＣＵ３０から出力される患部ｔｇ等の対象物の画像を画面に表示する。同時出力モードの場合、表示部４０は、画面を複数に分割（例えば２分割）し、各画面にＲＧＢ画像Ｇ１及びＩＲ画像Ｇ２を並べて表示する（図８参照）。重畳出力モードの場合、表示部４０は、ＲＧＢ画像Ｇ１とＩＲ画像Ｇ２とが重ねられた合成画像ＧＺを１画面で表示する（図９参照）。
【００８５】
このように、内視鏡システム５では、内視鏡１０を使用して体内の部位を撮像する場合、蛍光物質であるインドシアニングリーン（ＩＣＧ）を体内に投与し、過剰に集積した腫瘍等の部位（患部）に近赤外光を当てて患部を光らせて患部を撮像してもよい。
【００８６】
使用者が操作スイッチ１９を操作して光源コネクタ１８に導入された光Ｌは、スコープ１１の先端側に導かれ、撮像窓１１ｚから投射されることで、患部を含む患部周囲の部位を照明する。患部等で反射された光は、撮像窓１１ｚを通してスコープ１１の後端側に導かれ、リレーレンズ１３で収束し、カメラヘッド１４の４色分解プリズム２０に入射する。
【００８７】
４色分解プリズム２０では、入射した光のうち、ＩＲ分解プリズム２２０によって分解したＩＲ成分の光は、ＩＲ用のイメージセンサ２３０で赤外光成分の光学像として撮像される。青色分解プリズム２２１によって分解したＢ成分の光は、青色用のイメージセンサ２３１で青色成分の光学像として撮像される。赤色分解プリズム２２２によって分解したＲ成分の光は、赤色用のイメージセンサ２３２で赤色成分の光学像として撮像される。緑色分解プリズム２２３によって分解したＧ成分の光は、緑色用のイメージセンサ２３３で緑色成分の光学像として撮像される。
【００８８】
ＩＲ用のイメージセンサ２３０で変換されたＩＲ成分の電気信号は、ＣＣＵ３０内のＩＲ信号処理部２３で映像信号に変換され、出力部２８に出力される。可視光用のイメージセンサ２３１，２３２，２３３でそれぞれ変換されたＢ成分、Ｒ成分、Ｇ成分の各電気信号は、ＣＣＵ３０内のＲＧＢ信号処理部２２で各映像信号に変換され、出力部２８に出力される。ＩＲ成分の映像信号及びＢ成分、Ｒ成分、Ｇ成分の各映像信号は、同期して、表示部４０に出力される。
【００８９】
表示部４０には、出力部２８で同時出力モードが設定されている場合、ＲＧＢ画像Ｇ１とＩＲ画像Ｇ２とが同時に２画面で表示される。図８は表示部４０に表示された同時出力モード時の画像を示す模式図である。ＲＧＢ画像Ｇ１は、患部ｔｇを含む部位を可視光を照射して撮像したカラー画像である。ＩＲ画像Ｇ２は、患部ｔｇを含む部位をＩＲ光を照射して撮像した白黒画像（任意な色設定可能）である。
【００９０】
表示部４０には、出力部２８で重畳出力モードが設定されている場合、ＲＧＢ画像Ｇ１とＩＲ画像Ｇ２とが重畳（合成）された合成画像ＧＺ１が表示される。図９は表示部４０に表示された重畳出力モード時の画像を示す模式図である。
【００９１】
次に、４色分解プリズム２０の構造及びＩＲ成分の焦点位置調整（センサ位置調整）の変形例について説明する。ここでは、変形例を２つ例示するが、これに限られない。
【００９２】
［第１変形例］
図１０は、第１変形例の４色分解プリズム２０Ａの構造を示す図である。図１０に示す４色分解プリズム２０Ａは、図５に示した４色分解プリズム２０と比較すると、ＩＲ分解プリズム２２０の代わりに、ＩＲ分解プリズム２２０Ａを有する。また、図１０では、ＩＲ分解プリズム２２０Ａの後段に、ガラス部材２１０が設けられていない。ＩＲ分解プリズム２２０Ａは、ＩＲ分解プリズム２２０と比較すると、ＩＲ分解プリズム２２０と同様の機能を有するが、ＩＲ成分の光の進行方向に沿ってＩＲ分解プリズム２２０よりも長く成形されている。図１０の４色分解プリズム２０Ａにおいて、図５に示した４色分解プリズム２０と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００９３】
図１１Ａは、ＩＲ成分以外の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）に係る光学的距離を説明するための図である。図１１Ａは、図６Ａと同一である。図１１Ｂは、ＩＲ成分に係る光学的距離の第１変形例を説明するための図である。図１１Ｂでは、ＩＲ分解プリズム２２０ＡとＩＲ用のイメージセンサ２３０との間に、ガラス部材２１０が挿入されていない。また、ＩＲ分解プリズム２２０ＡがＩＲ成分の光の進行方向αに沿って長く成形されることで、ＩＲ成分に係る光学的距離が、その他の色成分に係る光学的距離よりも長くされている。なお、図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、図６Ａ及び図６Ｂと同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００９４】
リレーレンズ１３は、スコープ１１を通して伝達される光学像を、各色成分のイメージセンサ２３０〜２３３の撮像面に結像させる。この場合、ＩＲ成分の光は、リレーレンズ１３から出射された後、ＩＲ分解プリズム２２０Ａを介して、ＩＲ用のイメージセンサ２３０に受光される。
【００９５】
図１１Ａでは、Ｂ成分、Ｒ成分及びＧ成分のそれぞれの光の進行方向αに沿う、青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２及び緑色分解プリズム２２３のそれぞれの長さｌｐは、同じである。一方、図１１Ｂでは、ＩＲ成分の光の進行方向αに沿う、ＩＲ分解プリズム２２０Ａの長さｌｐ１は、他の色成分の色分解プリズムの長さｌｐよりも長く成形される。
【００９６】
ＩＲ分解プリズム２２０Ａの長さｌｐ１は、レンズ設計に応じて、ＩＲ成分の光の進行方向αに沿う長さが調整されてよい。レンズ設計に応じた焦点位置にＩＲ用のイメージセンサ２３０の撮像面が位置するように、ＩＲ分解プリズム２２０Ａの長さｌｐ１が調整されてよい。ＩＲ分解プリズム２２０Ａの長さｌｐ１が調整されて、ＩＲ用のイメージセンサ２３０の位置が決定される。そして、ＩＲ分解プリズム２２０ＡとＩＲ用のイメージセンサ２３０とは、接着剤２１５により直接、接着されてよい。接着剤２１５は、前述と同様に、少なくともＩＲ成分の光に対して透光性を有してもよいし、ＩＲ成分の光が通る光路上を避けて塗られてもよい。
【００９７】
図１１Ａ及び図１１Ｂでは、距離Ｌ１及び距離Ｌ１Ｌは、フランジバックの長さを示す。距離Ｌ１Ｌは、距離Ｌ１よりも長い。距離Ｌ２及び距離Ｌ２Ｌは、バックフォーカスの長さを示す。距離Ｌ２Ｌは、距離Ｌ２よりも長い。
【００９８】
このように、内視鏡１０では、ＩＲチャネルのイメージセンサ２３０のＩＲ成分の光の進行方向αに沿う長さが調整されて、バックフォーカスが延長されてよい。これにより、内視鏡１０は、レンズ設計によりＩＲ成分の焦点位置が後段側にずれた場合でも、イメージセンサ２３０の撮像面の位置を後段側に移動でき、ＩＲ成分のフォーカスを合わせることができる。また、内視鏡１０は、ＩＲ焦点調整にガラス部材２１０を用いないことで、ガラス部材２１０による意図しない屈折や反射により、ＩＲ用のイメージセンサ２３０に達するＩＲ成分の光の光量が低減することを抑制できる。
【００９９】
［第２変形例］
図１２は、第２変形例の４色分解プリズム２０Ｂの構造を示す図である。図１２に示す４色分解プリズム２０Ｂは、図５に示した４色分解プリズム２０と比較すると、ＩＲ分解プリズム２２０の代わりに、ＩＲ分解プリズム２２０Ｂを有する。また、図１２では、ＩＲ分解プリズム２２０Ｂの後段に、ガラス部材２１０が設けられていない。ＩＲ分解プリズム２２０Ｂは、ＩＲ分解プリズム２２０と比較すると、ＩＲ分解プリズム２２０と同様の機能を有するが、ＩＲ成分の光の進行方向に沿ってＩＲ分解プリズム２２０よりも短く成形されている。図１２の４色分解プリズム２０Ｂにおいて、図５に示した４色分解プリズム２０と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【０１００】
図１３Ａは、ＩＲ成分以外の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）に係る光学的距離を説明するための図である。図１３Ａは、図６Ａと同一である。図１３Ｂは、ＩＲ成分に係る光学的距離の第２変形例を説明するための図である。図１３Ｂでは、ＩＲ分解プリズム２２０ＢとＩＲ用のイメージセンサ２３０との間に、ガラス部材２１０が挿入されていない。また、ＩＲ分解プリズム２２０ＢがＩＲ成分の光の進行方向αに沿って短く成形されることで、ＩＲ成分に係る光学的距離が、その他の色成分に係る光学的距離よりも短くされている。なお、図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、図６Ａ及び図６Ｂと同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【０１０１】
リレーレンズ１３は、スコープ１１を通して伝達される光学像を、各色成分のイメージセンサ２３０〜２３３の撮像面に結像させる。この場合、ＩＲ成分の光は、リレーレンズ１３から出射された後、ＩＲ分解プリズム２２０Ｂを介して、ＩＲ用のイメージセンサ２３０に受光される。
【０１０２】
図１３Ａでは、Ｂ成分、Ｒ成分及びＧ成分のそれぞれの光の進行方向αに沿う、青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２及び緑色分解プリズム２２３のそれぞれの長さｌｐは、同じである。一方、図１３Ｂでは、ＩＲ成分の光の進行方向αに沿う、ＩＲ分解プリズム２２０Ｂの長さｌｐ２は、他の色成分の色分解プリズムの長さｌｐよりも短く成形される。
【０１０３】
ＩＲ分解プリズム２２０Ｂの長さｌｐ２は、レンズ設計に応じて、ＩＲ成分の光の進行方向αに沿う長さが調整されてよい。レンズ設計に応じた焦点位置にＩＲ用のイメージセンサ２３０の撮像面が位置するように、ＩＲ分解プリズム２２０Ｂの長さｌｐ２が調整されてよい。ＩＲ分解プリズム２２０Ｂの長さｌｐ２が調整されて、ＩＲ用のイメージセンサ２３０の位置が決定される。そして、ＩＲ分解プリズム２２０ＢとＩＲ用のイメージセンサ２３０とは、接着剤２１５により直接、接着されてよい。接着剤２１５は、前述と同様に、少なくともＩＲ成分の光に対して透光性を有してもよいし、ＩＲ成分の光が通る光路上を避けて塗られてもよい。
【０１０４】
図１３Ａ及び図１３Ｂでは、距離Ｌ１及び距離Ｌ１Ｓは、フランジバックの長さを示す。距離Ｌ１Ｓは、距離Ｌ１よりも短い。距離Ｌ２及び距離Ｌ２Ｓは、バックフォーカスの長さを示す。距離Ｌ２Ｓは、距離Ｌ２よりも短い。
【０１０５】
このように、レンズ設計次第では、ＩＲ成分の光が他の可視光に係る色成分の光より波長が長くても、焦点位置が他の色成分の光の場合よりも内視鏡１０において前段側にずれることもある。つまり、ＩＲ成分の光の焦点位置に至るまでの光学的距離（例えば距離Ｌ１Ｓ、Ｌ２Ｓ）が、他の色成分の光の焦点位置に至るまでの光学的距離（例えば距離Ｌ１、Ｌ２）よりも短くなることもある。
【０１０６】
このように、内視鏡１０では、ＩＲチャネルのイメージセンサ２３０のＩＲ成分の光の進行方向αに沿う長さが短くなるよう調整されて、バックフォーカスが短縮されてよい。これにより、内視鏡１０は、レンズ設計によりＩＲ成分の焦点位置が前段側にずれた場合でも、イメージセンサ２３０の撮像面の位置を前段側に移動でき、ＩＲ成分のフォーカスを合わせることができる。また、内視鏡１０は、ＩＲ焦点調整にガラス部材２１０を用いないことで、ガラス部材２１０による意図しない屈折や反射により、ＩＲ用のイメージセンサ２３０に達するＩＲ成分の光の光量が低減することを抑制できる。
【０１０７】
［効果等］
このように、本実施形態の内視鏡１０は、患部ｔｇからの光を、ＩＲ成分、青色成分、赤色成分、及び緑色成分にそれぞれ分解するＩＲ分解プリズム２２０、青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２、及び緑色分解プリズム２２３を備えた４色分解プリズム２０と、ＩＲ分解プリズム２２０に設置され、分解されたＩＲ成分を電気信号に変換するＩＲ用のイメージセンサ２３０と、青色分解プリズム２２１に設置され、分解された青色成分を電気信号に変換する青色用のイメージセンサ２３１と、赤色分解プリズム２２２に設置され、分解された赤色成分を電気信号に変換する赤色用のイメージセンサ２３２と、緑色分解プリズム２２３に設置され、分解された緑色成分を電気信号に変換する緑色用のイメージセンサ２３３と、変換された各電気信号からカラー画像信号とＩＲ信号とを出力する信号出力部１４５と、を備える。４色分解プリズム２０の対物側入射面から入射する入射光線上の基準位置からＩＲ用のイメージセンサ２３０の撮像面までの第１の光学的距離と、基準位置から青色用のイメージセンサ２３１、赤色用のイメージセンサ２３２及び緑色用のイメージセンサ２３３のそれぞれの撮像面までの第２の光学的距離とが、異なる。４色分解プリズム２０の対物側入射面は、例えばＩＲ分解プリズム２２０の入射面２２０ａと一致してよい。基準位置は、例えば、対物側入射面よりも対物側の任意の位置でよく、レンズ最後端１３ｅやフランジ面１３ｖでよい。入射光線は、例えば入射光中心線ＩＬＣでよい。
【０１０８】
リレーレンズ１３に含まれるレンズの収差により、各色成分の光の波長に応じて焦点位置が異なる。この焦点位置の違いにより、ＩＲ成分とＩＲ以外の成分とでレンズの収差が大きくなる傾向にある。これに対し、内視鏡１０は、ＩＲ成分の焦点距離を加味して、ＩＲ用のイメージセンサ２３０に至るまでの光路の光学的距離と、他の色成分用のイメージセンサ２３１，２３２，２３３のそれぞれに至るまでの光路の光学的距離と、が異なるように成形される。これにより、各色成分の焦点位置とイメージセンサ２３０〜２３３の撮像面の配置位置とが一致し、又は近づく。特に、ＩＲ成分についてはレンズ設計時に加味されていないため、焦点位置が調整されることで、ＩＲ成分の画質が顕著に鮮明になる。なお、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の焦点距離は、通常、レンズ設計時に加味されるため、イメージセンサ２３１，２３２，２３３のそれぞれに至るまでの光路の光学的距離は同じでよい。
【０１０９】
また、内視鏡１０は、４色分解プリズム２０を備えることで、３原色光及び赤外光の各々の色成分をそれぞれ独立に取得し、制御してカラーバランスを調整できる。よって、内視鏡１０は、各色成分の再現性を高くできる。また、蛍光発光に発光量は少ないが、内視鏡１０は、赤外光成分を加味した画質が向上する。
【０１１０】
内視鏡１０は、患部ｔｇからの光を、ＩＲ用のイメージセンサ２３０、青色用のイメージセンサ２３１、赤色用のイメージセンサ２３２、及び緑色用のイメージセンサ２３３のそれぞれの撮像面に集光させるリレーレンズ１３（レンズユニットの一例）、を備えてよい。第１の光学的距離は、リレーレンズ１３のレンズ最後端１３ｅからＩＲ用のイメージセンサ２３０の撮像面までの光学的な距離Ｌ２Ｌでよい。第２の光学的距離は、リレーレンズ１３のレンズ最後端１３ｅから青色用のイメージセンサ２３１、赤色用のイメージセンサ２３２、及び緑色用のイメージセンサ２３３のそれぞれの撮像面までの光学的な距離Ｌ２でよい。
【０１１１】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ成分のバックフォーカスに係る光学的距離が、他の色成分（ここでは可視光成分）のバックフォーカスに係る光学的距離と異なるように調整可能である。可視光成分の焦点位置が加味され、ＩＲ成分の焦点位置が加味されていないレンズ設計に応じて、ＩＲ成分に係る光学的距離が調整される。よって、可視光成分及びＩＲ成分の双方が加味されてバックフォーカスが調整されるので、可視光成分及びＩＲ成分において画質が鮮明になる。よって、内視鏡１０は、各色成分の再現性を高くでき、ＩＲ成分を加味した画質を向上できる。
【０１１２】
内視鏡１０は、患部ｔｇからの光を、ＩＲ用のイメージセンサ２３０、青色用のイメージセンサ２３１、赤色用のイメージセンサ２３２、及び緑色用のイメージセンサ２３３のそれぞれの撮像面に集光させるリレーレンズ１３（レンズユニットの一例）、を備えてよい。第１の光学的距離は、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖからＩＲ用のイメージセンサ２３０の撮像面までの光学的な距離Ｌ１Ｌでよい。第２の光学的距離は、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖから青色用のイメージセンサ２３１、赤色用のイメージセンサ２３２、及び緑色用のイメージセンサ２３３のそれぞれの撮像面までの光学的な距離Ｌ１でよい。第２の光学的距離は、Ｃマウントに適合する距離でよい。
【０１１３】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ成分のフランジバックに係る光学的距離が、他の色成分（可視光成分）のフランジバックに係る光学的距離と異なっても、Ｃマウントの規格に適合させることができ、汎用性が向上する。よって、内視鏡１０は、Ｃマウントに適合する様々なレンズユニットの交換に対応可能であるとともに、ＩＲ成分を加味した撮像画像の画質を向上できる。
【０１１４】
第１の光学的距離は、第２の光学的距離よりも長くてよい。ＩＲ分解プリズム２２０とＩＲ用のイメージセンサ２３０との間に、ガラス部材２１０（透光性部材の一例）が配置されてよい。
【０１１５】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ成分が可視光成分よりも波長が長く、焦点位置が対物側とは反対側の後段側にずれた場合でも、４色分解プリズム２０の形状を変更することなく、ガラス部材２１０により焦点位置を後段にずらすための長さを確保できる。よって、４色分解プリズム２０の汎用性を向上でき、複雑な形状にプリズムを加工することを抑制できる。
【０１１６】
第１の光学的距離に応じて、ＩＲ用のイメージセンサ２３０へＩＲ成分の光が進行する進行方向αに沿うガラス部材２１０の長さが調整されてよい。
【０１１７】
これにより、内視鏡１０は、リレーレンズ１３による焦点位置が変化する場合でも、容易にＩＲ用のイメージセンサ２３０の撮像面の配置位置を容易に調整できる。よって、例えば、様々なレンズに交換され、ＩＲ成分に係る焦点距離が変化する場合でも、柔軟にＩＲ用のイメージセンサ２３０の撮像面の配置位置を調整できる。
【０１１８】
ＩＲ分解プリズム２２０とＩＲ用のイメージセンサ２３０とが接着剤により接着されてよい。４色分解プリズム２０の対物側入射面からＩＲ分解プリズム２２０の出射面２２０ｃまでの光学的距離と、４色分解プリズム２０の対物側入射面から青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２、緑色分解プリズム２２３のそれぞれの出射面２２１ｃ，２２２ｃ，２２３ｃまでの光学的距離とが、異なってよい。
【０１１９】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ分解プリズム２２０とイメージセンサ２３０との間に、ガラス部材２１０が設けられることなく、第１の光学的距離と第２の光学的距離とが異なるようにされる。例えば、ＩＲ成分の光の進行方向αに沿ったＩＲ分解プリズム２２０の長さが、他の色成分（Ｂ成分、Ｒ成分、Ｇ成分）の光のそれぞれの進行方向に沿った青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２、緑色分解プリズム２２３のそれぞれの長さと異なるように、４色分解プリズム２０が成形されてよい。この場合、内視鏡１０は、ガラス部材２１０を設けずにＩＲ成分の画質を鮮明にでき、部品点数を削減できる。また、内視鏡１０は、ガラス部材２１０等の光学部材を光が通過することにより、意図しない屈折や反射が発生し、ＩＲ用のイメージセンサ２３０に達するＩＲ成分の光の光量が低減することを抑制できる。
【０１２０】
ＩＲ分解プリズム２２０は、青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２及び緑色分解プリズム２２３よりも患部ｔｇからの光の入射に対して対物側に位置され、青色成分、赤色成分及び緑色成分の光を透過させてよい。
【０１２１】
これにより、内視鏡１０は、患部ｔｇからの光のＩＲ成分がＩＲ以外の色分解プリズムにおける透過や反射によって減少することを抑制できる。そのため、内視鏡１０は、４色分解プリズム２０に入射する可視光と比較すると光量が小さい蛍光発光に係るＩＲ成分の光の多くを、ＩＲ用のイメージセンサ２３０に受光させることができる。よって、内視鏡１０は、ＩＲ画像の画質を向上できる。
【０１２２】
また、４色分解プリズム２０の前段においてＩＲカットフィルタを用いていないことで、内視鏡システム５は、ＲＧＢ画像とＩＲ画像とを同時に出力可能である。そのため、ユーザは、例えば、患者の患部を含む全体の部位をＲＧＢ画像で確認できるとともに、蛍光発光した患部をＩＲ画像で確認でき、患部周辺における患部の位置を視認し易くなる。ここでのＲＧＢ画像は、ＲＧＢ成分の画像であり、ＩＲ画像は、ＩＲ成分の画像である。
【０１２３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、４板式のプリズムを示したが、第２の実施形態では、ＩＲ光及びＢ光、Ｒ光、Ｇ光の３つに分解する３板式のプリズムを示す。つまり、カメラヘッド１４は、３色分解プリズム及び３つのイメージセンサを含む。ＩＲ光は、青色分解プリズムを用いて分解され、イメージセンサに受光される。
【０１２４】
本実施形態において、第１の実施形態と同様の事項については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
【０１２５】
図１４は、第２の実施形態における３色分解プリズム２０Ｃの構造例を示す図である。３色分解プリズム２０Ｃは、リレーレンズ１３により導かれる入射光を、Ｒ光と、Ｇ光と、Ｂ光及びＩＲ光と、に分解する。３色分解プリズム２０Ｃでは、ＩＲ及び青色分解プリズム３２０、赤色分解プリズム３２１、及び緑色分解プリズム３２２が、光軸方向に順に組み付けられる。尚、この配置順序は一例であり、他の配置順序であってもよい。
【０１２６】
ＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０は、ＩＲ及び青色分解プリズム３２０の出射面３２０ｃと対向して配置される。赤色用のイメージセンサ３３１は、赤色分解プリズム３２１の出射面３２１ｃと対向して配置される。緑色用のイメージセンサ３３２は、緑色分解プリズム３２２の出射面３２２ｃと対向して配置される。
【０１２７】
イメージセンサ３３０〜３３２は、例えば、水平（Ｈ）方向及び垂直（Ｖ）方向に配列した各画素を含むＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサである。イメージセンサ３３０〜３３２は、ＩＲ及びＢ色、Ｒ色、Ｇ色に分解された光が各撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する。尚、ＩＲ光は、ＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０で検出されるため、青色に光ることになる。
【０１２８】
ＩＲ及び青色分解プリズム３２０では、入射光は、ＩＲ及び青色分解プリズム３２０の入射面３２０ａに入射される。入射面３２０ａと対向する反射面３２０ｂで反射された光は、ＩＲ及び青色分解プリズム３２０の入射面３２０ａの境界で全反射され、入射面３２０ａと対向する出射面３２０ｃから出射され、ＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０に入射される。反射面３２０ｂには、ＩＲ及び青色反射膜３４０が例えば蒸着によって形成される。ＩＲ及び青色分解プリズム３２０は、入射光のうち、ＩＲ及び青色成分の光を反射させ、その他の光（Ｒ成分及びＧ成分の光）を透過させる。ＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０は、反射面３２０ｂ及び入射面３２０ａで反射された光を入射し、受光する。このようにＩＲ及び青色分解プリズム３２０において光が進行するよう、ＩＲ及び青色分解プリズム３２０が成形される。
【０１２９】
図１４では、ＩＲ及び青色分解プリズム３２０の出射面３２０ｃとＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０との間に、ガラス部材３１０が挿入されている。ガラス部材３１０により、ＩＲ及び青色分解プリズム３２０の出射面３２０ｃとＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０とが離間される。これにより、ＩＲ及び青色分解プリズム３２０内をＩＲ光が進行する際の光学的距離が、長くされる。なお、図１４では、ガラス部材３１０が不在である場合のＩＲ及び青色分解プリズム３２０を進行する光（ＩＲ及びＢ成分）の光学的距離（例えばバックフォーカス、フランジバックに係る距離）は、他の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分）の光のそれぞれが他の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分）の色分解プリズムのそれぞれを進行する光（Ｒ成分、Ｇ成分）の光学的距離と等しくてよい。
【０１３０】
赤色分解プリズム３２１では、ＩＲ及び青色分解プリズム３２０を透過した光（入射光）は、赤色分解プリズム３２１の入射面３２１ａに入射される。入射面３２１ａと対向する反射面３２１ｂで反射された光は、赤色分解プリズム３２１の入射面３２１ａの境界で全反射され、入射面３２１ａと対向する出射面３２１ｃから出射され、赤色用のイメージセンサ３３１に入射される。反射面３２１ｂには、赤色反射膜３４１が例えば蒸着によって形成される。赤色分解プリズム３２１は、入射光のうち、Ｒ成分の光を反射させ、その他の光（Ｇ成分の光）を透過させる。赤色用のイメージセンサ３３１は、反射面３２１ｂ及び入射面３２１ａで反射された光を入射し、受光する。このように赤色分解プリズム３２１において光が進行するよう、赤色分解プリズム３２１が成形される。
【０１３１】
緑色分解プリズム３２２では、赤色分解プリズム３２１を透過した光（入射光）は、緑色分解プリズム３２２の入射面３２２ａに入射し、入射面３２２ａと対向する出射面３２２ｃから出射され、緑色用のイメージセンサ３３２に入射される。このように緑色分解プリズム３２２において光が進行するよう、緑色分解プリズム３２２が成形される。
【０１３２】
ＩＲ及び青色分解プリズム３２０の後段には、光学フィルタ３２０ｆが配置されてよい。光学フィルタ３２０ｆは、ＩＲ成分及び青色成分以外の少なくとも一部（例えば７００ｎｍ〜７６０ｎｍの波長領域）の光を遮断してよい。同様に、赤色分解プリズム３２１の後段に、赤色成分以外の波長領域の光の少なくとも一部を遮断する光学フィルタが設けられてよい。緑色分解プリズム３２２の後段に、緑色成分以外の波長領域の光の少なくとも一部を遮断する光学フィルタが設けられてよい。
【０１３３】
図１４では、入射光中心線ＩＬＣ２が示されている。入射光中心線ＩＬＣ２は、３色分解プリズム２０Ｃの対物側入射面（ＩＲ及び青色分解プリズム３２０の入射面３２０ａ）に垂直に入射する複数の入射光線のうち、ＩＲ及び青色分解プリズム３２０を透過し、赤色分解プリズム３２１を透過し、緑色分解プリズム３２２の出射面３２２ｃに対向する緑色用のイメージセンサ３３２の受光面の中心に入射する光の光路を示す。
【０１３４】
３板式カメラ（３色分解プリズム２０Ｃ及びイメージセンサ３３０〜３３２）においても、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖから赤色用のイメージセンサ３３１及び緑色用のイメージセンサ３３２の撮像面のそれぞれまでの光学的な距離（光路長）は、Ｃマウントである場合、Ｌ１＝１７．５２６ｍｍに設定される。
【０１３５】
一方、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖからＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０の撮像面までの光学的な距離は、Ｌ１よりも若干長い（例えば０．５ｍｍ長い）Ｌ１Ｌでよいし、レンズ設計に応じて他の長さでもよい。これは、ＩＲ成分の光が他の色成分（例えばＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）の波長よりも長く、レンズ設計時にＩＲ成分について加味されなかった結果、焦点位置が後段にずれたためである。したがって、本実施形態では、カメラヘッド１４とリレーレンズ１３とは、Ｃマウントで結合されても、ＩＲ成分に係る光学的距離はＬ１Ｌ等となり、他の色成分に係る光学的距離であるＬ１とは異なる。なお、距離Ｌ１ＬとなるＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０の光路上の位置は、ＩＲ成分の焦点位置が加味された位置でもよいし、ＩＲ成分及び青色成分の双方の焦点位置が加味された位置（例えば、ＩＲ成分の焦点位置及び青色成分の焦点位置の中間位置、その他の基準位置）でもよい。これにより、ＩＲ成分が加味されない場合と比較すると、内視鏡１０により撮像された画像内で描画されるＩＲ成分が鮮明になる。
【０１３６】
３色分解プリズム２０Ｃの屈折率は、４色分解プリズム２０の屈折率である「１．８」程度の値であってよい。また、３板式カメラの場合には４板式カメラよりも配置スペースに余裕があるので、３色分解プリズム２０Ｃの屈折率は、４板式カメラよりも少し小さな屈折率の値、例えば「１．７」程度の値であってよい。４板式カメラと比べて、屈折率を少し小さな値にすると、３板式カメラの実寸の距離（長さ）は短くなる。
【０１３７】
図１５は、第２の実施形態における内視鏡システム５Ａの構成例を示すブロック図である。第２の実施形態の内視鏡システムは、第１の実施形態とほぼ同一の構成を有する。第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を用いることで、その説明を省略又は簡略化する。ここでは、第１の実施形態と異なる構成及び動作について主に説明する。
【０１３８】
第２の実施形態では、電子基板２５０には、第１の実施形態と異なり、３つの素子駆動部２４１ｉｂ、素子駆動部２４１ｒ及び素子駆動部２４１ｇが搭載される。
【０１３９】
素子駆動部２４１ｉｂは、ＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０を駆動信号に従って駆動する。素子駆動部２４１ｒは、赤色用のイメージセンサ３３１を駆動信号に従って駆動する。素子駆動部２４１ｇは、緑色用のイメージセンサ３３２を駆動信号に従って駆動する。
【０１４０】
駆動信号発生部１４２は、各素子駆動部２４１ｉｂ，２４１ｒ，２４１ｇに対し、駆動信号を発生する。
【０１４１】
また、信号出力部１４５は、イメージセンサ３３０，３３１，３３２からの電気信号をＣＣＵ３０に伝送する。本実施形態では、第１の実施形態と異なり、Ｒ成分の信号（Ｒ信号）、Ｇ成分の信号（Ｇ信号）、Ｂ成分及びＩＲ成分の少なくとも１つを含む信号（ＢＩＲ信号）を、ＣＣＵ３０に伝送する。
【０１４２】
ＣＣＵ３０は、ＲＧＢ信号処理部２２及びＩＲ信号処理部２３の代わりに、Ｒ信号を映像信号に変換するＲ信号処理部２６１、Ｇ信号を映像信号に変換するＧ信号処理部２６２、ＢＩＲ信号を映像信号に変換するＢＩＲ信号処理部２６３を備える。ＢＩＲ信号処理部２６３は、ゲイン調整部２３ｚを備えてもよい。ＣＣＵ３０は、信号処理部の構成及び動作以外は、ＣＣＵ３０と同様である。
【０１４３】
なお、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、内視鏡１０は、ガラス部材３１０を備えずに、ＩＲ成分及び青色成分の光の進行方向に沿ってＩＲ及び青色分解プリズム３２０が長く成形されてもよい（第１変形例）。また、内視鏡１０は、ガラス部材３１０を備えずに、ＩＲ成分及び青色成分の光の進行方向に沿ってＩＲ及び青色分解プリズム３２０が短く成形されてもよい（第２変形例）。
【０１４４】
このように、本実施形態の内視鏡１０は、患部ｔｇからの光をＩＲ成分及び青色成分に分解するＩＲ及び青色分解プリズム３２０と、患部ｔｇからの光を赤色成分に分解する赤色分解プリズム３２１と、患部ｔｇからの光を緑色成分に分解する緑色分解プリズム３２２と、を備えた３色分解プリズム２０Ｃと、ＩＲ及び青色分解プリズム３２０に設置され、分解されたＩＲ成分及び青色成分を電気信号に変換するＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０と、赤色分解プリズム３２１に設置され、分解された赤色成分を電気信号に変換する赤色用のイメージセンサ３３１と、緑色分解プリズム３２２に設置され、分解された緑色成分を電気信号に変換する緑色用のイメージセンサ３３２と、変換された各電気信号からＩＲ及び青色信号と赤色信号と緑色信号とを出力する信号出力部１４５と、を備える。３色分解プリズム２０Ｃの対物側入射面から入射する入射光線上の基準位置からＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０の撮像面までの第１の光学的距離と、基準位置から赤色用のイメージセンサ３３１及び緑色用のイメージセンサ３３２のそれぞれの撮像面までの第２の光学的距離とが、異なる。３色分解プリズム２０Ｃの対物側入射面は、例えばＩＲ及び青色分解プリズム３２０の入射面３２０ａと一致してよい。基準位置は、例えば、対物側入射面よりも対物側の任意の位置よく、レンズ最後端１３ｅやフランジ面１３ｖでよい。入射光線は、例えば入射光中心線ＩＬＣ２でよい。
【０１４５】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ成分の焦点距離を加味して、ＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０に至るまでの光路の光学的距離と、他の色成分用のイメージセンサ３３１，３３２のそれぞれに至るまでの光路の光学的距離と、が異なるように成形される。これにより、各色成分の焦点位置とイメージセンサ３３０〜３３２の撮像面の配置位置とが一致し、又は近づく。特に、ＩＲ成分についてはレンズ設計時に加味されていないため、焦点位置が調整されることで、ＩＲ成分の画質が顕著に鮮明になる。なお、Ｒ成分、Ｇ成分の焦点距離は、通常、レンズ設計時に加味されるため、イメージセンサ３３１，３３２のそれぞれに至るまでの光路の光学的距離は同じでよい。
【０１４６】
ＩＲ及び青色分解プリズム３２０は、赤色分解プリズム３２１及び緑色分解プリズム３２２よりも患部ｔｇからの光の入射に対して対物側に位置され、赤色成分及び緑色成分の光を透過させてよい。
【０１４７】
これにより、内視鏡１０は、患部ｔｇからの光のＩＲ成分が赤色分解プリズム３２１及び緑色分解プリズム３２２における透過や反射によって減少することを抑制できる。そのため、内視鏡１０は、３色分解プリズム２０Ｃに入射する可視光と比較すると光量が小さい蛍光発光に係るＩＲ成分の光の多くを、ＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０に受光させることができる。よって、内視鏡１０は、ＩＲ画像の画質を向上できる。
【０１４８】
また、内視鏡１０は、患部ｔｇからの光を、ＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０、赤色用のイメージセンサ３３１、及び緑色用のイメージセンサ３３２のそれぞれの撮像面に集光させるリレーレンズ１３（レンズユニットの一例）、を備えてよい。第１の光学的距離は、リレーレンズ１３のレンズ最後端１３ｅからＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０の撮像面までの光学的な距離（例えば距離Ｌ２Ｌ）でよい。第２の光学的距離は、リレーレンズ１３のレンズ最後端１３ｅから赤色用のイメージセンサ３３１、及び緑色用のイメージセンサ３３２のそれぞれの撮像面までの光学的な距離Ｌ２でよい。
【０１４９】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ及び青色成分のバックフォーカスに係る光学的距離が、他の色成分（ここではＲ成分、Ｇ成分）のバックフォーカスに係る光学的距離と異なるように調整可能である。可視光成分の焦点位置が加味され、ＩＲ成分の焦点位置が加味されていないレンズ設計に応じて、ＩＲ成分に係る光学的距離が調整される。よって、Ｒ成分及びＧ成分並びにＩＲ成分及び青色成分の双方が加味されてバックフォーカスが調整されるので、ＩＲ成分において画質が鮮明になる。よって、内視鏡１０は、各色成分の再現性を高くでき、ＩＲ成分を加味した画質を向上できる。
【０１５０】
内視鏡１０は、患部ｔｇからの光を、ＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０、赤色用のイメージセンサ３３１、及び緑色用のイメージセンサ３３２のそれぞれの撮像面に集光させるリレーレンズ１３（レンズユニットの一例）、を備えてよい。第１の光学的距離は、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖからＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０の撮像面までの光学的な距離（例えば距離Ｌ１Ｌ）でよい。第２の光学的距離は、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖから赤色用のイメージセンサ３３１、及び緑色用のイメージセンサ３３２のそれぞれの撮像面までの光学的な距離Ｌ１でよい。第２の光学的距離は、Ｃマウントに適合する距離でよい。
【０１５１】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ及び青色成分のフランジバックに係る光学的距離が、他の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分）のフランジバックに係る光学的距離と異なっても、Ｃマウントの規格に適合させることができ、汎用性が向上する。よって、内視鏡１０は、Ｃマウントに適合する様々なレンズユニットの交換に対応可能であるとともに、ＩＲ成分を加味した撮像画像の画質を向上できる。
【０１５２】
第１の光学的距離は、第２の光学的距離よりも長くてよい。ＩＲ及び青色分解プリズム３２０とＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０との間に、ガラス部材３１０（透光性部材の一例）が配置されてよい。
【０１５３】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ成分が可視光成分よりも波長が長く、焦点位置が対物側とは反対側の後段側にずれた場合でも、３色分解プリズム２０Ｃの形状を変更することなく、ガラス部材３１０により焦点位置を後段にずらすための長さを確保できる。よって、３色分解プリズム２０Ｃの汎用性を向上でき、複雑な形状にプリズムを加工することを抑制できる。
【０１５４】
第１の光学的距離に応じて、ＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０へＩＲ成分の光が進行する進行方向に沿うガラス部材３１０の長さが調整されてよい。
【０１５５】
これにより、内視鏡１０は、リレーレンズ１３による焦点位置が変化する場合でも、容易にＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０の撮像面の配置位置を容易に調整できる。よって、例えば、様々なレンズに交換され、ＩＲ成分に係る焦点距離が変化する場合でも、柔軟にＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０の撮像面の配置位置を調整できる。
【０１５６】
ＩＲ及び青色分解プリズム３２０とＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０とが接着剤により接着されてよい。
【０１５７】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ及び青色分解プリズム３２０とイメージセンサ３３０との間に、ガラス部材３１０が設けられることなく、第１の光学的距離と第２の光学的距離とが異なるようにされる。例えば、ＩＲ及び青色成分の光の進行方向αに沿ったＩＲ及び青色分解プリズム３２０の長さが、他の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分）の光のそれぞれの進行方向に沿った赤色分解プリズム３２１、緑色分解プリズム３２２のそれぞれの長さと異なるように、３色分解プリズム２０Ｃが成形されてよい。この場合、内視鏡１０は、ガラス部材３１０を設けずにＩＲ成分の画質を鮮明にでき、部品点数を削減できる。また、内視鏡１０は、ガラス部材３１０等の光学部材を光が通過することにより、意図しない屈折や反射が発生し、ＩＲ及び青色用のイメージセンサ３３０に達するＩＲ成分の光の光量が低減することを抑制できる。
【０１５８】
（第３の実施形態）
第１の実施形態では、４板式のプリズムを示し、第２の実施形態では、３板式のプリズムを示したが、第３の実施形態では、ＩＲ光とＲＧＢ光に分解する２板式のプリズムの場合を示す。
【０１５９】
本実施形態において、第１又は第２の実施形態と同様の事項については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
【０１６０】
図１６は、第３の実施形態における２色分解プリズム２０Ｄの構造例を示す図である。２色分解プリズム２０Ｄは、リレーレンズ１３により導かれる入射光を、３原色の光であるＲ、Ｇ、Ｂ成分の光と、ＩＲ成分の光とに分解する。２色分解プリズム２０Ｄでは、ＩＲ分解プリズム４２０及びＲＧＢ色分解プリズム４２１が、光軸方向に順に組み付けられる。尚、この配置順序は一例であり、他の配置順序であってもよい。
【０１６１】
ＩＲ用のイメージセンサ４３０は、ＩＲ分解プリズム４２０の出射面４２０ｃと対向して配置される。ＲＧＢ色用のイメージセンサ４３１は、ＲＧＢ色分解プリズム４２１の出射面４２１ｃと対向して配置される。
【０１６２】
イメージセンサ４３０，４３１は、例えば、水平（Ｈ）方向及び垂直（Ｖ）方向に配列した各画素を含むＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサである。イメージセンサ４３０，４３１は、それぞれＩＲ及びＲＧＢ色の２つに分解された光が各撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する。
【０１６３】
ＩＲ分解プリズム４２０では、入射光は、ＩＲ分解プリズム４２０の入射面４２０ａに入射される。入射面４２０ａと対向する反射面４２０ｂで反射された光は、ＩＲ分解プリズム４２０の入射面４２０ａの境界で全反射され、入射面４２０ａと対向する出射面４２０ｃから出射され、ＩＲ用のイメージセンサ４３０に入射される。反射面４２０ｂには、ＩＲ反射膜４４０が例えば蒸着によって形成される。ＩＲ分解プリズム４２０は、入射光のうち、ＩＲ光を反射させ、その他の光（ＲＧＢ成分の光）を透過させる。ＩＲ用のイメージセンサ４３０は、反射面４２０ｂ及び入射面４２０ａで反射された光を入射し、受光する。このようにＩＲ分解プリズム４２０において光が進行するよう、ＩＲ分解プリズム４２０が成形される。
【０１６４】
図１６では、ＩＲ分解プリズム４２０の出射面４２０ｃとＩＲ用のイメージセンサ４３０との間に、ガラス部材４１０が挿入されている。ガラス部材４１０により、ＩＲ分解プリズム４２０の出射面４２０ｃとＩＲ用のイメージセンサ４３０とが離間される。これにより、ＩＲ分解プリズム４２０内をＩＲ光が進行する際の光学的距離が、長くされる。なお、図１６では、ガラス部材４１０が不在である場合のＩＲ分解プリズム４２０を進行する光（ＩＲ成分）の光学的距離（例えばバックフォーカス、フランジバックに係る距離）は、他の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）の光のそれぞれが他の色成分（Ｒ成分、Ｇ成分）の色分解プリズムのそれぞれを進行する光（Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）の光学的距離と等しくてよい。
【０１６５】
ＲＧＢ色分解プリズム４２１では、ＩＲ分解プリズム４２０を透過した光（入射光）は、ＲＧＢ色分解プリズム４２１の入射面４２１ａに入射し、入射面４２１ａと対向する出射面４２１ｃから出射され、ＲＧＢ色用のイメージセンサ４３１に入射される。このようにＲＧＢ色分解プリズム４２１において光が進行するよう、ＲＧＢ色分解プリズム４２１が成形される。
【０１６６】
図１６では、入射光中心線ＩＬＣ３が示されている。入射光中心線ＩＬＣ３は、２色分解プリズム２０Ｄの対物側入射面（ＩＲ分解プリズム４２０の入射面４２０ａ）に垂直に入射する複数の入射光線のうち、ＩＲ分解プリズム４２０を透過し、ＲＧＢ色分解プリズム４２１の出射面４２１ｃに対向するＲＧＢ色用のイメージセンサ４３１の受光面の中心に入射する光の光路を示す。
【０１６７】
２板式カメラ（２色分解プリズム２０Ｄ及びイメージセンサ４３０，４３１）においても、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖからイメージセンサ４３０，４３１までの光学的な距離（光路長）は、Ｃマウントである場合、Ｌ１＝１７．５２６ｍｍに設定される。
【０１６８】
一方、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖからＩＲ用のイメージセンサ４３０の撮像面までの光学的な距離は、Ｌ１よりも若干長い（例えば０．５ｍｍ長い）Ｌ１Ｌでよい。これは、ＩＲ成分の光が他の色成分（例えばＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）の波長よりも長く、レンズ設計時にＩＲ成分について加味されなかった結果、焦点位置が後段にずれたためである。したがって、本実施形態では、カメラヘッド１４とリレーレンズ１３とは、Ｃマウントで結合されても、ＩＲ成分に係る光学的距離はＬ１Ｌ等となり、他の色成分に係る光学的距離であるＬ１とは異なる。これにより、ＩＲ成分が加味されない場合と比較すると、内視鏡１０により撮像された画像内で描画されるＩＲ成分が鮮明になる。
【０１６９】
２色分解プリズム２０Ｄの屈折率は、４色分解プリズム２０の屈折率である「１．８」程度の値であってよい。また、２板式カメラの場合には４板式カメラよりも配置スペースに余裕があるので、２色分解プリズム２０Ｄの屈折率は、４板式カメラや３板式カメラよりも少し小さな屈折率の値、例えば「１．７」程度の値又はそれ以下の値であってよい。４板式カメラや３板式カメラと比べて、屈折率を少し小さな値にすることで、２板式カメラの実寸の距離（長さ）は短くなる。
【０１７０】
図１７は、第３の実施形態における内視鏡システム５Ｂの構成例を示すブロック図である。第３の実施形態の内視鏡システムは、第１又は第２の実施形態とほぼ同一の構成を有する。第１又は第２の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を用いることで、その説明を省略又は簡略化する。ここでは、第１又は第２の実施形態と異なる構成及び動作について説明する。
【０１７１】
第３の実施形態では、電子基板２５０には、第１の実施形態と異なり、２つの素子駆動部３４１ｉ及び素子駆動部３４１ｃが搭載される。
【０１７２】
素子駆動部３４１ｉは、ＩＲ用のイメージセンサ４３０を駆動信号に従って駆動する。素子駆動部３４１ｃは、ＲＧＢ色用のイメージセンサ４３１を駆動信号に従って駆動する。
【０１７３】
駆動信号発生部１４２は、各素子駆動部３４１ｉ，３４１ｃに対し、駆動信号を発生する。
【０１７４】
また、信号出力部１４５は、イメージセンサ４３０，４３１からの電気信号をＣＣＵ３０に伝送する。ＣＣＵ３０の構成及び動作は、第１の実施形態と同様であり、ＩＲ信号及びＲＧＢ信号を処理する。
【０１７５】
なお、本実施形態では、第１，第２の実施形態と同様に、内視鏡１０は、ガラス部材４１０を備えずに、ＩＲ成分の光の進行方向に沿ってＩＲ分解プリズム４２０が長く成形されてもよい（第１変形例）。また、内視鏡１０は、ガラス部材４１０を備えずに、ＩＲ成分の光の進行方向に沿ってＩＲ分解プリズム４２０が短く成形されてもよい（第２変形例）。
【０１７６】
このように、本実施形態の内視鏡１０は、患部ｔｇからの光をＩＲ成分に分解するＩＲ分解プリズム４２０と、患部ｔｇからの光を青色成分、赤色成分及び緑色成分に分解するＲＧＢ色分解プリズム４２１と、を備えた２色分解プリズム２０Ｄと、ＩＲ分解プリズム４２０に設置され、分解されたＩＲ成分を電気信号に変換するＩＲ用のイメージセンサ４３０と、ＲＧＢ色分解プリズム４２１に設置され、分解された青色成分、赤色成分及び緑色成分を電気信号に変換するＲＧＢ色用のイメージセンサ４３１と、変換された各電気信号からカラー画像信号とＩＲ信号とを出力する信号出力部１４５と、を備える。２色分解プリズム２０Ｄの対物側入射面から入射する入射光線ＩＬ上の基準位置からＩＲ用のイメージセンサ４３０の撮像面までの第１の光学的距離と、基準位置からＲＧＢ色用のイメージセンサ４３１の撮像面までの第２の光学的距離とが、異なる。
【０１７７】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ成分の焦点距離を加味して、ＩＲ用のイメージセンサ４３０に至るまでの光路の光学的距離と、他の色成分用のイメージセンサ４３１のそれぞれに至るまでの光路の光学的距離と、が異なるように成形される。これにより、各色成分（ＩＲ成分、ＲＧＢ成分）の焦点位置とイメージセンサ３３０〜３３２の撮像面の配置位置とが一致し、又は近づく。特に、ＩＲ成分についてはレンズ設計時に加味されていないため、焦点位置が調整されることで、ＩＲ成分の画質が顕著に鮮明になる。なお、ＲＧＢ成分の焦点距離は、通常、レンズ設計時に加味される。
【０１７８】
ＩＲ分解プリズム４２０は、ＲＧＢ色分解プリズム４２１よりも患部ｔｇからの光の入射に対して対物側に位置され、青色成分、赤色成分及び緑色成分の光を透過させてよい。
【０１７９】
これにより、内視鏡１０は、患部ｔｇからの光のＩＲ成分がＲＧＢ色分解プリズム４２１における透過や反射によって減少することを抑制できる。そのため、内視鏡１０は、２色分解プリズム２０Ｄに入射する可視光（ＲＧＢ光）と比較すると光量が小さい蛍光発光に係るＩＲ成分の光の多くを、ＩＲ用のイメージセンサ４３０に受光させることができる。よって、内視鏡１０は、ＩＲ画像の画質を向上できる。
【０１８０】
また、内視鏡１０は、患部ｔｇからの光を、ＩＲ用のイメージセンサ４３０、ＲＧＢ色用のイメージセンサ４３１のそれぞれの撮像面に集光させるリレーレンズ１３（レンズユニットの一例）、を備えてよい。第１の光学的距離は、リレーレンズ１３のレンズ最後端１３ｅからＩＲ用のイメージセンサ４３０の撮像面までの光学的な距離（例えば距離Ｌ２Ｌ）でよい。第２の光学的距離は、リレーレンズ１３のレンズ最後端１３ｅからＲＧＢ色用のイメージセンサ４３１の撮像面までの光学的な距離Ｌ２でよい。
【０１８１】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ成分のバックフォーカスに係る光学的距離が、ＲＧＢ色のバックフォーカスに係る光学的距離と異なるように調整可能である。ＲＧＢ色成分の焦点位置が加味され、ＩＲ成分の焦点位置が加味されていないレンズ設計に応じて、ＩＲ成分に係る光学的距離が調整される。よって、ＩＲ成分及びＲＧＢ色成分の双方が加味されてバックフォーカスが調整されるので、ＩＲ成分において画質が鮮明になる。よって、内視鏡１０は、各色成分の再現性を高くでき、ＩＲ成分を加味した画質を向上できる。
【０１８２】
内視鏡１０は、患部ｔｇからの光を、ＩＲ用のイメージセンサ４３０、ＲＧＢ色用のイメージセンサ４３１の撮像面に集光させるリレーレンズ１３（レンズユニットの一例）、を備えてよい。第１の光学的距離は、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖからＩＲ用のイメージセンサ４３０の撮像面までの光学的な距離（例えば距離Ｌ１Ｌ）でよい。第２の光学的距離は、リレーレンズ１３のフランジ面１３ｖからＲＧＢ色用のイメージセンサ４３１の撮像面までの光学的な距離Ｌ１でよい。第２の光学的距離は、Ｃマウントに適合する距離でよい。
【０１８３】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ成分のフランジバックに係る光学的距離が、ＲＧＢ色成分のフランジバックに係る光学的距離と異なっても、Ｃマウントの規格に適合させることができ、汎用性が向上する。よって、内視鏡１０は、Ｃマウントに適合する様々なレンズユニットの交換に対応可能であるとともに、ＩＲ成分を加味した撮像画像の画質を向上できる。
【０１８４】
第１の光学的距離は、第２の光学的距離よりも長くてよい。ＩＲ分解プリズム４２０とＩＲ用のイメージセンサ４３０との間に、ガラス部材４１０（透光性部材の一例）が配置されてよい。
【０１８５】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ成分が可視光成分よりも波長が長く、焦点位置が対物側とは反対側の後段側にずれた場合でも、２色分解プリズム２０Ｄの形状を変更することなく、ガラス部材４１０により焦点位置を後段にずらすための長さを確保できる。よって、２色分解プリズム２０Ｄの汎用性を向上でき、複雑な形状にプリズムを加工することを抑制できる。
【０１８６】
第１の光学的距離に応じて、ＩＲ用のイメージセンサ４３０へＩＲ成分の光が進行する進行方向に沿うガラス部材４１０の長さが調整されてよい。
【０１８７】
これにより、内視鏡１０は、リレーレンズ１３による焦点位置が変化する場合でも、容易にＩＲ用のイメージセンサ４３０の撮像面の配置位置を容易に調整できる。よって、例えば、様々なレンズに交換され、ＩＲ成分に係る焦点距離が変化する場合でも、柔軟にＩＲ用のイメージセンサ４３０の撮像面の配置位置を調整できる。
【０１８８】
ＩＲ分解プリズム４２０とＩＲ用のイメージセンサ４３０とが接着剤により接着されてよい。
【０１８９】
これにより、内視鏡１０は、ＩＲ分解プリズム４２０とイメージセンサ４３０との間に、ガラス部材４１０が設けられることなく、第１の光学的距離と第２の光学的距離とが異なるようにされる。例えば、ＩＲ成分の光の進行方向に沿ったＩＲ分解プリズム４２０の長さが、ＲＧＢ色成分の光の進行方向に沿ったＲＧＢ色分解プリズム４２１の長さと異なるように、２色分解プリズム２０Ｄが成形されてよい。この場合、内視鏡１０は、ガラス部材４１０を設けずにＩＲ成分の画質を鮮明にでき、部品点数を削減できる。また、内視鏡１０は、ガラス部材４１０等の光学部材を光が通過することにより、意図しない屈折や反射が発生し、ＩＲ用のイメージセンサ４３０に達するＩＲ成分の光の光量が低減することを抑制できる。
【０１９０】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、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、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１９１】
上記各実施形態では、内視鏡１０として硬性内視鏡を例示したが、他の構成を有する硬性内視鏡でもよく、軟性内視鏡でもよい。また、内視鏡１０の構成や動作が内視鏡１０以外の光学装置（例えば光学顕微鏡）に適用されてもよい。リレーレンズ１３とカメラヘッド１４とがＣマウントの規格に適合する場合、汎用性が増すので、上記実施形態を光学顕微鏡に容易に適用できる。
【０１９２】
上記実施形態では、生体内に光造影剤としてＩＣＧを投与することを例示したが、ＩＣＧ以外の光造影剤が投与されてもよい。この場合、光造影剤を励起するための励起光の波長に応じて、非可視光の波長領域における分光特性や分光感度を定めてもよい。
【０１９３】
また、上記実施形態では、赤外光の波長領域において蛍光発光する薬品を用いたが、紫外光の波長領域において蛍光発光する薬品を用いてもよい。この場合でも、近赤外域で蛍光発光する光造影剤を用いた場合と同様に、内視鏡は、蛍光発光された患部の画像を撮像できる。
【０１９４】
また、上記実施形態では、リレーレンズ１３及びカメラヘッド１４が、Ｃマウントの規格に適合することを例示したが、Ｃマウントの規格に適合していないものであってもよい。
【０１９５】
また、上記実施形態では、プロセッサの一例としてＣＣＵ３０を説明した。プロセッサは、内視鏡システム５を制御すれば、物理的にどのように構成してもよい。従って、プロセッサは、ＣＣＵ３０に限定されない。ただし、プログラム可能なＣＣＵ３０を用いれば、プログラムの変更により処理内容を変更できるので、プロセッサの設計の自由度を高めることができる。また、プロセッサは、１つの半導体チップで構成してもよいし、物理的に複数の半導体チップで構成してもよい。複数の半導体チップで構成する場合、第１の実施形態の各制御をそれぞれ別の半導体チップで実現してもよい。この場合、それらの複数の半導体チップで１つのプロセッサを構成すると考えることができる。また、プロセッサは、半導体チップと別の機能を有する部材（コンデンサ等）で構成してもよい。また、プロセッサが有する機能とそれ以外の機能とを実現するように、１つの半導体チップを構成してもよい。また、電子基板２５０に搭載される回路についても、プログラム可能な回路を用いれば、プログラムの変更により処理内容を変更できる。また、回路の数は１つでも複数でもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１９６】
本開示は、赤外光成分を加味した画質を向上できる内視鏡、内視鏡システム、及びカメラヘッド等に有用である。
【符号の説明】
【０１９７】
５、５Ａ、５Ｂ  内視鏡システム
１０  内視鏡
１１  スコープ
１１ｚ  撮像窓
１２  マウントアダプタ
１３  リレーレンズ
１３ｖ  フランジ面
１３ｗ  ねじ切り
１３ｙ  フォーカスリング
１３ｚ  鏡筒
１４  カメラヘッド
１４ｚ  信号ケーブル
１８  光源コネクタ
１９  操作スイッチ
２０，２０Ａ，２０Ｂ  ４色分解プリズム
２０Ｃ  ３色分解プリズム
２０Ｄ  ２色分解プリズム
２２  ＲＧＢ信号処理部
２３  ＩＲ信号処理部
２３ｚ  ゲイン調整部
２８  出力部
３０  ＣＣＵ
４０  表示部
１４１ｉ，１４１ｂ，１４１ｒ，１４１ｇ，２４１ｇ，２４１ｉｂ，２４１ｒ，３４１ｃ，３４１ｉ  素子駆動部
１４２  駆動信号発生部
１４３  同期信号発生部
１４５  信号出力部
２１０，３１０，４１０  ガラス部材
２１１，２１５  接着剤
２２０，２２０Ａ，２２０Ｂ  ＩＲ分解プリズム
２２１  青色分解プリズム
２２２  赤色分解プリズム
２２３  緑色分解プリズム
２２０ａ，２２１ａ，２２２ａ，２２３ａ，３２０ａ，３２１ａ，３２２ａ，４２０ａ，４２１ａ  入射面
２２０ｂ，２２１ｂ，２２２ｂ，３２０ｂ，３２１ｂ，４２０ｂ，反射面
２２０ｃ，２２１ｃ，２２２ｃ，２２３ｃ，３２０ｃ，３２１ｃ，３２２ｃ，４２０ｃ，４２１ｃ  出射面
２３０，２３１，２３２，２３３，３３０，３３１，３３２，４３０，４３１  イメージセンサ
２３０ｗ  センサパッケージ
２３０ｘ  センサパッケージガラス
２３０ｙ  センサ素子
２３０ｚ  センサ基板
２４０  ＩＲ反射膜
２４１  青色反射膜
２４２  赤色反射膜
２５０  電子基板
２６１  Ｒ信号処理部
２６２  Ｇ信号処理部
２６３  ＢＩＲ信号処理部
Ｇ１  ＲＧＢ画像
Ｇ２  ＩＲ画像
ＧＺ１  合成画像
ｔｇ  患部
ＩＬＣ，ＩＬＣ２，ＩＬＣ３  入射光中心線
【図１】
2019000339.tif 000003
【図２】
2019000339.tif 000004
【図３】
2019000339.tif 000005
【図４Ａ】
2019000339.tif 000006
【図４Ｂ】
2019000339.tif 000007
【図５】
2019000339.tif 000008
【図６Ａ】
2019000339.tif 000009
【図６Ｂ】
2019000339.tif 000010
【図７】
2019000339.tif 000011
【図８】
2019000339.tif 000012
【図９】
2019000339.tif 000013
【図１０】
2019000339.tif 000014
【図１１Ａ】
2019000339.tif 000015
【図１１Ｂ】
2019000339.tif 000016
【図１２】
2019000339.tif 000017
【図１３Ａ】
2019000339.tif 000018
【図１３Ｂ】
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【図１４】
2019000339.tif 000020
【図１５】
2019000339.tif 000021
【図１６】
2019000339.tif 000022
【図１７】
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