(57)【要約】  撮像装置は、光分割部と、第１の撮像部と、第２の撮像部と、演算部とを有する。前記光分割部は、被写体からの第１の光を第２の光と第３の光とに分割する。前記第１の光は前記第２の光と前記第３の光とを含む。前記第２の光は、赤外光と、緑色光および青色光の少なくとも１つとを含む。前記第３の光は赤色光を含む。前記第３の光は前記緑色光を含みうる。前記第１の撮像部は、第１の受光領域と第２の受光領域とを有する。前記第１の受光領域は、前記青色光に基づくＢ信号と、前記緑色光に基づくＧ信号との少なくとも１つを生成する。前記第２の受光領域は、前記赤外光に基づくＩＲ信号を生成する。前記第２の受光領域は、前記Ｇ信号を生成しうる。前記演算部は、前記Ｒ信号と、前記Ｇ信号と、前記Ｂ信号とから可視光画像信号を生成し、前記ＩＲ信号から赤外光画像信号を生成する。
2016117071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの第１の光を第２の光と第３の光とに分割し、前記第１の光は前記第２の光と前記第３の光とを含み、前記第２の光は、赤外光と、緑色光および青色光の少なくとも１つとを含み、前記第３の光は赤色光を含み、前記第２の光が前記青色光を含み前記緑色光を含まない場合、前記第３の光はさらに前記緑色光を含み、前記第２の光が前記緑色光を含み前記青色光を含まない場合、前記第３の光はさらに前記青色光を含み、前記赤外光の波長は前記赤色光の波長よりも長く、前記赤色光の波長は前記緑色光の波長よりも長く、前記緑色光の波長は前記青色光の波長よりも長い光分割部と、
第１の受光領域と第２の受光領域とを有し、前記光分割部を通過した前記第２の光は前記第１の受光領域に入射し、前記第１の受光領域は、前記青色光に基づくＢ信号と、前記緑色光に基づくＧ信号との少なくとも１つを生成し、前記第１の受光領域を透過した前記赤外光は前記第２の受光領域に入射し、前記第２の受光領域は、前記赤外光に基づくＩＲ信号を生成する第１の撮像部と、
前記光分割部を通過した前記第３の光に含まれる前記赤色光に基づくＲ信号を生成し、前記光分割部を通過した前記第３の光が前記緑色光を含み前記青色光を含まない場合には前記Ｇ信号を生成し、前記光分割部を通過した前記第３の光が前記青色光を含み前記緑色光を含まない場合には前記Ｂ信号を生成する第２の撮像部と、
前記Ｒ信号と、前記Ｇ信号と、前記Ｂ信号とから可視光画像信号を生成し、前記ＩＲ信号から赤外光画像信号を生成する演算部と、
を有する撮像装置。
【請求項２】
前記光分割部を通過した前記第２の光は、前記赤外光と、前記青色光および前記緑色光のいずれか１つとを含み、
前記第３の光が前記緑色光を含む場合には前記光分割部はさらに、前記第３の光を前記赤色光と前記緑色光とに分割し、前記第３の光が前記青色光を含む場合には前記光分割部はさらに、前記第３の光を前記赤色光と前記青色光とに分割し、
前記第２の撮像部は、
前記光分割部を通過した前記赤色光に基づく前記Ｒ信号を生成する第３の撮像部と、
前記第３の光が前記緑色光を含む場合には、前記光分割部を通過した前記緑色光に基づく前記Ｇ信号を生成し、前記第３の光が前記青色光を含む場合には、前記光分割部を通過した前記青色光に基づく前記Ｂ信号を生成する第４の撮像部と、
を有する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、前記被写体から前記光分割部までの光路に配置された励起光カットフィルタをさらに有し、
前記被写体からの前記第１の光における前記第２の光に含まれる前記赤外光は励起光と蛍光とを含み、前記蛍光の波長は前記励起光の波長よりも長く、
前記被写体からの前記第１の光は前記励起光カットフィルタに入射し、
前記励起光カットフィルタは、前記励起光を遮断し、前記蛍光と、前記赤色光と、前記緑色光と、前記青色光とを透過させ、
前記光分割部は、前記励起光カットフィルタを透過した前記第１の光を前記第２の光と前記第３の光とに分割し、
前記第１の受光領域を透過した前記蛍光は前記第２の受光領域に入射し、前記第２の受光領域は、前記蛍光に基づく前記ＩＲ信号を生成する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２の受光領域は、前記励起光カットフィルタが遮断可能な波長帯域の下限の波長以上の波長を有する光に対する感度を有する請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像装置は、前記光分割部から前記第１の撮像部までの光路に配置された励起光カットフィルタをさらに有し、
前記被写体からの前記第１の光における前記第２の光に含まれる前記赤外光は励起光と蛍光とを含み、前記蛍光の波長は前記励起光の波長よりも長く、
前記光分割部を通過した前記第２の光は前記励起光カットフィルタに入射し、
前記励起光カットフィルタは、前記励起光を遮断し、前記蛍光と、前記緑色光および前記青色光の少なくとも１つとを透過させ、
前記第１の受光領域を透過した前記蛍光は前記第２の受光領域に入射し、前記第２の受光領域は、前記蛍光に基づく前記ＩＲ信号を生成する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記励起光カットフィルタは、前記第１の撮像部の前記第１の受光領域の表面に配置されている請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記励起光カットフィルタは、有機材料を含み、前記有機材料は、前記励起光を遮断し、前記緑色光および前記青色光の少なくとも１つと、前記蛍光とを透過させる請求項５に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の撮像部は、半導体基板を有し、
前記第１の受光領域と前記第２の受光領域とは前記半導体基板に配置され、
前記第１の受光領域と前記第２の受光領域とは積層されている
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１の撮像部は、第１の半導体基板と第２の半導体基板とを有し、
前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板とは積層され、
前記第１の受光領域は前記第１の半導体基板に配置され、
前記第２の受光領域は前記第２の半導体基板に配置されている
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像装置は、前記被写体から前記光分割部までの光路に配置された励起光カットフィルタをさらに有し、
前記被写体からの前記第１の光に含まれる前記第２の光は前記赤外光と前記青色光とを含み、前記赤外光は励起光と蛍光とを含み、前記蛍光の波長は前記励起光の波長よりも長く、前記被写体からの前記第１の光に含まれる前記第３の光は前記赤色光と前記緑色光とを含み、
前記被写体からの前記第１の光は前記励起光カットフィルタに入射し、
前記励起光カットフィルタは、前記励起光を遮断し、前記蛍光と、前記赤色光と、前記緑色光と、前記青色光とを透過させ、
前記光分割部は、前記励起光カットフィルタを透過した前記第１の光を前記第２の光と前記第３の光とに分割し、
前記第１の撮像部は、青色光カットフィルタをさらに有し、
前記青色光カットフィルタは前記第１の半導体基板と前記２の半導体基板との間に配置され、
前記第１の半導体基板と、前記青色光カットフィルタと、前記第２の半導体基板とは積層され、
前記第１の受光領域は、前記青色光に基づく前記Ｂ信号を生成し、前記第１の受光領域を透過した前記蛍光と前記青色光とは前記青色光カットフィルタに入射し、前記青色光カットフィルタは、前記青色光を遮断し、前記蛍光を透過させ、前記青色光カットフィルタを透過した前記蛍光は前記第２の受光領域に入射し、前記第２の受光領域は、前記蛍光に基づく前記ＩＲ信号を生成し、
前記第２の撮像部は、前記赤色光に基づく前記Ｒ信号と、前記緑色光に基づく前記Ｇ信号とを生成する
請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像装置は、前記光分割部から前記第１の撮像部までの光路に配置された励起光カットフィルタをさらに有し、
前記被写体からの前記第１の光に含まれる前記第２の光は前記赤外光と前記青色光とを含み、前記赤外光は励起光と蛍光とを含み、前記蛍光の波長は前記励起光の波長よりも長く、前記被写体からの前記第１の光に含まれる前記第３の光は前記赤色光と前記緑色光とを含み、
前記光分割部を通過した前記第２の光は前記励起光カットフィルタに入射し、
前記励起光カットフィルタは、前記励起光を遮断し、前記蛍光と前記青色光とを透過させ、
前記第１の撮像部は、青色光カットフィルタをさらに有し、
前記青色光カットフィルタは前記第１の半導体基板と前記２の半導体基板との間に配置され、
前記第１の半導体基板と、前記青色光カットフィルタと、前記第２の半導体基板とは積層され、
前記第１の受光領域は、前記青色光に基づく前記Ｂ信号を生成し、前記第１の受光領域を透過した前記蛍光と前記青色光とは前記青色光カットフィルタに入射し、前記青色光カットフィルタは、前記青色光を遮断し、前記蛍光を透過させ、前記青色光カットフィルタを透過した前記蛍光は前記第２の受光領域に入射し、前記第２の受光領域は、前記蛍光に基づく前記ＩＲ信号を生成し、
前記第２の撮像部は、前記赤色光に基づく前記Ｒ信号と、前記緑色光に基づく前記Ｇ信号とを生成する
請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記被写体からの前記第１の光に含まれる前記第２の光は前記赤外光と前記青色光とを含み、前記被写体からの前記第１の光に含まれる前記第３の光は前記赤色光と前記緑色光とを含み、
前記第１の受光領域は、前記蛍光と前記青色光とに基づく前記Ｂ信号を生成し、
前記第２の撮像部は、前記赤色光に基づく前記Ｒ信号と、前記緑色光に基づく前記Ｇ信号とを生成し、
前記演算部は、前記蛍光に対する前記第１の受光領域の感度と、前記蛍光に対する前記第２の受光領域の感度と、前記第２の受光領域で生成された前記ＩＲ信号とに基づいて、前記第１の受光領域で生成された前記Ｂ信号から前記蛍光に由来する成分を取り除くことにより、前記青色光のみに基づく前記Ｂ信号を生成する
請求項３または請求項５に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可視光を用いた通常観察に加えて、赤外光を用いた特殊光観察が可能な内視鏡システムが広く利用されている。この内視鏡システムでは、通常観察または特殊光観察により発見された病変部を処置具で治療することが可能である。【０００３】
例えば、特許文献１に開示された内視鏡システムでは、励起光が、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）という蛍光物質に照射され、病変部からの蛍光が検出される。ＩＣＧは、予め検査対象者の体内に投与される。ＩＣＧは、励起光によって赤外領域で励起され、蛍光を発する。投与されたＩＣＧは、癌などの病変部に集積される。病変部から強い蛍光が発生するため、撮像された蛍光画像に基づいて病変部の有無を判断することができる。【０００４】
特許文献１に開示された内視鏡システムでは、可視光と赤外光とを含む光が被写体に照射される。赤外光は、励起光を含む。被写体によって反射された光と、被写体から発生した蛍光（赤外蛍光）とが、カメラヘッド内に内蔵されたダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズムを介して撮像される。可視光と蛍光とを分割する分割手段が設けられているため、可視光を用いる通常観察と、赤外光を用いる特殊光観察とを同時に行うことができる。また、ダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズムを介して、蛍光と、赤色光と、緑色光と、青色光とがそれぞれ異なるイメージセンサにより撮像される。このため、高画質な画像を得ることができる。【０００５】
図１９は、特許文献１に開示された構成と同様の内視鏡装置１００１の構成を示している。図１９に示すように、内視鏡装置１００１は、光源部１０１０と、内視鏡スコープ部１０２０と、カメラヘッド１０３０と、プロセッサ１０４０と、モニタ１０５０とを有する。図１９では、光源部１０１０と、内視鏡スコープ部１０２０と、カメラヘッド１０３０との概略構成が示されている。【０００６】
光源部１０１０は、光源１１００と、バンドパスフィルタ１１０１と、コンデンサレンズ１１０２とを有する。光源１１００は、可視光の波長帯域から赤外光の波長帯域までの波長の光を発する。赤外光の波長帯域は、励起光の波長帯域と蛍光の波長帯域とを含む。蛍光の波長帯域は、赤外光の波長帯域において励起光の波長帯域よりも波長が長い帯域である。バンドパスフィルタ１１０１は、光源１１００の照明光路中に設けられている。バンドパスフィルタ１１０１は、可視光と励起光とのみを透過させる。コンデンサレンズ１１０２は、バンドパスフィルタ１１０１を透過した光を集光する。光源１１００が発する赤外光の波長帯域は、少なくとも励起光の波長低域を含んでいればよい。【０００７】
図２０は、バンドパスフィルタ１１０１の透過特性を示している。図２０に示すグラフの横軸は波長であり、縦軸は透過率である。バンドパスフィルタ１１０１は、波長が約３７０ｎｍから約８００ｎｍである波長帯域の光を透過させる。また、バンドパスフィルタ１１０１は、波長が約３７０ｎｍ未満である波長帯域の光と、波長が約８００ｎｍ以上である波長帯域の光とを遮断する。バンドパスフィルタ１１０１が透過させる光の波長帯域は、可視光の波長帯域と励起光の波長帯域とを含む。励起光の波長帯域は、波長が約７５０ｎｍから約７８０ｎｍの帯域である。バンドパスフィルタ１１０１が遮断する光の波長帯域は、蛍光の波長帯域を含む。蛍光の波長帯域は、波長が約８００ｎｍ以上の帯域である。【０００８】
内視鏡スコープ部１０２０は、ライトガイド１２００と、照明レンズ１２０１と、対物レンズ１２０２と、イメージガイド１２０３とを有する。光源１１００からの光は、バンドパスフィルタ１１０１とコンデンサレンズ１１０２とを介して、ライトガイド１２００に入射する。ライトガイド１２００は、光源１１００からの光を内視鏡スコープ部１０２０の先端部に伝送する。ライトガイド１２００によって伝送された光は、照明レンズ１２０１により被写体１０６０に照射される。【０００９】
内視鏡スコープ部１０２０の先端部において、照明レンズ１２０１に隣接して対物レンズ１２０２が設けられている。被写体１０６０によって反射された光と、被写体１０６０から発生した蛍光とが対物レンズ１２０２に入射する。被写体１０６０によって反射された光は、可視光と励起光とを含む。つまり、可視光と、励起光と、蛍光とを含む光が対物レンズ１２０２に入射する。対物レンズ１２０２は、上記の光を結像する。【００１０】
対物レンズ１２０２の結像位置にはイメージガイド１２０３の先端面が配置されている。イメージガイド１２０３は、その先端面に結像された光学像を後端面に伝送する。【００１１】
カメラヘッド１０３０は、結像レンズ１３００と、ダイクロイックミラー１３０１と、励起光カットフィルタ１３０２と、イメージセンサ１３０３と、ダイクロイックプリズム１３０４と、イメージセンサ１３０５と、イメージセンサ１３０６と、イメージセンサ１３０７とを有する。結像レンズ１３００は、イメージガイド１２０３の後端面に対向するように配置されている。結像レンズ１３００は、イメージガイド１２０３により伝送された光学像をイメージセンサ１３０３と、イメージセンサ１３０５と、イメージセンサ１３０６と、イメージセンサ１３０７とに結像する。【００１２】
結像レンズ１３００から結像レンズ１３００の結像位置までの光路にダイクロイックミラー１３０１が配置されている。結像レンズ１３００を通過した光は、ダイクロイックミラー１３０１に入射する。ダイクロイックミラー１３０１は、可視光を透過させ、可視光以外の光を反射する。図２１は、ダイクロイックミラー１３０１の反射と透過との特性を示している。図２１に示すグラフの横軸は波長であり、縦軸は透過率である。ダイクロイックミラー１３０１は、波長が約７００ｎｍ未満である波長帯域の光を透過させる。また、ダイクロイックミラー１３０１は、波長が約７００ｎｍ以上である波長帯域の光を反射する。ダイクロイックミラー１３０１が透過させる光の波長帯域は、可視光の波長帯域を含む。また、ダイクロイックミラー１３０１が反射する光の波長帯域は、赤外光の波長帯域を含む。【００１３】
ダイクロイックミラー１３０１を透過した光の結像位置では、可視光成分の光学像が結像される。一方、ダイクロイックミラー１３０１により反射された光の結像位置には、赤外光成分の光学像が結像される。【００１４】
ダイクロイックミラー１３０１により反射された光は、励起光カットフィルタ１３０２に入射する。励起光カットフィルタ１３０２に入射する光は、赤外光を含む。赤外光は、励起光と蛍光とを含む。励起光カットフィルタ１３０２は、励起光を遮断し、蛍光を透過させる。図２２は、励起光カットフィルタ１３０２の透過特性を示している。図２２に示すグラフの横軸は波長であり、縦軸は透過率である。励起光カットフィルタ１３０２は、波長が約８００ｎｍ未満である波長帯域の光を遮断する。また、励起光カットフィルタ１３０２は、波長が約８００ｎｍ以上である波長帯域の光を透過させる。励起光カットフィルタ１３０２が遮断する光の波長帯域は、励起光の波長帯域を含む。励起光カットフィルタ１３０２が透過させる光の波長帯域は、蛍光の波長帯域を含む。【００１５】
励起光カットフィルタ１３０２を透過した蛍光はイメージセンサ１３０３に入射する。イメージセンサ１３０３は、蛍光に基づくＩＲ信号を生成する。【００１６】
図２３は、被写体１０６０に投与されるＩＣＧの特性を示している。図２３に示すグラフの横軸は波長であり、縦軸は強度である。図２３では、ＩＣＧを励起する励起光の特性と、ＩＣＧが発する蛍光の特性とが示されている。励起光のピーク波長は約７７０ｎｍであり、蛍光のピーク波長は約８２０ｎｍである。したがって、波長が約７５０ｎｍから約７８０ｎｍである励起光が被写体１０６０に照射された場合、波長が約８００ｎｍから約８５０ｎｍである蛍光が被写体１０６０から発生する。被写体１０６０から発生した蛍光を検出することにより、癌の有無を検出することができる。図２０に示すように、バンドパスフィルタ１１０１は、波長が約７５０ｎｍから約７８０ｎｍである励起光を透過させ、波長が約８００ｎｍから約８５０ｎｍである蛍光を遮断する。また、図２２に示すように、励起光カットフィルタ１３０２は、波長が約７５０ｎｍから約７８０ｎｍである励起光を遮断する。このため、イメージセンサ１３０３は蛍光のみを検出することができる。【００１７】
ダイクロイックミラー１３０１を透過した可視光帯域の光は、ダイクロイックプリズム１３０４に入射する。ダイクロイックプリズム１３０４は、可視光帯域の光を、赤波長帯域の光（赤色光）と、緑波長帯域の光（緑色光）と、青波長帯域の光（青色光）とに分割する。ダイクロイックプリズム１３０４を通過した赤色光はイメージセンサ１３０５に入射する。イメージセンサ１３０５は、赤色光に基づくＲ信号を生成する。ダイクロイックプリズム１３０４を通過した緑色光はイメージセンサ１３０６に入射する。イメージセンサ１３０６は、緑色光に基づくＧ信号を生成する。ダイクロイックプリズム１３０４を通過した青色光はイメージセンサ１３０７に入射する。イメージセンサ１３０７は、青色光に基づくＢ信号を生成する。【００１８】
プロセッサ１０４０は、Ｒ信号と、Ｇ信号と、Ｂ信号とから可視光画像信号を生成し、ＩＲ信号から蛍光画像信号を生成する。モニタ１０５０は、可視光画像信号に基づく可視光画像と、蛍光画像信号に基づく蛍光画像とを表示する。例えば、モニタ１０５０は、同じ時刻で取得された可視光画像と蛍光画像とを並べて表示する。あるいは、モニタ１０５０は、同じ時刻で取得された可視光画像と蛍光画像とを重ねて表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】日本国特開平１０−２０１７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
撮像手段を内蔵したカメラヘッド１０３０には、高画質な可視光画像と蛍光画像とを同時に取得するためのダイクロイックミラー１３０１とダイクロイックプリズム１３０４とが設けられている。つまり、被写体１０６０からの光を蛍光と可視光とに分割するためのダイクロイックミラー１３０１と、可視光を各色の光に分割するためのダイクロイックプリズム１３０４とが設けられている。この構成では、ダイクロイックミラー１３０１とダイクロイックプリズム１３０４との配置に応じてカメラヘッド１０３０が大きくなる、または重くなる。このため、内視鏡の操作性が低下しやすい。【００２１】
励起光カットフィルタ１３０２が設けられていない内視鏡装置が考えられる。この内視鏡装置では、イメージセンサ１３０３が赤外光を検出することが可能である。つまり、この内視鏡装置は、高画質な可視光画像と赤外光画像とを同時に取得することが可能である。この内視鏡装置において、上記と同様の事情がある。【００２２】
本発明は、小型化または軽量化が可能な撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の第１の態様によれば、撮像装置は、光分割部と、第１の撮像部と、第２の撮像部と、演算部とを有する。前記光分割部は、被写体からの第１の光を第２の光と第３の光とに分割する。前記第１の光は前記第２の光と前記第３の光とを含む。前記第２の光は、赤外光と、緑色光および青色光の少なくとも１つとを含む。前記第３の光は赤色光を含む。前記第２の光が前記青色光を含み前記緑色光を含まない場合、前記第３の光はさらに前記緑色光を含む。前記第２の光が前記緑色光を含み前記青色光を含まない場合、前記第３の光はさらに前記青色光を含む。前記赤外光の波長は前記赤色光の波長よりも長い。前記赤色光の波長は前記緑色光の波長よりも長い。前記緑色光の波長は前記青色光の波長よりも長い。前記第１の撮像部は、第１の受光領域と第２の受光領域とを有する。前記光分割部を通過した前記第２の光は前記第１の受光領域に入射する。前記第１の受光領域は、前記青色光に基づくＢ信号と、前記緑色光に基づくＧ信号との少なくとも１つを生成する。前記第１の受光領域を透過した前記赤外光は前記第２の受光領域に入射する。前記第２の受光領域は、前記赤外光に基づくＩＲ信号を生成する。前記第２の撮像部は、前記光分割部を通過した前記第３の光に含まれる前記赤色光に基づくＲ信号を生成する。前記光分割部を通過した前記第３の光が前記緑色光を含み前記青色光を含まない場合には、前記第２の撮像部は前記Ｇ信号を生成する。前記光分割部を通過した前記第３の光が前記青色光を含み前記緑色光を含まない場合には、前記第２の撮像部は前記Ｂ信号を生成する。前記演算部は、前記Ｒ信号と、前記Ｇ信号と、前記Ｂ信号とから可視光画像信号を生成し、前記ＩＲ信号から赤外光画像信号を生成する。【００２４】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、前記光分割部を通過した前記第２の光は、前記赤外光と、前記青色光および前記緑色光のいずれか１つとを含んでもよい。前記第３の光が前記緑色光を含む場合には前記光分割部はさらに、前記第３の光を前記赤色光と前記緑色光とに分割してもよい。前記第３の光が前記青色光を含む場合には前記光分割部はさらに、前記第３の光を前記赤色光と前記青色光とに分割してもよい。前記第２の撮像部は、第３の撮像部と第４の撮像部とを有してもよい。前記第３の撮像部は、前記光分割部を通過した前記赤色光に基づく前記Ｒ信号を生成してもよい。前記第３の光が前記緑色光を含む場合には、前記第４の撮像部は、前記光分割部を通過した前記緑色光に基づく前記Ｇ信号を生成してもよい。前記第３の光が前記青色光を含む場合には、前記第４の撮像部は、前記光分割部を通過した前記青色光に基づく前記Ｂ信号を生成してもよい。【００２５】
本発明の第３の態様によれば、第１の態様において、前記撮像装置は、前記被写体から前記光分割部までの光路に配置された励起光カットフィルタをさらに有してもよい。前記被写体からの前記第１の光における前記第２の光に含まれる前記赤外光は励起光と蛍光とを含んでもよい。前記蛍光の波長は前記励起光の波長よりも長くてもよい。前記被写体からの前記第１の光は前記励起光カットフィルタに入射してもよい。前記励起光カットフィルタは、前記励起光を遮断し、前記蛍光と、前記赤色光と、前記緑色光と、前記青色光とを透過させてもよい。前記光分割部は、前記励起光カットフィルタを透過した前記第１の光を前記第２の光と前記第３の光とに分割してもよい。前記第１の受光領域を透過した前記蛍光は前記第２の受光領域に入射してもよい。前記第２の受光領域は、前記蛍光に基づく前記ＩＲ信号を生成してもよい。【００２６】
本発明の第４の態様によれば、第３の態様において、前記第２の受光領域は、前記励起光カットフィルタが遮断可能な波長帯域の下限の波長以上の波長を有する光に対する感度を有してもよい。【００２７】
本発明の第５の態様によれば、第１の態様において、前記撮像装置は、前記光分割部から前記第１の撮像部までの光路に配置された励起光カットフィルタをさらに有してもよい。前記被写体からの前記第１の光における前記第２の光に含まれる前記赤外光は励起光と蛍光とを含んでもよい。前記蛍光の波長は前記励起光の波長よりも長くてもよい。前記光分割部を通過した前記第２の光は前記励起光カットフィルタに入射してもよい。前記励起光カットフィルタは、前記励起光を遮断し、前記蛍光と、前記緑色光および前記青色光の少なくとも１つとを透過させてもよい。前記第１の受光領域を透過した前記蛍光は前記第２の受光領域に入射してもよい。前記第２の受光領域は、前記蛍光に基づく前記ＩＲ信号を生成してもよい。【００２８】
本発明の第６の態様によれば、第５の態様において、前記励起光カットフィルタは、前記第１の撮像部の前記第１の受光領域の表面に配置されてもよい。【００２９】
本発明の第７の態様によれば、第５の態様において、前記励起光カットフィルタは、有機材料を含んでもよい。前記有機材料は、前記励起光を遮断し、前記緑色光および前記青色光の少なくとも１つと、前記蛍光とを透過させてもよい。【００３０】
本発明の第８の態様によれば、第１の態様において、前記第１の撮像部は、半導体基板を有してもよい。前記第１の受光領域と前記第２の受光領域とは前記半導体基板に配置されてもよい。前記第１の受光領域と前記第２の受光領域とは積層されてもよい。【００３１】
本発明の第９の態様によれば、第１の態様において、前記第１の撮像部は、第１の半導体基板と第２の半導体基板とを有してもよい。前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板とは積層されてもよい。前記第１の受光領域は前記第１の半導体基板に配置されてもよい。前記第２の受光領域は前記第２の半導体基板に配置されてもよい。【００３２】
本発明の第１０の態様によれば、第９の態様において、前記撮像装置は、前記被写体から前記光分割部までの光路に配置された励起光カットフィルタをさらに有してもよい。前記被写体からの前記第１の光に含まれる前記第２の光は前記赤外光と前記青色光とを含んでもよい。前記赤外光は励起光と蛍光とを含んでもよい。前記蛍光の波長は前記励起光の波長よりも長くてもよい。前記被写体からの前記第１の光に含まれる前記第３の光は前記赤色光と前記緑色光とを含んでもよい。前記被写体からの前記第１の光は前記励起光カットフィルタに入射してもよい。前記励起光カットフィルタは、前記励起光を遮断し、前記蛍光と、前記赤色光と、前記緑色光と、前記青色光とを透過させてもよい。前記光分割部は、前記励起光カットフィルタを透過した前記第１の光を前記第２の光と前記第３の光とに分割してもよい。前記第１の撮像部は、青色光カットフィルタをさらに有してもよい。前記青色光カットフィルタは前記第１の半導体基板と前記２の半導体基板との間に配置されてもよい。前記第１の半導体基板と、前記青色光カットフィルタと、前記第２の半導体基板とは積層されてもよい。前記第１の受光領域は、前記青色光に基づく前記Ｂ信号を生成してもよい。前記第１の受光領域を透過した前記蛍光と前記青色光とは前記青色光カットフィルタに入射してもよい。前記青色光カットフィルタは、前記青色光を遮断し、前記蛍光を透過させてもよい。前記青色光カットフィルタを透過した前記蛍光は前記第２の受光領域に入射してもよい。前記第２の受光領域は、前記蛍光に基づく前記ＩＲ信号を生成してもよい。前記第２の撮像部は、前記赤色光に基づく前記Ｒ信号と、前記緑色光に基づく前記Ｇ信号とを生成してもよい。【００３３】
本発明の第１１の態様によれば、第９の態様において、前記撮像装置は、前記光分割部から前記第１の撮像部までの光路に配置された励起光カットフィルタをさらに有してもよい。前記被写体からの前記第１の光に含まれる前記第２の光は前記赤外光と前記青色光とを含んでもよい。前記赤外光は励起光と蛍光とを含んでもよい。前記蛍光の波長は前記励起光の波長よりも長くてもよい。前記被写体からの前記第１の光に含まれる前記第３の光は前記赤色光と前記緑色光とを含んでもよい。前記光分割部を通過した前記第２の光は前記励起光カットフィルタに入射してもよい。前記励起光カットフィルタは、前記励起光を遮断し、前記蛍光と前記青色光とを透過させてもよい。前記第１の撮像部は、青色光カットフィルタをさらに有してもよい。前記青色光カットフィルタは前記第１の半導体基板と前記２の半導体基板との間に配置されてもよい。前記第１の半導体基板と、前記青色光カットフィルタと、前記第２の半導体基板とは積層されてもよい。前記第１の受光領域は、前記青色光に基づく前記Ｂ信号を生成してもよい。前記第１の受光領域を透過した前記蛍光と前記青色光とは前記青色光カットフィルタに入射してもよい。前記青色光カットフィルタは、前記青色光を遮断し、前記蛍光を透過させてもよい。前記青色光カットフィルタを透過した前記蛍光は前記第２の受光領域に入射してもよい。前記第２の受光領域は、前記蛍光に基づく前記ＩＲ信号を生成してもよい。前記第２の撮像部は、前記赤色光に基づく前記Ｒ信号と、前記緑色光に基づく前記Ｇ信号とを生成してもよい。【００３４】
本発明の第１２の態様によれば、第３または第５の態様において、前記被写体からの前記第１の光に含まれる前記第２の光は前記赤外光と前記青色光とを含んでもよい。前記被写体からの前記第１の光に含まれる前記第３の光は前記赤色光と前記緑色光とを含んでもよい。前記第１の受光領域は、前記蛍光と前記青色光とに基づく前記Ｂ信号を生成してもよい。前記第２の撮像部は、前記赤色光に基づく前記Ｒ信号と、前記緑色光に基づく前記Ｇ信号とを生成してもよい。前記演算部は、前記蛍光に対する前記第１の受光領域の感度と、前記蛍光に対する前記第２の受光領域の感度と、前記第２の受光領域で生成された前記ＩＲ信号とに基づいて、前記第１の受光領域で生成された前記Ｂ信号から前記蛍光に由来する成分を取り除くことにより、前記青色光のみに基づく前記Ｂ信号を生成してもよい。
【発明の効果】
【００３５】
上記の各態様によれば、第１の撮像部によって、青色光および緑色光の少なくとも１つと、赤外光とが検出される。このため、赤外光のみを他の光から分離するための光学素子は必要ない。この結果、撮像装置の小型化または軽量化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の励起光カットフィルタの特性を示すグラフである。
【図３】本発明の第１の実施形態のダイクロイックプリズムの構成を示す概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のダイクロイックプリズムの特性を示すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施形態のダイクロイックプリズムの特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施形態のイメージセンサの構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のイメージセンサの構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態のイメージセンサの構成を示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における第１の変形例の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態における第２の変形例の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態における第２の変形例のイメージセンサの画素配列を示す参考図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態のダイクロイックプリズムの特性を示すグラフである。
【図１４】本発明の第３の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態の励起光カットフィルタの特性を示すグラフである。
【図１６】本発明の第４の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態のイメージセンサの画素配列を示す参考図である。
【図１９】従来の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】バンドパスフィルタの特性を示すグラフである。
【図２１】ダイクロイックミラーの特性を示すグラフである。
【図２２】励起光カットフィルタの特性を示すグラフである。
【図２３】インドシアニングリーン（ＩＣＧ）の特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。以下の各実施形態では、撮像装置の一例である内視鏡装置について説明する。本発明は、撮像機能を有する装置、システム、およびモジュール等に適用可能である。
【００３８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置１ａの構成を示している。図１に示すように、内視鏡装置１ａは、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ａと、演算部４０と、モニタ５０とを有する。図１では、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ａとの概略構成が示されている。
【００３９】
光源部１０は、光源１００と、バンドパスフィルタ１０１と、コンデンサレンズ１０２とを有する。光源１００は、可視光の波長帯域から赤外光の波長帯域までの波長の光を発する。可視光の波長帯域は、赤波長帯域と、緑波長帯域と、青波長帯域とを含む。赤波長帯域は、緑波長帯域よりも波長が長い帯域である。緑波長帯域は、青波長帯域よりも波長が長い帯域である。赤外光の波長帯域は、赤波長帯域よりも波長が長い帯域である。赤外光の波長帯域は、励起光の波長帯域と蛍光の波長帯域とを含む。蛍光の波長帯域は、赤外光の波長帯域において励起光の波長帯域よりも波長が長い帯域である。つまり、赤外光の波長は赤色光の波長よりも長い。赤色光の波長は緑色光の波長よりも長い。緑色光の波長は青色光の波長よりも長い。光源１００が発する赤外光の波長帯域は、少なくとも励起光の波長低域を含んでいればよい。
【００４０】
バンドパスフィルタ１０１は、光源１００の照明光路中に設けられている。バンドパスフィルタ１０１は、可視光と励起光とのみを透過させる。コンデンサレンズ１０２は、バンドパスフィルタ１０１を透過した光を集光する。
【００４１】
バンドパスフィルタ１０１の透過特性は、図２０に示す透過特性と同様である。バンドパスフィルタ１０１は、波長が約３７０ｎｍから約８００ｎｍである波長帯域の光を透過させる。また、バンドパスフィルタ１０１は、波長が約３７０ｎｍ未満である波長帯域の光と、波長が約８００ｎｍ以上である波長帯域の光とを遮断する。バンドパスフィルタ１０１が透過させる光の波長帯域は、可視光の波長帯域と励起光の波長帯域とを含む。励起光の波長帯域は、波長が約７５０ｎｍから約７８０ｎｍの帯域である。バンドパスフィルタ１０１が遮断する光の波長帯域は、蛍光の波長帯域を含む。蛍光の波長帯域は、波長が約８００ｎｍから約８５０ｎｍの帯域である。
【００４２】
内視鏡スコープ部２０は、ライトガイド２００と、照明レンズ２０１と、対物レンズ２０２と、イメージガイド２０３とを有する。光源１００からの光は、バンドパスフィルタ１０１とコンデンサレンズ１０２とを介して、ライトガイド２００に入射する。ライトガイド２００は、光源１００からの光を内視鏡スコープ部２０の先端部に伝送する。ライトガイド２００によって伝送された光は、照明レンズ２０１により被写体６０に照射される。
【００４３】
内視鏡スコープ部２０の先端部において、照明レンズ２０１に隣接して対物レンズ２０２が設けられている。被写体６０によって反射された光と、被写体６０から発生した蛍光とが対物レンズ２０２に入射する。被写体６０によって反射された光は、可視光と励起光とを含む。つまり、可視光と、励起光と、蛍光とを含む光が対物レンズ２０２に入射する。対物レンズ２０２は、上記の光を結像する。
【００４４】
対物レンズ２０２の結像位置にはイメージガイド２０３の先端面が配置されている。イメージガイド２０３は、その先端面に結像された光学像を後端面に伝送する。
【００４５】
カメラヘッド３０ａは、結像レンズ３００と、励起光カットフィルタ３０１ａと、ダイクロイックプリズム３０２ａ（光分割部）と、イメージセンサ３０３ａ（第１の撮像部）と、イメージセンサ３０４（第２の撮像部、第３の撮像部）と、イメージセンサ３０５ａ（第２の撮像部、第４の撮像部）とを有する。結像レンズ３００は、イメージガイド２０３の後端面に対向するように配置されている。結像レンズ３００は、イメージガイド２０３により伝送された光学像をイメージセンサ３０３ａと、イメージセンサ３０４と、イメージセンサ３０５ａとに結像する。
【００４６】
被写体６０からの第１の光は、第２の光と第３の光とを含む。第２の光は、赤外光と青色光とを含む。赤外光は励起光と蛍光とを含む。蛍光の波長は励起光の波長よりも長い。第３の光は、赤色光と緑色光とを含む。
【００４７】
結像レンズ３００から結像レンズ３００の結像位置までの光路に励起光カットフィルタ３０１ａが配置されている。結像レンズ３００を通過した第１の光、つまり被写体６０からの第１の光は励起光カットフィルタ３０１ａに入射する。励起光カットフィルタ３０１ａは、励起光を遮断し、蛍光と、赤色光と、緑色光と、青色光とを透過させる。励起光カットフィルタ３０１ａを通過する第１の光に含まれる第２の光は、蛍光と青色光とを含む。励起光カットフィルタ３０１ａを通過する第１の光に含まれる第３の光は、赤色光と緑色光とを含む。励起光カットフィルタ３０１ａは、被写体６０からダイクロイックプリズム３０２ａまでの光路に配置されていればよい。
【００４８】
図２は、励起光カットフィルタ３０１ａの透過特性を示している。図２に示すグラフの横軸は波長であり、縦軸は透過率である。励起光カットフィルタ３０１ａは、波長が約７００ｎｍから約８００ｎｍである波長帯域の光を遮断する。また、励起光カットフィルタ３０１ａは、波長が約７００ｎｍ未満である波長帯域の光と、波長が約８００ｎｍ以上である波長帯域の光とを透過させる。励起光カットフィルタ３０１ａが遮断する光の波長帯域は、励起光の波長帯域を含む。励起光カットフィルタ３０１ａが透過させる光の波長帯域は、可視光の波長帯域と蛍光の波長帯域とを含む。
【００４９】
励起光カットフィルタ３０１ａを透過した第１の光は、ダイクロイックプリズム３０２ａに入射する。ダイクロイックプリズム３０２ａは、励起光カットフィルタ３０１ａを透過した第１の光、つまり被写体６０からの第１の光を第２の光と第３の光とに分割する。ダイクロイックプリズム３０２ａに入射する第２の光に含まれる赤外光は、蛍光を含み、励起光を含まない。したがって、ダイクロイックプリズム３０２ａに入射する第２の光は、蛍光と青色光とを含む。ダイクロイックプリズム３０２ａは、第３の光を赤色光と緑色光とに分割する。
【００５０】
図３は、ダイクロイックプリズム３０２ａの構成を示している。図３では、励起光カットフィルタ３０１ａとダイクロイックプリズム３０２ａとの概略構成が示されている。ダイクロイックプリズム３０２ａは、反射面３０２０と、反射面３０２１と、出射面３０２２と、出射面３０２３と、出射面３０２４とを有する。薄膜が反射面３０２０と反射面３０２１とに形成されている。薄膜は、特定の波長の光を透過させ、それ以外の波長の光を反射する。このため、反射面３０２０と反射面３０２１とは、光を分割する特性を有する。
【００５１】
励起光カットフィルタ３０１ａを透過した第１の光はダイクロイックプリズム３０２ａに入射する。ダイクロイックプリズム３０２ａに入射した第１の光は反射面３０２０に入射する。反射面３０２０は、第２の光を反射し、第３の光を透過させる。図４は、反射面３０２０の反射特性を示している。図４に示すグラフの横軸は波長であり、縦軸は反射率である。反射面３０２０は、波長が約４００ｎｍから約５００ｎｍである波長帯域の光と、波長が約７３０ｎｍ以上である波長帯域の光とを反射する。また、反射面３０２０は、波長が約４００ｎｍ未満である波長帯域の光と、波長が約５００ｎｍから約７３０ｎｍである波長帯域の光とを透過させる。反射面３０２０が反射する光の波長帯域は、青波長帯域と蛍光の波長帯域とを含む。反射面３０２０が透過させる光の波長帯域は、緑波長帯域と赤波長帯域とを含む。
【００５２】
イメージセンサ３０４とイメージセンサ３０５ａとは、４００ｎｍ未満の波長の光に対する感度を有していない。このため、４００ｎｍ未満の波長帯域の光に対する反射面３０２０の反射特性は任意であってよい。また、図２に示すように、励起光カットフィルタ３０１ａは、波長が約７００ｎｍから約８００ｎｍである波長帯域の光を遮断可能である。したがって、７００ｎｍから８００ｎｍの波長帯域の光に対する反射面３０２０の反射特性は任意であってよい。つまり、反射面３０２０は、励起光カットフィルタ３０１ａが遮断可能な波長帯域の下限の波長以上の波長を有する光を反射する特性を有していればよい。励起光カットフィルタ３０１ａが遮断可能な波長帯域は、励起光の波長を含む。反射面３０２０によって反射された第２の光は、出射面３０２２からイメージセンサ３０３ａの方向に出射される。
【００５３】
反射面３０２０を透過した第３の光は、反射面３０２１に入射する。反射面３０２１は、赤色光を反射し、緑色光を透過させる。図５は、反射面３０２１の反射特性を示している。図５に示すグラフの横軸は波長であり、縦軸は反射率である。反射面３０２１は、波長が約６００ｎｍ以上である波長帯域の光を反射する。また、反射面３０２１は、波長が約６００ｎｍ未満である波長帯域の光を透過させる。反射面３０２１が反射する光の波長帯域は、赤波長帯域を含む。反射面３０２１が透過させる光の波長帯域は、緑波長帯域を含む。反射面３０２１によって反射された赤色光は、出射面３０２３からイメージセンサ３０４の方向に出射される。反射面３０２１を透過した緑色光は、出射面３０２４からイメージセンサ３０５ａの方向に出射される。
【００５４】
ダイクロイックプリズム３０２ａの出射面３０２２から出射された第２の光、つまりダイクロイックプリズム３０２ａを通過した第２の光はイメージセンサ３０３ａに入射する。イメージセンサ３０３ａは、第２の光に含まれる赤外光に基づくＩＲ信号と、第２の光に含まれる青色光に基づくＢ信号とを生成する。ダイクロイックプリズム３０２ａを通過した第２の光に含まれる赤外光は、蛍光を含み、励起光を含まない。このため、イメージセンサ３０３ａは、第２の光に含まれる蛍光に基づくＩＲ信号を生成する。
【００５５】
ダイクロイックプリズム３０２ａの出射面３０２３から出射された赤色光、つまりダイクロイックプリズム３０２ａを通過した赤色光はイメージセンサ３０４に入射する。イメージセンサ３０４は、赤色光に基づくＲ信号を生成する。ダイクロイックプリズム３０２ａの出射面３０２４から出射された緑色光、つまりダイクロイックプリズム３０２ａを通過した緑色光はイメージセンサ３０５ａに入射する。イメージセンサ３０５ａは、緑色光に基づくＧ信号を生成する。
【００５６】
演算部４０は、Ｒ信号と、Ｇ信号と、Ｂ信号とから可視光画像信号を生成し、ＩＲ信号から赤外光画像信号を生成する。可視光画像信号は、可視光画像を表示するための信号である。赤外光画像信号は、赤外光画像を表示するための信号である。ＩＲ信号は、赤外光に含まれる蛍光成分に基づくので、赤外光画像信号は蛍光画像信号である。演算部４０は、Ｒ信号と、Ｇ信号と、Ｂ信号と、ＩＲ信号との少なくとも１つに対して、補間処理等の画像処理を行ってもよい。例えば、演算部４０はプロセッサである。
【００５７】
モニタ５０は、可視光画像信号に基づく可視光画像と、蛍光画像信号に基づく蛍光画像とを表示する。例えば、モニタ５０は、同じ時刻で取得された可視光画像と蛍光画像とを並べて表示する。あるいは、モニタ５０は、同じ時刻で取得された可視光画像と蛍光画像とを重ねて表示する。
【００５８】
図６は、イメージセンサ３０３ａの構成の第１の例を示している。図６では、イメージセンサ３０３ａの断面が示されている。図６に示すように、イメージセンサ３０３ａは、半導体基板３０３０を有する。また、イメージセンサ３０３ａは、受光領域３０３１（第１の受光領域）と、受光領域３０３２（第２の受光領域）とを有する。受光領域３０３１と受光領域３０３２とは半導体基板３０３０に配置されている。受光領域３０３１と受光領域３０３２とは、積層されている。
【００５９】
ダイクロイックプリズム３０２ａを通過した第２の光は受光領域３０３１に入射する。受光領域３０３１は、青色光に対する感度を有する。受光領域３０３１は、青色光に基づくＢ信号を生成する。受光領域３０３１を透過した赤外光は受光領域３０３２に入射する。受光領域３０３２は、赤外光に対する感度を有する。受光領域３０３２は、赤外光に基づくＩＲ信号を生成する。ダイクロイックプリズム３０２ａを通過した第２の光に含まれる赤外光は、蛍光を含み、励起光を含まない。このため、受光領域３０３１を透過した蛍光は受光領域３０３２に入射する。受光領域３０３２は、蛍光に基づくＩＲ信号を生成する。
【００６０】
受光領域３０３２は、励起光カットフィルタ３０１ａが遮断可能な波長帯域の下限の波長以上の波長を有する光に対する感度を有していればよい。励起光カットフィルタ３０１ａが遮断可能な波長帯域は、励起光の波長を含む。
【００６１】
図７は、イメージセンサ３０３ａの構成の第２の例を示している。図７では、イメージセンサ３０３ａの断面が示されている。図７に示すように、イメージセンサ３０３ａは、半導体基板３０３０ａ（第１の半導体基板）と、半導体基板３０３０ｂ（第２の半導体基板）と、接続部３０３３とを有する。また、イメージセンサ３０３ａは、受光領域３０３１（第１の受光領域）と、受光領域３０３２（第２の受光領域）とを有する。半導体基板３０３０ａと半導体基板３０３０ｂとは、積層されている。受光領域３０３１は半導体基板３０３０ａに配置されている。受光領域３０３２は半導体基板３０３０ｂに配置されている。
【００６２】
半導体基板３０３０ａと半導体基板３０３０ｂとは、接続部３０３３により接続されている。図７では、接続部３０３３は、半導体基板３０３０ａと半導体基板３０３０ｂとの端部に配置されている。しかし、接続部３０３３の位置は、半導体基板３０３０ａと半導体基板３０３０ｂとの端部に限らない。
【００６３】
受光領域３０３１は、青色光に基づくＢ信号を生成する。受光領域３０３２は、赤外光すなわち蛍光に基づくＩＲ信号を生成する。
【００６４】
図８は、イメージセンサ３０３ａの構成の第３の例を示している。図８では、イメージセンサ３０３ａの断面が示されている。図８に示すように、イメージセンサ３０３ａは、半導体基板３０３０ａ（第１の半導体基板）と、半導体基板３０３０ｂ（第２の半導体基板）と、接続部３０３３とを有する。また、イメージセンサ３０３ａは、受光領域３０３１（第１の受光領域）と、受光領域３０３２（第２の受光領域）とを有する。受光領域３０３１は半導体基板３０３０ａに配置されている。受光領域３０３２は半導体基板３０３０ｂに配置されている。また、イメージセンサ３０３ａは、青色光カットフィルタ３０３４を有する。青色光カットフィルタ３０３４は、半導体基板３０３０ａと半導体基板３０３０ｂとの間に配置されている。半導体基板３０３０ａと、青色光カットフィルタ３０３４と、半導体基板３０３０ｂとは、積層されている。
【００６５】
半導体基板３０３０ａと半導体基板３０３０ｂとは、接続部３０３３により接続されている。図８では、接続部３０３３は、半導体基板３０３０ａと半導体基板３０３０ｂとの端部に配置されている。しかし、接続部３０３３の位置は、半導体基板３０３０ａと半導体基板３０３０ｂとの端部に限らない。
【００６６】
受光領域３０３１は、青色光に基づくＢ信号を生成する。受光領域３０３１を透過した蛍光と青色光とは青色光カットフィルタ３０３４に入射する。青色光カットフィルタ３０３４は、青色光を遮断し、蛍光を透過させる。青色光カットフィルタ３０３４を透過した蛍光は受光領域３０３２に入射する。受光領域３０３２は、蛍光に基づくＩＲ信号を生成する。
【００６７】
青色光カットフィルタ３０３４は、青波長帯域の光を遮断し、蛍光の波長帯域の光を透過させる特性を有していればよい。青波長帯域および蛍光の波長帯域以外の波長帯域に対する青色光カットフィルタ３０３４の特性は任意であってよい。
【００６８】
青色光カットフィルタ３０３４によって青色光が遮断され、蛍光のみが受光領域３０３２に入射する。このため、受光領域３０３２は、蛍光のみを検出することができる。
【００６９】
図６から図８では、光路上で被写体により近い位置に受光領域３０３１が配置されている。例えば、半導体基板３０３０と、半導体基板３０３０ａと、半導体基板３０３０ｂとはシリコンで構成されている。波長がより短い光に対するシリコンの吸収率は高い。また、波長がより長い光に対するシリコンの吸収率は低い。このため、波長がより短い光はシリコンの浅い位置で吸収されやすい。また、波長がより長い光はシリコンの深い位置で吸収されやすい。
【００７０】
上記のシリコンの特性を利用するために、波長がより短い青色光が受光領域３０３１で検出される。また、波長がより長い蛍光が受光領域３０３２で検出される。青波長帯域と蛍光の波長帯域とが離れているため、青色光と蛍光とが効率的に検出されやすい。
【００７１】
図６から図８に示す受光領域３０３１が、赤外光に含まれる蛍光の一部を検出する場合がある。つまり、受光領域３０３１と受光領域３０３２とが蛍光を検出する場合がある。受光領域３０３１で検出された蛍光と青色光とに基づく信号から、蛍光の影響を除去することが可能である。受光領域３０３１に入射する第２の光は蛍光と青色光とを含む。受光領域３０３１は、蛍光と青色光とに基づくＢ信号を生成する。演算部４０は、蛍光に対する受光領域３０３１の感度と、蛍光に対する受光領域３０３２の感度と、受光領域３０３２で生成されたＩＲ信号とに基づいて、受光領域３０３１で生成されたＢ信号から蛍光に由来する成分を取り除くことにより、青色光のみに基づくＢ信号を生成する。
【００７２】
例えば、受光領域３０３１で生成されるＢ信号の値Ｓｉｇ＿Ｂは、（１）式で表される。（１）式において、Ｓ＿ｂは青色光に基づく信号の値である。（１）式において、Ｓ＿ｉｒは、イメージセンサ３０３ａに入射する全ての蛍光が受光領域３０３１で検出された場合の信号の値である。（１）式において、αは受光領域３０３１が蛍光を吸収する割合を示している。つまり、αは、蛍光に対する受光領域３０３１の感度を示している。
Ｓｉｇ＿Ｂ＝Ｓ＿ｂ＋α×Ｓ＿ｉｒ    （１）
【００７３】
例えば、受光領域３０３２で生成されるＩＲ信号の値Ｓｉｇ＿ｉｒは、（２）式で表される。（２）式において、Ｓ＿ｉｒは、イメージセンサ３０３ａに入射する全ての蛍光が受光領域３０３２で検出された場合の信号の値である。（２）式において、βは受光領域３０３２が蛍光を吸収する割合を示している。つまり、βは、蛍光に対する受光領域３０３２の感度を示している。
Ｓｉｇ＿ｉｒ＝β×Ｓ＿ｉｒ    （２）
【００７４】
αとβとは、蛍光に対する受光領域３０３１と受光領域３０３２との分光感度から算出することができる。αとβとは、イメージセンサ３０３ａの製造条件に基づくパラメータである。例えば、製造条件は、受光領域３０３１と受光領域３０３２とのそれぞれの光軸方向の厚さである。あるいは、製造条件は、受光領域３０３１と受光領域３０３２とで生成された信号を読み出す読み出し回路のゲインである。
【００７５】
例えば、受光領域３０３１の底が半導体基板３０３０または半導体基板３０３０ａの深さ３μｍの位置にある場合、受光領域３０３１に入射する全ての青色光が受光領域３０３１で検出される。一方、受光領域３０３１に入射する蛍光の約２５％が受光領域３０３１で検出される。受光領域３０３１に入射する蛍光の約７５％は受光領域３０３１を透過する。受光領域３０３２が蛍光を検出する割合は、受光領域３０３２が形成される位置および受光領域３０３２の厚さ等に基づく。
【００７６】
演算部４０は、受光領域３０３２で生成されたＩＲ信号の値Ｓｉｇ＿ｉｒすなわちβ×Ｓ＿ｉｒに、αとβとの比すなわちα／βを乗じることにより、受光領域３０３１で検出された蛍光に基づく信号の値α×Ｓ＿ｉｒを算出することができる。演算部４０は、受光領域３０３２で生成されたＩＲ信号の値Ｓｉｇ＿Ｂから値α×Ｓ＿ｉｒを減算することにより、受光領域３０３１で検出された青色光に基づく信号の値Ｓ＿ｂを算出することができる。この結果、演算部４０は、青色光のみに基づくＢ信号を生成することができる。
【００７７】
第１の実施形態では、イメージセンサ３０３ａによって、青色光と、赤外光すなわち蛍光とが検出される。このため、赤外光すなわち蛍光のみを他の光から分離するための光学素子は必要ない。この結果、撮像装置である内視鏡装置１ａの小型化または軽量化が可能である。
【００７８】
赤色光と緑色光と青色光とのそれぞれを検出する画素と、赤外光を検出する画素とが同一の撮像面に配置されたイメージセンサが考えられる。このイメージセンサは、可視光画像と赤外光画像とを同時に取得することが可能である。しかし、４種類の画素が同一の撮像面に配置されているため、解像度が低い。このイメージセンサと比較して、第１の実施形態の内視鏡装置１ａは、より高画質な画像を取得することができる。
【００７９】
（第１の変形例）
図９は、第１の実施形態における第１の変形例の内視鏡装置１ｂの構成を示している。図９に示すように、内視鏡装置１ｂは、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ｂと、演算部４０と、モニタ５０とを有する。図９では、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ｂとの概略構成が示されている。
【００８０】
図９に示す構成について、図１に示す構成と異なる点を説明する。
【００８１】
カメラヘッド３０ｂは、結像レンズ３００と、励起光カットフィルタ３０１ａと、ダイクロイックプリズム３０２ｂ（光分割部）と、イメージセンサ３０３ｂ（第１の撮像部）と、イメージセンサ３０４（第２の撮像部、第３の撮像部）と、イメージセンサ３０５ｂ（第２の撮像部、第４の撮像部）とを有する。
【００８２】
励起光カットフィルタ３０１ａを透過した第１の光は、ダイクロイックプリズム３０２ｂに入射する。ダイクロイックプリズム３０２ｂは、被写体６０からの第１の光を第２の光と第３の光とに分割する。第２の光は、赤外光と緑色光とを含む。第３の光は、赤色光と青色光とを含む。ダイクロイックプリズム３０２ｂに入射する第２の光に含まれる赤外光は、蛍光を含み、励起光を含まない。したがって、ダイクロイックプリズム３０２ｂに入射する第２の光は、蛍光と緑色光とを含む。ダイクロイックプリズム３０２ｂは、第３の光を赤色光と青色光とに分割する。
【００８３】
ダイクロイックプリズム３０２ｂを通過した第２の光はイメージセンサ３０３ｂに入射する。イメージセンサ３０３ｂは、第２の光に含まれる赤外光すなわち蛍光に基づくＩＲ信号と、第２の光に含まれる緑色光に基づくＧ信号とを生成する。イメージセンサ３０３ｂの構成は、イメージセンサ３０３ａの構成と同様である。ダイクロイックプリズム３０２ｂを通過した青色光はイメージセンサ３０５ｂに入射する。イメージセンサ３０５ｂは、青色光に基づくＢ信号を生成する。
【００８４】
上記以外の点については、図９に示す構成は図１に示す構成と同様である。
【００８５】
（第２の変形例）
図１０は、第１の実施形態における第２の変形例の内視鏡装置１ｃの構成を示している。図１０に示すように、内視鏡装置１ｃは、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ｃと、演算部４０と、モニタ５０とを有する。図１０では、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ｃとの概略構成が示されている。
【００８６】
図１０に示す構成について、図１に示す構成と異なる点を説明する。
【００８７】
カメラヘッド３０ｃは、結像レンズ３００と、励起光カットフィルタ３０１ａと、ダイクロイックプリズム３０２ａ（光分割部）と、イメージセンサ３０３ｃ（第１の撮像部）と、イメージセンサ３０４（第２の撮像部、第３の撮像部）と、イメージセンサ３０５ａ（第２の撮像部、第４の撮像部）とを有する。
【００８８】
ダイクロイックプリズム３０２ａを通過した第２の光はイメージセンサ３０３ｃに入射する。イメージセンサ３０３ｃは、第２の光に含まれる赤外光すなわち蛍光に基づくＩＲ信号と、第２の光に含まれる青色光に基づくＢ信号とを生成する。
【００８９】
図１１は、イメージセンサ３０３ｃの画素配列を示している。イメージセンサ３０３ｃは、複数の画素３０３５ａと、複数の画素３０３５ｂとを有する。複数の画素３０３５ａと複数の画素３０３５ｂとは、行列状に配置されている。青色光を透過するフィルタが複数の画素３０３５ａの表面に配置されている。赤外光すなわち蛍光を透過するフィルタが複数の画素３０３５ｂの表面に配置されている。複数の画素３０３５ａは、青色光に基づくＢ信号を生成する。複数の画素３０３５ｂは、赤外光すなわち蛍光に基づくＩＲ信号を生成する。
【００９０】
イメージセンサ３０４の１画素およびイメージセンサ３０５ａの１画素と、２つの画素３０３５ａおよび２つの画素３０３５ｂとが対応する。画素数を合わせるために、演算部４０は、イメージセンサ３０４の１画素およびイメージセンサ３０５ａの１画素に対応する２つの画素３０３５ａが生成するＢ信号を加算平均し、Ｂ信号の画素数を２分の１にした後、Ｒ信号と、Ｇ信号と、Ｂ信号とから可視光画像信号を生成してもよい。
【００９１】
上記以外の点については、図１０に示す構成は図１に示す構成と同様である。
【００９２】
イメージセンサ３０３ｃの画素サイズは、イメージセンサ３０４の画素サイズおよびイメージセンサ３０５ａの画素サイズよりも小さくなりうる。例えば、イメージセンサ３０３ｃの画素サイズは、イメージセンサ３０４の画素サイズおよびイメージセンサ３０５ａの画素サイズの２分の１である。内視鏡装置１ｃによって取得される可視光画像と蛍光画像との解像度は、内視鏡装置１ａによって取得される可視光画像と蛍光画像との解像度と同等でありうる。
【００９３】
（第２の実施形態）
図１２は、本発明の第２の実施形態の内視鏡装置１ｄの構成を示している。図１２に示すように、内視鏡装置１ｄは、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ｄと、演算部４０と、モニタ５０とを有する。図１２では、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ｄとの概略構成が示されている。
【００９４】
図１２に示す構成について、図１に示す構成と異なる点を説明する。
【００９５】
カメラヘッド３０ｄは、結像レンズ３００と、励起光カットフィルタ３０１ｄと、ダイクロイックプリズム３０２ａ（光分割部）と、イメージセンサ３０３ａ（第１の撮像部）と、イメージセンサ３０４（第２の撮像部、第３の撮像部）と、イメージセンサ３０５ａ（第２の撮像部、第４の撮像部）とを有する。
【００９６】
図３に示すように、ダイクロイックプリズム３０２ａは、第２の光を出射する面すなわち出射面３０２２を有する。励起光カットフィルタ３０１ｄは、出射面３０２２に配置されている。励起光カットフィルタ３０１ｄは、ダイクロイックプリズム３０２ａと接触している。励起光カットフィルタ３０１ｄの透過特性は、図２に示す特性と同様である。
【００９７】
被写体６０からの第１の光に含まれる第２の光は赤外光と青色光とを含む。赤外光は励起光と蛍光とを含む。蛍光の波長は励起光の波長よりも長い。ダイクロイックプリズム３０２ａの出射面３０２２から出射された第２の光、つまりダイクロイックプリズム３０２ａを通過した第２の光は、励起光カットフィルタ３０１ｄに入射する。励起光カットフィルタ３０１ｄは、励起光を遮断し、蛍光と青色光とを透過させる。励起光カットフィルタ３０１ｄは、ダイクロイックプリズム３０２ａからイメージセンサ３０３ａまでの光路に配置されていればよい。励起光カットフィルタ３０１ｄを透過した蛍光と青色光とは、イメージセンサ３０３ａに入射する。
【００９８】
ダイクロイックプリズム３０２ａの反射面３０２０の反射特性は、第１の実施形態における反射面３０２０の反射特性と異なる。結像レンズ３００を通過した第１の光はダイクロイックプリズム３０２ａに入射する。ダイクロイックプリズム３０２ａに入射した第１の光は反射面３０２０に入射する。反射面３０２０は、第２の光を反射し、第３の光を透過させる。図１３は、反射面３０２０の反射特性を示している。図１３に示すグラフの横軸は波長であり、縦軸は反射率である。反射面３０２０は、波長が約４００ｎｍから約５００ｎｍである波長帯域の光と、波長が約７００ｎｍ以上である波長帯域の光とを反射する。また、反射面３０２０は、波長が約４００ｎｍ未満である波長帯域の光と、波長が約５００ｎｍから約７００ｎｍである波長帯域の光とを透過させる。反射面３０２０が反射する光の波長帯域は、青波長帯域と、励起光の波長帯域と、蛍光の波長帯域とを含む。反射面３０２０が透過させる光の波長帯域は、緑波長帯域と赤波長帯域とを含む。
【００９９】
イメージセンサ３０４とイメージセンサ３０５ａとは、４００ｎｍ未満の波長の光に対する感度を有していない。このため、４００ｎｍ未満の波長帯域の光に対する反射面３０２０の反射特性は任意であってよい。イメージセンサ３０４に赤外光を入射させないために、反射面３０２０は、波長が約７００ｎｍ以上である波長帯域の光を反射する。また、図２に示すように、励起光カットフィルタ３０１ｄは、波長が約７００ｎｍから約８００ｎｍである波長帯域の光を遮断可能である。励起光カットフィルタ３０１ｄが遮断可能な波長帯域は、励起光の波長を含む。
【０１００】
上記以外の点については、図１２に示す構成は図１に示す構成と同様である。図９に示す内視鏡装置１ｂにおいて、励起光を遮断し、蛍光と緑色光とを透過させる励起光カットフィルタが励起光カットフィルタ３０１ｄと同様の位置に配置されてもよい。
【０１０１】
第２の実施形態では、イメージセンサ３０３ａによって、青色光と、赤外光すなわち蛍光とが検出される。このため、赤外光すなわち蛍光のみを他の光から分離するための光学素子は必要ない。この結果、撮像装置である内視鏡装置１ｄの小型化または軽量化が可能である。
【０１０２】
また、励起光カットフィルタ３０１ｄは、ダイクロイックプリズム３０２ａの出射面３０２２に配置されているため、励起光カットフィルタ３０１ｄが配置されるスペースを節約することができる。
【０１０３】
（第３の実施形態）
図１４は、本発明の第３の実施形態の内視鏡装置１ｅの構成を示している。図１４に示すように、内視鏡装置１ｅは、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ｅと、演算部４０と、モニタ５０とを有する。図１４では、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ｅとの概略構成が示されている。
【０１０４】
図１４に示す構成について、図１に示す構成と異なる点を説明する。
【０１０５】
カメラヘッド３０ｅは、結像レンズ３００と、励起光カットフィルタ３０１ｅと、ダイクロイックプリズム３０２ａ（光分割部）と、イメージセンサ３０３ａ（第１の撮像部）と、イメージセンサ３０４（第２の撮像部、第３の撮像部）と、イメージセンサ３０５ａ（第２の撮像部、第４の撮像部）とを有する。
【０１０６】
励起光カットフィルタ３０１ｅは、イメージセンサ３０３ａの受光領域３０３１の表面に配置されている。励起光カットフィルタ３０１ｅとイメージセンサ３０３ａとは接触している。励起光カットフィルタ３０１ｅは、有機材料を含む。有機材料は、励起光を遮断し、緑色光および青色光の少なくとも１つと、蛍光とを透過させる。図１４に示す内視鏡装置１ｅでは、有機材料は、励起光を遮断し、青色光と蛍光とを透過させる。例えば、励起光カットフィルタ３０１ｅは、イメージセンサ３０３ａの受光領域３０３１の表面に配置されたカラーフィルタである。励起光カットフィルタ３０１ｅは、イメージセンサ３０３ａの受光領域３０３１の表面に配置された、光学多層膜で構成されたフィルタであってもよい。光学多層膜は、１層以上の高屈折率の誘電体薄膜と、１層以上の低屈折率の誘電体薄膜とを有する。高屈折率の誘電体薄膜と低屈折率の誘電体薄膜とは交互に積層されている。
【０１０７】
被写体６０からの第１の光に含まれる第２の光は赤外光と青色光とを含む。赤外光は励起光と蛍光とを含む。蛍光の波長は励起光の波長よりも長い。ダイクロイックプリズム３０２ａの出射面３０２２から出射された第２の光、つまりダイクロイックプリズム３０２ａを通過した第２の光は、励起光カットフィルタ３０１ｅに入射する。励起光カットフィルタ３０１ｅは、励起光を遮断し、蛍光と青色光とを透過させる。励起光カットフィルタ３０１ｅは、ダイクロイックプリズム３０２ａからイメージセンサ３０３ａまでの光路に配置されていればよい。励起光カットフィルタ３０１ｅを透過した蛍光と青色光とは、イメージセンサ３０３ａに入射する。
【０１０８】
図１５は、励起光カットフィルタ３０１ｅの透過特性を示している。図１５に示すグラフの横軸は波長であり、縦軸は透過率である。励起光カットフィルタ３０１ｅは、波長が約４００ｎｍ未満である波長帯域の光と、波長が約５００ｎｍから約８００ｎｍである波長帯域の光とを遮断する。また、励起光カットフィルタ３０１ｅは、波長が約４００ｎｍから約５００ｎｍである波長帯域の光と、波長が約８００ｎｍ以上である波長帯域の光とを透過させる。励起光カットフィルタ３０１ｅが遮断する光の波長帯域は、励起光の波長帯域を含む。励起光カットフィルタ３０１ｅが透過させる光の波長帯域は、可視光の波長帯域と蛍光の波長帯域とを含む。４００ｎｍ未満の波長帯域の光に対する励起光カットフィルタ３０１ｅの透過特性は任意であってよい。また、５００ｎｍから８００ｎｍの波長帯域の光に対する励起光カットフィルタ３０１ｅの透過特性は任意であってよい。
【０１０９】
上記以外の点については、図１４に示す構成は図１に示す構成と同様である。図９に示す内視鏡装置１ｂにおいて、励起光を遮断し、蛍光と緑色光とを透過させる励起光カットフィルタが励起光カットフィルタ３０１ｅと同様の位置に配置されてもよい。
【０１１０】
第３の実施形態では、イメージセンサ３０３ａによって、青色光と、赤外光すなわち蛍光とが検出される。このため、赤外光すなわち蛍光のみを他の光から分離するための光学素子は必要ない。この結果、撮像装置である内視鏡装置１ｅの小型化または軽量化が可能である。
【０１１１】
また、励起光カットフィルタ３０１ｅの機能をイメージセンサ３０３ａ上のフィルタによって実現することができる。
【０１１２】
（第４の実施形態）
図１６は、本発明の第４の実施形態の内視鏡装置１ｆの構成を示している。図１６に示すように、内視鏡装置１ｆは、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ｆと、演算部４０と、モニタ５０とを有する。図１６では、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ｆとの概略構成が示されている。
【０１１３】
図１６に示す構成について、図１に示す構成と異なる点を説明する。
【０１１４】
カメラヘッド３０ｆは、結像レンズ３００と、励起光カットフィルタ３０１ａと、イメージセンサ３０３ａ（第１の撮像部）と、ダイクロイックミラー３０７ｆ（光分割部）と、イメージセンサ３０８ｆ（第２の撮像部）とを有する。
【０１１５】
励起光カットフィルタ３０１ａを透過した第１の光はダイクロイックミラー３０７ｆに入射する。ダイクロイックミラー３０７ｆは、被写体６０からの第１の光を第２の光と第３の光とに分割する。第２の光は、赤外光と青色光とを含む。第３の光は、赤色光と緑色光とを含む。ダイクロイックミラー３０７ｆに入射する第２の光に含まれる赤外光は、蛍光を含み、励起光を含まない。したがって、ダイクロイックミラー３０７ｆに入射する第２の光は、蛍光と青色光とを含む。
【０１１６】
ダイクロイックミラー３０７ｆは、第２の光を反射し、第３の光を透過させる。ダイクロイックミラー３０７ｆによって反射された第２の光はイメージセンサ３０３ａに入射する。ダイクロイックミラー３０７ｆを透過した第３の光はイメージセンサ３０８ｆに入射する。イメージセンサ３０８ｆは、第３の光に含まれる赤色光に基づくＲ信号と、第３の光に含まれる緑色光に基づくＧ信号とを生成する。例えば、イメージセンサ３０８ｆにおいて、赤色光を検出する画素と、緑色光を検出する画素とが同一の撮像面に配置されている。
【０１１７】
上記以外の点については、図１６に示す構成は図１に示す構成と同様である。図１６に示す内視鏡装置１ｆにおいて、励起光を遮断し、蛍光と青色光とを透過させる励起光カットフィルタが励起光カットフィルタ３０１ｅと同様の位置に配置されてもよい。
【０１１８】
第４の実施形態では、イメージセンサ３０３ａによって、青色光と、赤外光すなわち蛍光とが検出される。このため、赤外光すなわち蛍光のみを他の光から分離するための光学素子は必要ない。この結果、撮像装置である内視鏡装置１ｆの小型化または軽量化が可能である。
【０１１９】
（第５の実施形態）
図１７は、本発明の第５の実施形態の内視鏡装置１ｇの構成を示している。図１７に示すように、内視鏡装置１ｇは、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ｇと、演算部４０と、モニタ５０とを有する。図１７では、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、カメラヘッド３０ｇとの概略構成が示されている。
【０１２０】
図１７に示す構成について、図１に示す構成と異なる点を説明する。
【０１２１】
カメラヘッド３０ｇは、結像レンズ３００と、励起光カットフィルタ３０１ａと、イメージセンサ３０３ｇ（第１の撮像部）と、ダイクロイックミラー３０７ｇ（光分割部）と、イメージセンサ３０８ｇ（第２の撮像部）とを有する。
【０１２２】
励起光カットフィルタ３０１ａを透過した第１の光はダイクロイックミラー３０７ｇに入射する。ダイクロイックミラー３０７ｇは、被写体６０からの第１の光を第２の光と第３の光とに分割する。第２の光は、赤外光と、青色光と、緑色光とを含む。第３の光は、赤色光を含む。ダイクロイックミラー３０７ｇに入射する第２の光に含まれる赤外光は、蛍光を含み、励起光を含まない。したがって、ダイクロイックミラー３０７ｇに入射する第２の光は、蛍光と、青色光と、緑色光とを含む。
【０１２３】
ダイクロイックミラー３０７ｇは、第２の光を反射し、第３の光を透過させる。ダイクロイックミラー３０７ｇによって反射された第２の光はイメージセンサ３０３ｇに入射する。イメージセンサ３０３ｇは、第２の光に含まれる赤外光すなわち蛍光に基づくＩＲ信号と、第２の光に含まれる青色光に基づくＢ信号と、第２の光に含まれる緑色光に基づくＧ信号とを生成する。ダイクロイックミラー３０７ｇを透過した第３の光はイメージセンサ３０８ｇに入射する。イメージセンサ３０８ｇは、第３の光に含まれる赤色光に基づくＲ信号を生成する。
【０１２４】
図１８は、イメージセンサ３０３ｇの画素配列を示している。イメージセンサ３０３ｇは、受光領域３０３１と受光領域３０３２とを有する。受光領域３０３１と受光領域３０３２とは積層されている。受光領域３０３１は、複数の画素３０３６ａと、複数の画素３０３６ｂとを有する。複数の画素３０３６ａと複数の画素３０３６ｂとは、行列状に配置されている。緑色光と、赤外光すなわち蛍光とを透過するフィルタが複数の画素３０３６ａの表面に配置されている。青色光と、赤外光すなわち蛍光とを透過するフィルタが複数の画素３０３６ｂの表面に配置されている。複数の画素３０３６ａは、緑色光に基づくＧ信号を生成する。複数の画素３０３６ｂは、青色光に基づくＢ信号を生成する。
【０１２５】
受光領域３０３２は、複数の画素３０３７を有する。複数の画素３０３７は、行列状に配置されている。受光領域３０３１を透過した赤外光すなわち蛍光は受光領域３０３２に入射する。複数の画素３０３７は、赤外光すなわち蛍光に基づくＩＲ信号を生成する。
【０１２６】
上記以外の点については、図１７に示す構成は図１に示す構成と同様である。図１７に示す内視鏡装置１ｇにおいて、励起光を遮断し、蛍光と青色光と緑色光とを透過させる励起光カットフィルタが励起光カットフィルタ３０１ｅと同様の位置に配置されてもよい。
【０１２７】
第５の実施形態では、イメージセンサ３０３ｇによって、青色光と、赤外光すなわち蛍光とが検出される。このため、赤外光すなわち蛍光のみを他の光から分離するための光学素子は必要ない。この結果、撮像装置である内視鏡装置１ｇの小型化または軽量化が可能である。
【０１２８】
（補足）
本発明の各態様の撮像装置は、光源部１０と、内視鏡スコープ部２０と、結像レンズ３００と、励起光カットフィルタ３０１ａと、励起光カットフィルタ３０１ｄと、励起光カットフィルタ３０１ｅと、モニタ５０との少なくとも１つに対応する構成を有していなくてもよい。
【０１２９】
撮像装置は、光分割部と、第１の撮像部と、第２の撮像部と、演算部とを有する。撮像装置は、内視鏡装置１ａと、内視鏡装置１ｂと、内視鏡装置１ｃと、内視鏡装置１ｄと、内視鏡装置１ｅと、内視鏡装置１ｆと、内視鏡装置１ｇとに対応する。光分割部は、ダイクロイックプリズム３０２ａと、ダイクロイックプリズム３０２ｂと、ダイクロイックミラー３０７ｆと、ダイクロイックミラー３０７ｇとに対応する。第１の撮像部は、イメージセンサ３０３ａと、イメージセンサ３０３ｂと、イメージセンサ３０３ｃと、イメージセンサ３０３ｇとに対応する。第２の撮像部は、イメージセンサ３０４と、イメージセンサ３０５ａと、イメージセンサ３０５ｂと、イメージセンサ３０８ｆと、イメージセンサ３０８ｇとに対応する。演算部は、演算部４０に対応する。
【０１３０】
光分割部は、被写体からの第１の光を第２の光と第３の光とに分割する。第１の光は第２の光と第３の光とを含む。第２の光は、赤外光と、緑色光および青色光の少なくとも１つとを含む。第３の光は赤色光を含む。図１と、図１０と、図１２と、図１４と、図１６とに示すように、第２の光が青色光を含み緑色光を含まない場合、第３の光はさらに緑色光を含む。図９に示すように、第２の光が緑色光を含み青色光を含まない場合、第３の光はさらに青色光を含む。赤外光の波長は赤色光の波長よりも長い。赤色光の波長は緑色光の波長よりも長い。緑色光の波長は青色光の波長よりも長い。
【０１３１】
第１の撮像部は、第１の受光領域と第２の受光領域とを有する。第１の受光領域は、受光領域３０３１に対応する。第２の受光領域は、受光領域３０３２に対応する。光分割部を通過した第２の光は第１の受光領域に入射する。第１の受光領域は、青色光に基づくＢ信号と、緑色光に基づくＧ信号との少なくとも１つを生成する。第１の受光領域を透過した赤外光は第２の受光領域に入射する。第２の受光領域は、赤外光に基づくＩＲ信号を生成する。
【０１３２】
第２の撮像部は、光分割部を通過した第３の光に含まれる赤色光に基づくＲ信号を生成する。図１と、図１０と、図１２と、図１４と、図１６とに示すように、光分割部を通過した第３の光が緑色光を含み青色光を含まない場合には、第２の撮像部は、緑色光に基づくＧ信号を生成する。図９に示すように、光分割部を通過した第３の光が青色光を含み緑色光を含まない場合には、第２の撮像部は、青色光に基づくＢ信号を生成する。
【０１３３】
演算部は、Ｒ信号と、Ｇ信号と、Ｂ信号とから可視光画像信号を生成し、ＩＲ信号から赤外光画像信号を生成する。
【０１３４】
光分割部を通過した第２の光は赤外光を含む。図１と、図９と、図１０と、図１２と、図１４とに示すように、光分割部を通過した第２の光はさらに青色光と緑色光とのいずれか１つを含む。図１と、図１０と、図１２と、図１４とに示すように、第３の光が緑色光を含む場合には光分割部はさらに、第３の光を赤色光と緑色光とに分割する。図９に示すように、第３の光が青色光を含む場合には光分割部はさらに、第３の光を赤色光と青色光とに分割する。第２の撮像部は、第３の撮像部と第４の撮像部とを有する。第３の撮像部は、イメージセンサ３０４に対応する。第４の撮像部は、イメージセンサ３０５ａとイメージセンサ３０５ｂとに対応する。第３の撮像部は、光分割部を通過した赤色光に基づくＲ信号を生成する。図１と、図１０と、図１２と、図１４とに示すように、第３の光が緑色光を含む場合には、第４の撮像部は、光分割部を通過した緑色光に基づくＧ信号を生成する。図９に示すように、第３の光が青色光を含む場合には、第４の撮像部は、光分割部を通過した青色光に基づくＢ信号を生成する。
【０１３５】
被写体から光分割部までの光路に励起光カットフィルタが配置されてもよい。励起光カットフィルタは、励起光カットフィルタ３０１ａに対応する。被写体からの第１の光における第２の光に含まれる赤外光は励起光と蛍光とを含む。蛍光の波長は励起光の波長よりも長い。被写体からの第１の光は励起光カットフィルタに入射する。励起光カットフィルタは、励起光を遮断し、赤色光と、緑色光と、青色光と、蛍光とを透過させる。この場合、励起光カットフィルタを通過する第１の光に含まれる第２の光は、蛍光と、緑色光および青色光の少なくとも１つとを含む。励起光カットフィルタを通過する第１の光に含まれる第３の光は、上記の第３の光と同様である。
【０１３６】
光分割部から第１の撮像部までの光路に励起光カットフィルタが配置されてもよい。励起光カットフィルタは、励起光カットフィルタ３０１ｄと励起光カットフィルタ３０１ｅとに対応する。光分割部を通過した第２の光は励起光カットフィルタに入射する。励起光カットフィルタは、励起光を遮断し、蛍光と、緑色光および青色光の少なくとも１つとを透過させる。この場合、励起光カットフィルタを通過する第２の光は、蛍光と、緑色光および青色光の少なくとも１つとを含む。光分割部を通過した第３の光は、上記の第３の光と同様である。
【０１３７】
上記の撮像装置では、第１の撮像部によって、青色光および緑色光の少なくとも１つと、赤外光とが検出される。このため、赤外光のみを他の光から分離するための光学素子は必要ない。この結果、撮像装置の小型化または軽量化が可能である。
【０１３８】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明の各実施形態によれば、第１の撮像部によって、青色光および緑色光の少なくとも１つと、赤外光とが検出される。このため、赤外光のみを他の光から分離するための光学素子は必要ない。この結果、撮像装置の小型化または軽量化が可能である。
【符号の説明】
【０１４０】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１００１  内視鏡装置
１０，１０１０  光源部
２０，１０２０  内視鏡スコープ部
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇ，１０３０  カメラヘッド
４０  演算部
５０，１０５０  モニタ
１００，１１００  光源
１０１，１１０１  バンドパスフィルタ
１０２，１１０２  コンデンサレンズ
２００，１２００  ライトガイド
２０１，１２０１  照明レンズ
２０２，１２０２  対物レンズ
２０３，１２０３  イメージガイド
３００，１３００  結像レンズ
３０１ａ，３０１ｄ，３０１ｅ，１３０２  励起光カットフィルタ
３０２ａ，３０２ｂ，１３０４  ダイクロイックプリズム
３０２０，３０２１  反射面
３０２２，３０２３，３０２４  出射面
３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｇ，３０４，３０５ａ，３０５ｂ，３０８ｆ，３０８ｇ，１３０３，１３０５，１３０６，１３０７  イメージセンサ
３０７ｆ，３０７ｇ，１３０１  ダイクロイックミラー
１０４０  プロセッサ
３０３０，３０３０ａ，３０３０ｂ  半導体基板
３０３１，３０３２  受光領域
３０３３  接続部
３０３４  青色光カットフィルタ
３０３５ａ，３０３５ｂ，３０３６ａ，３０３６ｂ，３０３７  画素
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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