(57)【要約】【課題】被写体に照射する照明光の特定波長域の透過率を０．１％以下にする光学フィルタの外周部と光学フィルタを保持する保持枠の内周部との隙間を直進し固体撮像素子に到達する照明光を防止する内視鏡撮像装置、ゴーストフレアの影響を低減する内視鏡撮像装置を提供する。【解決手段】被写体の像を結像する対物光学系と、前記対物光学系を保持する保持枠を有する内視鏡撮像装置１４において、被写体に照射する照明光の特定波長域の透過率を０．１％以下にする光学フィルタＦ２〜Ｆ５を対物光学系１４の内部に有するとともに、前記光学フィルタの外周部と該光学フィルタを保持する保持枠１’の内周部との隙間を通過する光を防止する通過光防止手段を設けている。【選択図】  図１
2004344230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の像を結像する対物光学系と、前記対物光学系を保持する保持枠を有する内視鏡撮像装置において、
被写体に照射する照明光の特定波長域の透過率を０．１％以下にする光学フィルタを前記対物光学系の内部に有するとともに、
前記光学フィルタの外周部と該光学フィルタを保持する前記保持枠の内周部との隙間を通過する光を防止する通過光防止手段を設けたことを特徴とする内視鏡撮像装置。
【請求項２】
被写体の像を結像する対物光学系と、前記対物光学系を保持する保持枠を有する内視鏡撮像装置において、
被写体の蛍光を誘発する励起光の透過率を０．１％以下にする光学フィルタを前記対物光学系に有するとともに、
前記光学フィルタの外周部と該光学フィルタを保持する前記保持枠の内周部との隙間を通過する励起光を防止する通過光防止手段を設けたことを特徴とする内視鏡撮像装置。
【請求項３】
前記対物光学系における前記光学フィルタの被写体側に隣接するレンズの外径を、該光学フィルタの外径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡撮像装置。
【請求項４】
外径が前記光学フィルタの外径よりも大きく、かつ、内径が前記光学フィルタの外径よりも小さい保持部材を、前記光学フィルタの近傍に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体に照射する照明光の特定波長域の透過率を０．１％以下にする光学フィルタを対物光学系の内部に有する内視鏡撮像装置に関する。特に、被写体に照射する照明光が蛍光を誘発する励起光であり、励起光の波長域の透過率を０．１％以下にする蛍光観察用の光学フィルタを対物光学系の内部に有する内視鏡撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内視鏡により生体からの自家蛍光や、生体へ薬物を注入し、その薬物の蛍光を２次元画像として検出し、その蛍光像から、生体組織の変性や癌等の疾患状態（例えば、疾患の種類や浸潤範囲）を診断する技術がある。
図１６は蛍光を観察する内視鏡システムの一従来例を示す外観図である。本従来例の内視鏡システムは、内視鏡２１と、信号処理装置２２と、光源装置２３と、モニタ２４とを有して構成されている。そして、光源装置２３からの励起光を内視鏡２１の先端部２５まで導いて図示省略した生体に照射し、生体から発生した蛍光を内視鏡先端部２５に配置された内視鏡撮像装置で撮像し、その電気信号を信号処理装置２２で変換し、モニタ２４を介して画像を観察することができるようになっている。
蛍光を観察する内視鏡の従来例としては、例えば、次の特許文献１〜３等に記載のものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−７０３８４号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５３４１４号公報
【特許文献３】
特開２００２−１０９６９号公報
【０００４】
これらの特許文献に開示されているように、蛍光は励起光に対し極めて微弱であるので、蛍光観察のためには、励起光をカットし、蛍光を透過する光学フィルタを内視鏡撮像装置の対物光学系に配置する必要がある。
また、次の特許文献４には、励起光の透過率が０．１％以下の干渉膜フィルタが開示されており、フィルタに入射する励起光は蛍光に対して十分にカットされるので、良好なコントラストをもった蛍光像が得られることが記載されている。
【０００５】
【特許文献４】
特開平１１−２２３７２６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、励起光をカットする光学フィルタと光学フィルタを保持する保持枠との間で生じる機械的な隙間を励起光が通過して、観察に重大な影響を及ぼすこと、および、その対策については従来例には述べられていない。
この種の内視鏡撮像装置における一般的な対物光学系の構成例を図１７に示す。図１７の内視鏡撮像装置１４の対物光学系は、レンズＬ１〜Ｌ４と、光学フィルタＦ１〜Ｆ５と、絞り７，８，９，１０，１１と、間隔環４〜６は、レンズ枠１に挿入され、レンズＬ１の外周部とレンズ枠１の内周部が接着固定され、フィルタＦ５の外周部とレンズ枠１の内周部が接着固定されている。よって、レンズ、光学フィルタ、絞り、及び間隔環の外周部とレンズ枠１の内周部との間には隙間（クリアランス）が必然的に生じる。なお、図１７中、２は固体撮像素子枠、Ｆ６はフィルタ又はカバーガラス、３は固体撮像素子である。
【０００７】
図１８は図１７の構成において励起光が光学フィルタとレンズ枠の隙間を通過する経路の一例を示す説明図である。図１８ではレンズ枠、固体撮像素子枠は省略して示してある。レンズＬ２の像側Ｒ面の外周付近で屈折した光線は、対物光学系の光軸と略平行で、かつ、光学フィルタの外径の高さに相当する光線となり、光学フィルタＦ２〜Ｆ４、絞り８，９，１０，１１、間隔環４〜５の外周部とそれを保持するレンズ枠の内周部との隙間を直進し、レンズＬ３，Ｌ４で屈折し固体撮像素子３に到達する。この伝播光は、レンズ枠や、間隔環での反射、吸収を受けずに直進していくため、光量は減衰しない。しかるに、光学フィルタＦ２〜Ｆ４のいずれかに励起光カットフィルタを配置した構成の場合、レンズＬ２の像側Ｒ面の外周付近で屈折した光線は光学フィルタを透過せずにレンズ枠との隙間を通るため、本来カットするべき励起光が固体撮像素子に到達し、蛍光画像のコントラストを劣化させて観察に支障をきたすという問題が発生する。
【０００８】
たとえば、光学フィルタＦ２〜Ｆ４、絞り８，９，１０，１１、間隔環４，５の外径をφ２ｍｍとすると、レンズ枠１への挿入性の観点から、光学フィルタを保持するレンズ枠１の内径はφ２．０５ｍｍ程度に設定される。明るさ絞りの内径をφ０．９６ｍｍとすると、明るさ絞りの内径の面積に対し、上記隙間の面積は２０％程度になる。光学フィルタＦ２〜Ｆ４での励起光透過率を０．１％とすると、光学フィルタを透過する励起光強度に対し、上記隙間を通過する励起光強度は２００倍程度となりＳ／Ｎは２００分の１程度まで低下する可能性がある。
【０００９】
図１９は図１７とは別の従来例の対物光学系の被写体像を結像する経路を示す説明図、図２０は図１９の構成において励起光が光学フィルタとレンズ枠の隙間を通過する経路の別の例を示す説明図である。なお、レンズ枠、固体撮像素子保持は省略して示してある。図１９の例では、対物光学系は、レンズＬ５〜Ｌ７と、光学フィルタＦ７〜Ｆ９等が図示省略したレンズ枠に挿入されている。
図１９の例において、光学フィルタＦ７〜Ｆ９のいずれかを励起光カットフィルタとした場合、レンズＬ５の像側Ｒ面の外周付近で屈折した光線は対物光学系の光軸と略並行になり、光学フィルタＦ７〜Ｆ９の外周部と図示省略したレンズ枠の内周部との隙間を直進する。このように、上記の問題は特定のレンズ構成に限定されるものではない。即ち、励起光カットフィルタに近接した物体側のレンズの外径が、励起光カットフィルタの外径以上になる場合に上記問題が発生する。
【００１０】
更に、蛍光像のコントラストを低下させる別の要因として、励起光カットフィルタを透過し、固体撮像素子の撮像面に結像した蛍光の一部が、撮像面と光学フィルタとの間で反射を繰り返し、別の経路をたどって撮像面に再結像してしまう現象がある。
【００１１】
以上のように、良好なコントラストの蛍光画像を得るためには、従来から知られている技術に加えて、新たな技術課題を解決することが必要である。
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、被写体に照射する照明光の特定波長域の透過率を０．１％以下にする光学フィルタの外周部と光学フィルタを保持する保持枠の内周部との隙間を直進し固体撮像素子に到達する照明光を防止する内視鏡撮像装置を提供することを目的とする。また、ゴーストフレアの影響を低減する内視鏡撮像装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による内視鏡撮像装置は、被写体の像を結像する対物光学系と、前記対物光学系を保持する保持枠を有する内視鏡撮像装置において、被写体に照射する照明光の特定波長域の透過率を０．１％以下にする光学フィルタを前記対物光学系の内部に有するとともに、前記光学フィルタの外周部と該光学フィルタを保持する前記保持枠の内周部との隙間を通過する光を防止する通過光防止手段を設けたことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明による内視鏡撮像装置は、被写体の像を結像する対物光学系と、前記対物光学系を保持する保持枠を有する内視鏡撮像装置において、被写体の蛍光を誘発する励起光の透過率を０．１％以下にする光学フィルタを前記対物光学系に有するとともに、前記光学フィルタの外周部と該光学フィルタを保持する前記保持枠の内周部との隙間を通過する励起光を防止する通過光防止手段を設けたことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明による内視鏡撮像装置においては、前記対物光学系における前記光学フィルタの被写体側に隣接するレンズの外径を、該光学フィルタの外径よりも小さくしたことを特徴としている。
【００１５】
また、本発明による内視鏡撮像装置においては、外径が前記光学フィルタの外径よりも大きく、かつ、内径が前記光学フィルタの外径よりも小さい保持部材を、前記光学フィルタの近傍に配置したことを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明の内視鏡撮像装置のように、光学フィルタの外周部と該光学フィルタを保持する前記保持枠の内周部との隙間を通過する光を防止する通過光防止手段を設ければ、観察に不要な光を除去できる。
【００１７】
また、本発明の内視鏡撮像装置において、対物光学系における光学フィルタの被写体側に隣接するレンズの外径を、光学フィルタの外径よりも小さくすれば、光学フィルタの外周部と光学フィルタを保持する保持枠の内周部との隙間を直進する光を発生させないレンズ構成を実現できる。
【００１８】
また、本発明の内視鏡撮像装置において、外径が光学フィルタの外径よりも大きく、かつ、内径が光学フィルタの外径よりも小さい保持部材を、光学フィルタの近傍に配置すれば、光学フィルタの外周部と光学フィルタを保持する保持枠の内周との隙間に光が入射しないメカ構成を実現できる。また、保持部材を光学フィルタよりも像側に配置すれば、光学フィルタの外周部と光学フィルタを保持する保持枠の内周との隙間を直進してきた光を遮光するメカ構成を実現できる。
【００１９】
【実施例】
図６は以下の各実施例の内視鏡撮像装置において光源装置から発せられ、内視鏡の先端部から被写体に照射される励起光の波長特性を示すグラフである。なお、図において透過率が“１”とは光を１００％透過することを示す。
図６に示すように、各実施例の内視鏡撮像装置では、波長４００ｎｍ〜４７０ｎｍの波長域の励起光が照明されるようになっている。また、被写体の像を撮像する対物光学系には、図８〜図１２に示す５種類の干渉膜が設けられており、これら干渉膜の総合的な特性を、図７に示すように、波長５００〜６２０ｎｍの波長域のみの光を透過させる特性となるようにしている。これにより、波長５００ｎｍ以下の励起光をカットする（透過率を０．１％以下にする）と同時に、波長６２０ｎｍ以上の波長域で発生する不要な蛍光、及び、生体から発せられる近赤外光を低減し診断性能の向上を図っている。
【００２０】
第１実施例
図１は本発明の第１実施例にかかる内視鏡撮像装置の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
第１実施例の内視鏡撮像装置１４は、被写体の像を結像する対物光学系と、前記対物光学系を保持する保持枠としてのレンズ枠１’を有している。なお、図１中、２は固体撮像素子枠、Ｆ６はフィルタ又はカバーガラス、３は固体撮像素子の撮像面、１３は絞りである。
対物光学系は、物体側から順に、物体側が平面で像側が凹面の平凹レンズＬ１と、絞り７と、フィルタＦ１と、両凸レンズＬ２’と、絞り８と、フィルタＦ２，絞り９と、フィルタＦ３と、絞り１０と、フィルタＦ４と、絞り１１と、両凸レンズＬ３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４との接合レンズと、絞り１２と、フィルタＬ５を有している。また、両凸レンズＬ２’とフィルタＦ２との間には間隔環４が、フィルタ４と両凸レンズＬ３との間には間隔環５が、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４とフィルタＦ５との間には間隔環６が設けられている。
【００２１】
光学フィルタＦ２の物体側の面には、図８に示した励起光カット特性を有する干渉膜が設けられている。
間隔環４〜６、及び絞り７，８，９，１０，１１，１２の内周部及び外周部、レンズ枠１’の内周部には、光を吸収し反射を防止するための黒色塗装がなされている。
両凸レンズＬ２’は、その外径がφ１．７となっており、間隔環４，５、光学フィルタＦ２〜Ｆ４、及び絞り８〜１１の外径φ２に対して小さく形成されている。
【００２２】
このように構成された本実施例の内視鏡撮像装置１４では、両凸レンズＬ２’の像側Ｒ面の外周付近で屈折し、対物光学系の光軸と略平行になる光線は両凸レンズＬ２’の外径と同じφ１．７の領域でのみ発生することになる。よって、励起光カット特性を有する光学フィルタＦ２の外径φ２とレンズ枠１’の内径との差により生じる隙間を、光軸と平行に直進する光線は発生しない。なお、両凸レンズＬ２’で屈折し間隔環４の外周部とレンズ枠１’の内周部との隙間に入射する光線は、光軸と平行にならないため、黒色塗装された間隔環４の内周部とレンズ枠１’の内周部との隙間で反射、吸収を繰り返し、光量が大幅に低下し、固体撮像素子３に到達しない。
【００２３】
このように、本実施例では、励起光カット特性を有する光学フィルタＦ２の外径よりも、フィルタＦ２の物体側に配置した両凸レンズＬ２’の外径を小さくしており、光学フィルタＦ２の外周部とレンズ枠１’の内周部との隙間を直進する励起光が発生しない手段をレンズの構成で実現している。このため、物体からの全ての光は、光学フィルタＦ２の物体側の面に配置された励起光カット特性を有する干渉膜に入射した所定波長の光のみが干渉膜を通過するため、観察に不要な励起光成分を除去できる。
【００２４】
なお、光学フィルタＦ２と両凸レンズＬ２’の外径差は直径で０．１ｍｍ以上あることが望ましい。外径差を０．１ｍｍ以上に設定すると、光学フィルタＦ２、両凸レンズＬ２’の外径、レンズ枠１’の内径に製造誤差が発生し、或いは、レンズ枠１’の内部で光学フィルタＦ２や、両凸レンズＬ２’の位置のバラツキが発生しても、光学フィルタＦ２の外径φ２とレンズ枠１’の内径との差により生じる隙間を、光軸と平行に直進する光線を発生させないことが可能となる。
【００２５】
また、本実施例では光学フィルタＦ３の物体側の面に図１０に示した特性を有する干渉膜を、光学フィルタＦ４の物体側の面に図１１に示した特性を有する干渉膜を、光学フィルタＦ５の物体側の面に図９に示した特性を有する干渉膜を、光学フィルタＦ５の像側の面に図１２に示した特性を有する干渉膜を設けている。
図１３は被写体からの蛍光が固体撮像素子３の面に結像した後、固体撮像素子３で反射し、光学フィルタＦ２の干渉膜で反射し、再度、固体撮像素子３に到達する光線を示す説明図である。光学フィルタＦ３，Ｆ４の干渉膜においても図１３と同様の光線が発生する。
【００２６】
図１４は被写体からの蛍光が固体撮像素子３の面上に結像した後、固体撮像素子３で反射し、光学フィルタＦ５の物体側の干渉膜で反射し、再度、固体撮像素子３に到達する光線を示す説明図である。光学フィルタＦ５の像側の干渉膜においても図１４と同様の光線が発生する。前記光線はゴーストフレアと呼ばれ、画像のコントラストを低減させる要因となる。干渉膜や、固体撮像素子３の面は反射率が高いため、前記ゴーストフレアの光強度を低下させる必要がある。本実施例では、図８〜図１２に示した特性を有する干渉膜をレンズＬ３，Ｌ４の前後に分散する構成にしているため、図１３と図１４に示すように、固体撮像素子３の面でのゴーストフレアの位置をずらすことが可能となっている。これにより、ゴーストフレアの光強度を低減することができる。
【００２７】
また、本実施例では、図９〜図１２に示した特性を有する干渉膜よりも、図８に示した励起光カット特性を有する干渉膜を被写体側に配置している。このため、本実施例の内視鏡撮像装置１４によれば、励起光による図９〜図１２の干渉膜からの自家蛍光を発生させないことが可能となり、観察能が向上する。
また、対物光学系を保持するレンズ枠１’は一体形成されている。このため、レンズＬ１〜Ｌ４の偏心による結像性能の劣化を低減できる。
【００２８】
次に、本実施例の内視鏡撮像装置１４を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ１
絞り面：第３，８，１０，１２，１５，１９，２２面
物体距離＝１０．４０００        像高＝０．８０３        焦点距離＝０．８４７
Ｆｎｏ＝２．６８６        物体側ＮＡ＝−０．０１４３        像側ＮＡ＝０．１８６２
全長（第１面〜最終面）＝７．８７７
2004344230.tif 000003
【００２９】
第２実施例
図２は本発明の第２実施例にかかる内視鏡撮像装置の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
第２実施例の内視鏡撮像装置１４は、第１実施例の内視鏡撮像装置と比べて、両凸レンズＬ２”の外径をφ２に変更するとともに、レンズＬ４’、光学フィルタＦ５’、間隔環５’、間隔環６’、絞り１２’の外径をφ２．４に変更している。また、間隔環５’には、内径をφ１．８の突出部５’ａが形成されている。そして、この変更に合わせて、レンズ枠１”の内径を変更している。このように、本実施例では、励起カット特性を有する光学フィルタＦ２の外径と、光学フィルタＦ２の物体側に配置した両凸レンズＬ２”の外径を同じφ２に設定している。
【００３０】
このように構成された本実施例の内視鏡撮像装置１４では、両凸レンズＬ２の像側Ｒ面の外周付近で屈折した励起光は光軸と平行となり、間隔環４、光学フィルタＦ２〜Ｆ４、及び絞り８，９，１０，１１の外周部とレンズ枠１”の内周部との隙間を直進する。しかしながら、間隔環５’の突出部５’ａは、外径φ２．４、内径φ１．８として形成されているため、φ２相当の前記隙間を直進した励起光を側面で反射、吸収し遮光する。
【００３１】
このように、本実施例では、励起光カット特性を有する光学フィルタＦ２の外径よりも大きな外径を有し、かつ、内径が光学フィルタＦ２の外径よりも小さい間隔環５’を配置しており、光学フィルタＦ２の外周部とレンズ枠１”の内周部との隙間を直進する励起光を遮光する手段を保持部材としての間隔環の構成で実現している。このため、物体からの全ての光は、光学フィルタＦ２の物体側の面に配置された励起光カット特性を有する干渉膜に入射した所定波長の光のみが干渉膜を通過するため、観察に不要な励起光成分を除去できる。
【００３２】
なお、光学フィルタＦ２と間隔環５’の外径差は直径で０．１ｍｍ以上、光学フィルタＦ２の外径と間隔環５’の内径との差は直径で０．１ｍｍ以上あることが望ましい。そのように設定すると、光学フィルタＦ２、間隔環５’に製造誤差が発生し、或いは、レンズ枠１”の内部で光学フィルタＦ２や、間隔環５’の位置のバラツキが発生した場合でも、光学フィルタＦ２の外周部とレンズ枠１”の内周部との隙間を直進する励起光を遮光することが可能となる。
【００３３】
第３実施例
図３は本発明の第３実施例にかかる内視鏡撮像装置の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
第３実施例の内視鏡撮像装置１４では、光学フィルタＦ５’の物体側の面に図８に示した励起光カット特性を有する干渉膜が設けられている。
また、第１実施例の内視鏡撮像装置と比べて、両凸レンズＬ２”の外径をφ２に変更するとともに、光学フィルタＦ５’、間隔環６”、絞り１２’の外径をφ２．４に変更している。そして、この変更に合わせて、レンズ枠１”’の内径を変更している。
【００３４】
このように構成された本実施例の内視鏡撮像装置１４では、レンズＬ４の像側Ｒ面の外周付近で屈折し、対物光学系の光軸と略平行になる光線は、レンズＬ４の外径と同じφ２の領域の大きさで発生することになる。このため、励起光カット特性を有する光学フィルタＦ５’の外径φ２．４と保持枠１”’の内径との差により生じる隙間を光軸と平行に直進する光線は発生しない。なお、レンズＬ４で屈折し間隔環６”の外周部とレンズ枠１”’の内周部との隙間に入射する光線は、光軸と平行にならないため、黒色塗装された間隔環６”の外周部とレンズ枠１”’の内周部との隙間で反射、吸収を繰り返し、光量が大幅に低下し、固体撮像素子３に到達しない。
【００３５】
このように、本実施例では、励起光カット特性を有する光学フィルタＦ５’の外径よりも、光学フィルタＦ５’の物体側に配置したレンズＬ４の外径を小さくすることで、光学フィルタＦ５’の外周部とレンズ枠１”’の内周部との隙間を直進する励起光が発生しない手段をレンズの構成で実現している。このため、物体からの全ての光は、光学フィルタＦ５’の物体側の面に配置された励起光カット特性を有する干渉膜に入射した所定波長の光のみが干渉膜を通過するため、観察に不要な励起光成分を除去できる。
【００３６】
なお、光学フィルタＦ５’とレンズＬ４の外径差は直径で０．１ｍｍ以上あることが望ましい。そのように設定すると、光学フィルタＦ５’、レンズＬ４に製造誤差が生じ、或いは、レンズ枠１”’の内部で光学フィルタＦ５’や、レンズＬ４の位置のバラツキが発生した場合でも、光学フィルタＦ５’の外周部とレンズ枠１”’の内周部との隙間を直進する励起光を遮光することが可能となる。
【００３７】
また、本実施例では光学フィルタＦ１の像側の面に図１０に示した特性を有する干渉膜を、光学フィルタＦ２の物体側の面に図１１にの特性を有する干渉膜を、光学フィルタＦ３の物体側の面に図９に示した特性を有する干渉膜を、光学フィルタＦ４の物体側の面に図１２に示した特性を有する干渉膜を設けている。
図１５は被写体からの蛍光が固体撮像素子面上に結像し、固体撮像素子で反射し、光学フィルタＦ１の干渉膜で反射し固体撮像素子に到達する光線を示す説明図である。図１５に示すように、光学フィルタＦ１で発生するゴーストフレアの位置は、図１３と図１４に示した光学フィルタＦ２〜Ｆ５で発生するゴーストフレアの位置とずれていることがわかる。しかるに、本実施例の内視鏡撮像装置は、光学フィルタＦ１に干渉膜を配置したので、第１実施例の内視鏡撮像装置よりもゴーストフレアの位置をずらすことが可能となり、ゴーストフレアの光強度をさらに低下させることができる。
【００３８】
また、本実施例では、光学フィルタＦ１〜Ｆ５’のうち、結像光線の入射角度が最も小さい光学フィルタＦ５’に励起光カット特性を有する干渉膜を設けている。このため、光線の入射角度に伴う励起光カット特性の変動を最小限に押さえることが可能となる。そして、図８に示した波長５００ｎｍ以下をカットする特性をさらに短波長側に設定する、例えば波長４９０ｎｍ以下をカットする特性に設定し、蛍光の光量を増加させることも可能になる。
【００３９】
第４実施例
図４は本発明の第４実施例にかかる内視鏡撮像装置の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
第４実施例の内視鏡撮像装置は、第１実施例の内視鏡撮像装置と比べて、両凸レンズＬ２”の外径をφ２に変更するとともに、保持枠をレンズ枠１””とレンズ枠１５の２つに分割している。レンズ枠１５は、外径がφ２．４に設定されるとともに、内径がφ１．８に設定された突出部１５ａを有している。
【００４０】
このように構成された本実施例の内視鏡撮像装置では、両凸レンズＬ２”の像側Ｒ面の外周付近で屈折し、対物光学系の光軸と略平行になる光線は、両凸レンズＬ２の外径と同じφ２の大きさで発生することになる。しかしながら、レンズ枠１５の突出部１５ａの側面で遮光されるため、励起光カット特性を有する光学フィルタＦ２の外径φ２とレンズ枠１５の内径との差により生じる隙間を、光軸と平行に直進する光線は発生しない。なお、両凸レンズＬ２で屈折しレンズ枠１５の外周部とレンズ枠１””の内周部との隙間に入射する光線は、光軸と平行にならないため、黒色塗装されたレンズ枠１５の外周部とレンズ枠１””の内周部との隙間で反射、吸収を繰り返し、光量が大幅に低下し、固体撮像素子３に到達しない。
【００４１】
このように、本実施例では、外径が励起光カット特性を有する光学フィルタＦ２の外径よりも大きく、かつ、突出部１５ａの内径が光学フィルタＦ２の外径よりも小さいレンズ枠１５を配置している。このため、光学フィルタＦ２の外周部とレンズ枠１５の内周部との隙間、又は、レンズ枠１””の内周部とレンズ枠１５の外周部との隙間を直進する励起光が発生しない手段を保持部材としてのレンズ枠１””，１５の構成で実現している。このため、物体からの全ての光は、光学フィルタＦ２の物体側の面に配置された励起光カット特性を有する干渉膜に入射した所定波長の光のみが干渉膜を通過するため、観察に不要な励起光成分を除去できる。
【００４２】
なお、両凸レンズＬ２”とレンズ枠１５の外径差は直径で０．１ｍｍ以上、光学フィルタＦ２の外径とレンズ枠１５の突出部１５ａの内径との差は直径で０．１ｍｍ以上あることが望ましい。このように設定すると、レンズ枠１５、両凸レンズＬ２”の製造誤差、又は、レンズ枠１””の内部で両凸レンズＬ２”とレンズ枠１５の位置のバラツキが発生した場合でも、隙間を直進する励起光が発生させないことが可能となる。
【００４３】
なお、レンズ枠１５の突出部１５ａの位置は第４実施例に限定されるものではなく、励起光カット特性を有する干渉膜を有する光学フィルタＦ２の近傍、すなわち、両凸レンズＬ２”とレンズＬ３との間であれば良い。例えば、レンズ枠１５の突出部１５ａの位置を光学フィルタＦ４とレンズＬ３との間に配置しても良い。また、光学フィルタＦ３の外径をφ１．８程度に小さくし、レンズ枠１５の突出部１５ａの位置を光学フィルタＦ３の位置に配置しても良い。
【００４４】
第５実施例
図５は本発明の第５実施例にかかる内視鏡撮像装置の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
第５実施例の内視鏡撮像装置は、第１実施例の内視鏡撮像装置と比べて、両凸レンズＬ２”の外径をφ２に変更している。また、間隔環５の外周部とレンズ枠１””’の内周部との隙間を埋めるために、間隔環５とレンズＬ３との間に黒色接着剤１６が全周に塗布されている。また、励起カット特性を有する光学フィルタＦ２の外径と、光学フィルタＦ２の物体側に配置された両凸レンズＬ２”の外径を同じφ２に設定している。
【００４５】
このように構成された本実施例の内視鏡撮像装置では、両凸レンズＬ２”の像側Ｒ面の外周付近で屈折した励起光は光軸と平行となり、間隔環４、光学フィルタＦ２〜Ｆ４、絞り８，１１とレンズ枠１””’との隙間を直進する。しかしながら、間隔環５の外周部とレンズ枠１””’の内周部との隙間を埋めた黒接着剤１６により、前記隙間を直進した励起光は反射、吸収され遮光される。
【００４６】
このように、本実施例では、間隔環５の外周部とレンズ枠１””’の内周部との隙間を埋める黒接着剤を配置することで、光学フィルタＦ２の外周部とレンズ枠１の内周部との隙間を直進した励起光を遮光する手段を黒接着剤を用いた保持枠の構成で実現している。このため、物体からの全ての光は、光学フィルタＦ２の物体側の面に配置された励起光カット特性を有する干渉膜に入射した所定波長の光のみが干渉膜を通過するため、観察に不要な励起光成分を除去できる。
【００４７】
なお、黒色接着剤１６の位置は本実施例の位置に特定されるものではなく、例えば、間隔環４と両凸レンズＬ２”との間に黒色接着剤を塗布してもよい。また、光学フィルタＦ２〜Ｆ４の外周部とレンズ枠１””’の内周部との隙間に黒色接着剤を塗布しても良い。
【００４８】
本発明は上記各実施例に限定されるものではなく。以下の変形が可能である。また、本実施例１〜５を組み合わせた構成にしても良い。なお、レンズ構成は、上記実施例に限定されるものでは無い。
まず、励起光の波長域、対物光学系に配置されるフィルタの波長域は限定されるものではない。例えば、励起光の波長域４００ｎｍ〜４７０ｎｍに対し、対物光学系に配置されるフィルタの透過波長域を５００ｎｍ〜６４０ｎｍ等に設定しても良い。または、励起光の波長域４００ｎｍ〜４４０ｎｍに対し、対物光学系に配置されるフィルタの透過波長域を５００ｎｍ〜６９０ｎｍ等に設定しても良い。使用される波長域は、内視鏡で観察する部位（食道、胃、大腸）に応じて選択することが望ましい。
【００４９】
また、干渉膜だけでなく、吸収型の光学フィルタを用いても良い。
干渉膜は真空蒸着法、又は、イオン製膜法のどちらを使用しても良い。尚、イオン製膜を用いる場合には、基板の変形を押さえるために光学フィルタ基板の厚みは０．４ｍｍ以上とすることが望ましい。
また、干渉膜はレンズ面に配置しても良い。
【００５０】
また、光学フィルタは、蛍光に関するものに限定されるものでは無い。レーザ治療に用いられる半導体レーザ（波長８１０ｎｍ〜８９０ｎｍ）や、ＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎｍ）をカットするフィルタも適用可能である。
【００５１】
また、レンズ枠は、様々な変形が可能である。レンズ枠の外形も変形可能である。面取り等を入れても良い。
また、間隔環も面取り等の様々な変形が可能である。
【００５２】
また、対物光学系の光軸をＺ、Ｚに直行する軸をＸ，Ｙとした場合に、光学フィルタＦ２の物体側の表面形状をＺ＝Ａ（Ｘ３＋Ｙ３）にしても良い。このようにすると、特開２０００−５１７号公報に示すように、光学系の被写界深度を拡大することが可能となる。
さらに、固体撮像素子３の代わりにイメージファイバを用いても良い
【００５３】
以上説明したように、本発明の内視鏡撮像装置は、特許請求の範囲に記載された発明の他に、以下に示す特徴を備えている。
【００５４】
（１）前記光学フィルタの物体側に隣接するレンズの外径を、光学フィルタの外径よりも０．１ｍｍ以上小さくしたことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡撮像装置。
【００５５】
（２）前記保持部材が、前記光学フィルタの外径よりも０．１ｍｍ以上大きな外径を有し、かつ、前記光学フィルタの外径よりも０．１ｍｍ以上小さな内径を有することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡撮像装置。
【００５６】
（３）前記保持部材が、前記対物光学系のレンズと光学フィルタとの間隔を設定するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡撮像装置。
【００５７】
（４）前記保持部材が、前記光学フィルタと前記光学フィルタの被写体側に隣接するレンズとの間に配置され、保持部材の外径が前記レンズの外径よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の内視鏡撮像装置。
【００５８】
（５）前記対物光学系が、複数種の光学フィルタを有し、少なくとも１種類の光学フィルタと残りの光学フィルタとの間にレンズを配置したことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡撮像装置。
【００５９】
（６）前記対物光学系が、複数種の光学フィルタを有し、被写体に照射する照明光の特定波長域の透過率を０．１％以下にする光学フィルタを被写体に最も近い位置に配置したことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡撮像装置。
【００６０】
【発明の効果】
以上、本発明の内視鏡撮像装置によれば、被写体に照射する照明光の特定波長域の透過率を０．１％以下にする光学フィルタの外周部とそれを保持する保持枠の内周部との隙間を直進し固体撮像素子に到達する照明光を防止するレンズ構成、又は、メカ構成の内視鏡撮像装置を提供することができる。また、ゴーストフレアの影響を低減するのに最適な光学フィルタの配置とした内視鏡撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる内視鏡撮像装置の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】本発明の第２実施例にかかる内視鏡撮像装置の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図３】本発明の第３実施例にかかる内視鏡撮像装置の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図４】本発明の第４実施例にかかる内視鏡撮像装置の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図５】本発明の第５実施例にかかる内視鏡撮像装置の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】各実施例の内視鏡撮像装置において光源装置から発せられ、内視鏡の先端部から被写体に照射される励起光の波長特性を示すグラフである。
【図７】各実施例の内視鏡撮像装置の対物光学系に設けられる５種類の干渉膜の総合的な特性を示すグラフである。
【図８】各実施例の内視鏡撮像装置の対物光学系に設けられる一つの干渉膜の特性を示すグラフである。
【図９】各実施例の内視鏡撮像装置の対物光学系に設けられる他の干渉膜の特性を示すグラフである。
【図１０】各実施例の内視鏡撮像装置の対物光学系に設けられる更に他の干渉膜の特性を示すグラフである。
【図１１】各実施例の内視鏡撮像装置の対物光学系に設けられる更に他の干渉膜の特性を示すグラフである。
【図１２】各実施例の内視鏡撮像装置の対物光学系に設けられる更に他の干渉膜の特性を示すグラフである。
【図１３】第１実施例の内視鏡撮像装置において、被写体からの蛍光が固体撮像素子面上に結像した後、固体撮像素子で反射し、光学フィルタＦ２の干渉膜で反射し、再度、固体撮像素子に到達する光線を示す説明図である。
【図１４】第１実施例の内視鏡撮像装置において、被写体からの蛍光が固体撮像素子面上に結像した後、固体撮像素子で反射し、光学フィルタＦ５の物体側の干渉膜で反射し、再度、固体撮像素子に到達する光線を示す説明図である。
【図１５】第３実施例の内視鏡撮像装置において、被写体からの蛍光が固体撮像素子面上に結像した後、固体撮像素子で反射し、光学フィルタＦ１の干渉膜で反射し、再度、固体撮像素子に到達する光線を示す説明図である。
【図１６】蛍光を観察する内視鏡システムの従来例の外観図である。
【図１７】被写体に照射する照明光の特定波長域の透過率を０．１％以下にする光学フィルタを対物光学系に有する内視鏡撮像装置における一般的に用いられる対物光学系の一例を示す概略構成図である。
【図１８】図１７の構成において励起光が光学フィルタとレンズ枠の隙間を通過する経路の一例を示す説明図である。
【図１９】図１７とは別の従来例の対物光学系の被写体像を結像する経路を示す説明図である。
【図２０】図１９の構成において励起光が光学フィルタの外周部とレンズ枠の内周部との隙間を通過する経路の別の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１、１’、１”、１”’、１””、１””’，１５          レンズ枠
２          撮像素子枠
３          撮像素子面（又は撮像素子）
４、５、５’、６、６’、６”            間隔環
５’ａ          突出部
７、８、９、１０、１１、１２、１２’、１３          絞り
１４          内視鏡撮像装置
１５ａ        突出部
１６          黒色接着剤
２１          内視鏡
２２          信号処理装置
２３          光源装置
２４          モニタ
２５          内視鏡先端部
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ５’、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９    光学フィルタ
Ｆ６          フィルタ又はカバーガラス
Ｌ１          レンズ
Ｌ２、Ｌ２’、Ｌ２”、Ｌ３          両凸レンズ
Ｌ４、Ｌ４’          物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
【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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