(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光と、可視光帯域における少なくとも一部の帯域の光と、を含む光を発光する光源装置中の光源と、
体腔内に挿入可能な挿入部と、
前記光源からの光の中の前記被検体に照射される励起光の帯域を通過帯域とする前記光源装置中の励起光フィルタと、
前記挿入部に設けられていて、前記励起光フィルタを通過した光を体腔内の被検体に導くための光伝達部と、
前記挿入部の先端部に設けられていて、前記光伝達部により前記被検体へ導かれた光の、該被検体からの戻り光を受光するための受光光学系と、
前記受光光学系によって受光した戻り光の内の蛍光に係る蛍光画像を得るための蛍光撮像部と、
前記光伝達部により伝達されて該被検体に導かれる光が該光伝達部の光路中で発生させる蛍光またはラマン散乱光から、少なくとも前記蛍光撮像部により撮像される光の帯域と重なる帯域の光を低減するための、前記光伝達部を構成している部材の内の少なくとも一つの部材の表面上に形成された光学薄膜である照明光フィルタ部と、
を具備し、前記照明光フィルタ部が遮光する波長帯域における当該照明光フィルタ部のＯＤ値は、前記励起光フィルタが遮光する波長帯域における当該励起光フィルタのＯＤ値より低いことを特徴とする光イメージング装置。
【請求項２】
前記照明光フィルタ部は、可視光帯域を透過帯域として含むように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項３】
前記光伝達部は、
前記挿入部に設けられていて、前記光源からの光を前記挿入部の先端部に導くための導光部と、
前記挿入部の先端部に設けられていて、前記導光部により導かれた光を該挿入部の先端部から出射するための照明光学系と、
を有して構成されたものであり、
前記照明光フィルタ部は、前記照明光学系に設けられたものであることを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項４】
前記照明光フィルタ部は、光吸収物質により形成された光吸収部材を含むものであることを特徴とする請求項３に記載の光イメージング装置。
【請求項５】
前記受光光学系は、受光した戻り光を前記蛍光撮像部へ導く光路上に、蛍光画像を得るために必要な帯域の光のみを通過させる受光フィルタ部を有して構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項６】
前記受光光学系によって受光した戻り光の内の可視光帯域の光に係る反射光画像を得るための反射光撮像部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項７】
前記反射光撮像部による反射光画像の取得と、前記蛍光撮像部による蛍光画像の取得とは、同時に行われるものであることを特徴とする請求項６に記載の光イメージング装置。
【請求項８】
前記挿入部の先端部に着脱自在なキャップをさらに具備し、
前記照明光フィルタ部は、前記キャップに設けられたものであって、該キャップを前記挿入部の先端部に装着することにより、前記光伝達部の光出射端側に配設されるように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項９】
前記反射光画像と前記蛍光画像とを同時に表示するための合成画像を生成する画像合成部と、
前記画像合成部により生成された合成画像を表示するための画像表示部と、
をさらに具備したことを特徴とする請求項６に記載の光イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光を照射して被検体からの蛍光を受光する蛍光観察を行うことが可能な光イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内視鏡装置は、医療分野等において広く用いられている。特に、医療分野における内視鏡装置は、被検体である生体内の検査、観察等に用いられている。
【０００３】
このような内視鏡観察としては、通常の可視光観察以外にも、例えば励起光を生体に照射し病変部からの蛍光を受光して画像化する蛍光観察がある。このような蛍光観察を行うには、まず予め、例えば癌などの病変部に親和性を持つヘマトポルフィリン等の蛍光物質を患者の体内に投与する。そして、蛍光物質を投与してから所定時間が経過した後に、生体に励起光を照射することにより、病変部に集積した蛍光物質から発光される蛍光を受光して蛍光画像を生成し、この蛍光画像に基づき病変部の状態を判断するのが蛍光観察となっている。
【０００４】
このような蛍光画像を得ることができる光イメージング装置としての内視鏡装置は、特開平７−１５５２８５号公報、特開平８−２２４２０８号公報、特開平１１−２４４２２０号公報、特開２００５−５８６１８号公報に開示されたものが幾つかの例として挙げられる。
【０００５】
上記特開平７−１５５２８５号公報及び、特開平８−２２４２０８号公報に記載の内視鏡装置は、励起光を照射して受光する被検体からの戻り光の内の、蛍光以外の光を遮光する光学フィルタを撮像素子の前段に配置して、蛍光像を取得するように構成されている。
【０００６】
また、上記特開平１１−２４４２２０号公報に記載の内視鏡装置は、励起光を照射して受光する被検体からの戻り光の内の、励起光を遮光するための光学フィルタを有するキャップを内視鏡の先端部に取り付けて、蛍光像を取得するように構成されている。
【０００７】
さらに、上記特開２００５−５８６１８号公報に記載の内視鏡装置は、励起光のみを透過する光学フィルタを有するキャップと、励起光のみを遮光する光学フィルタを有するキャップと、の内の所望のキャップを内視鏡の先端部に取り付けて、励起光のみを透過する光学フィルタを先端部に取り付けた際に蛍光像を取得するように構成されている。
【０００８】
一方、これらに対して、例えば、特開２００４−２９４１０９号公報には、被検体からのラマン散乱光を計測するラマン散乱計測装置が開示されている。このラマン散乱計測装置は、励起光路中に発生するラマン散乱光を低減するための光学フィルタをプローブ先端部に設けた構成となっている。
【特許文献１】特開平７−１５５２８５号公報
【特許文献２】特開平８−２２４２０８号公報
【特許文献３】特開平１１−２４４２２０号公報
【特許文献４】特開２００５−５８６１８号公報
【特許文献５】特開２００４−２９４１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の光イメージング装置としての内視鏡装置は、照明光路を構成している光学部材、例えば光源装置内のレンズ類、挿入部内のライトガイドや照明レンズ、またはこれらの部材の固定に用いられている接着剤などが、極わずかながら蛍光またはラマン散乱光を発生する場合がある。
【００１０】
このような場合に、上記従来の内視鏡装置は、励起光として被検体に照射している照明光に上記照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が混入し、これらの光も被検体により反射されて内視鏡装置に取り込まれてしまう。このために、上記従来の内視鏡装置は、上記光学フィルタの透過波長帯域中に上記照明光路由来の蛍光、ラマン散乱光が含まれていると、これらの照明光路由来の蛍光、ラマン散乱光が被検体により発生する蛍光とともに撮像素子により撮像されてしまうことになる。
【００１１】
特に、照明光と被検体と受光光学系との位置関係が、正反射条件を満たす部分が存在する位置関係となっている場合には、上述したような照明光路由来の蛍光やラマン散乱光がより明るく描出されてしまい、その光が被検体由来の蛍光によるものなのか、あるいは照明経路由来の蛍光またはラマン散乱光であるのかを判別することが困難になり、円滑な観察を妨げる要因となっていた。
【００１２】
一般に、被検体から発生する蛍光の強度は、通常の反射光の強度に比べて非常に小さい。従って、上記従来の内視鏡装置は、上記照明光路由来の蛍光、ラマン散乱光の反射光が混入すると、被検体からの蛍光のみを検出することが困難となる場合がある。
【００１３】
一方、上記特開２００４−２９４１０９号公報に記載のラマン散乱光計測装置は、被検体からのラマン散乱光のスペクトル強度を計測する装置（つまり、ラマン散乱光を１次元的に計測する装置）であるために、ラマン散乱光以外の蛍光や白色光を測定することを目的としたものとはなっておらず、特に、これらの２次元画像を取得する通常内視鏡観察と蛍光画像観察とを行うことを目的としたものとはなっていない。従って、このラマン散乱光計測装置は、通常内視鏡観察と蛍光画像観察とを同時的に行うことも可能ではない。
【００１４】
そして、上記特開２００５−５８６１８号公報に記載の内視鏡装置は、キャップを装着した状態では、内視鏡の先端において励起光以外の光を遮断してしまうことになるために、そのままの状態では通常内視鏡観察と蛍光画像観察との両方を行うことができない。もし、通常内視鏡観察と蛍光画像観察との両方を行おうとする場合には、内視鏡を被検体から一度引き抜いて、キャップの着脱を行った後に、再度内視鏡を被検体に挿入して観察を行わなければならない。従って、該公報に記載の内視鏡装置は、白色反射光画像と蛍光画像とを略同時に観察することを目的としたものとはなっていない。
【００１５】
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、蛍光観察と通常内視鏡観察との両方に使用可能であって、かつ、蛍光観察に影響を及ぼし得る不要光を低減することができる光イメージング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明による光イメージング装置は、励起光と可視光帯域における少なくとも一部の帯域の光とを含む光を発光する光源装置中の光源と、体腔内に挿入可能な挿入部と、前記光源からの光の中の前記被検体に照射される励起光の帯域を通過帯域とする前記光源装置中の励起光フィルタと、前記挿入部に設けられていて前記励起光フィルタを通過した光を体腔内の被検体に導くための光伝達部と、前記挿入部の先端部に設けられていて前記光伝達部により前記被検体へ導かれた光の該被検体からの戻り光を受光するための受光光学系と、前記受光光学系によって受光した戻り光の内の蛍光に係る蛍光画像を得るための蛍光撮像部と、前記光伝達部により伝達されて該被検体に導かれる光が該光伝達部の光路中で発生させる蛍光またはラマン散乱光から少なくとも前記蛍光撮像部により撮像される光の帯域と重なる帯域の光を低減するための、前記光伝達部を構成している部材の内の少なくとも一つの部材の表面上に形成された光学薄膜である照明光フィルタ部と、を具備し、前記照明光フィルタ部が遮光する波長帯域における当該照明光フィルタ部のＯＤ値は、前記励起光フィルタが遮光する波長帯域における当該励起光フィルタのＯＤ値より低い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光イメージング装置は、蛍光観察と通常内視鏡観察との両方に使用可能であって、かつ、蛍光観察に影響を及ぼし得る不要光を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
［実施形態１］
図１から図１０は本発明の実施形態１に係り、図１は実施形態１の光イメージング装置を示す全体構成図、図２は図１に示した内視鏡の挿入部の先端部の要部拡大図、図３は図２のライトガイドを伝達して照明レンズに入射した光の波長特性を示すグラフ、図４は図２の照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図５は図２の照明光フィルタを透過して被検体に照射される光の波長特性を示すグラフ、図６は図２の被検体からの戻り光の波長特性を示すグラフ、図７は図２の励起光カットフィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図８は図２の励起光カットフィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ、図９は図３〜図８のグラフを１つにまとめた波長特性を示すグラフ、図１０は図９に対して照明光路由来の蛍光の代わりに照明光路由来のラマン散乱光を加えた波長特性を示すグラフである。
【００２０】
図１に示すように実施形態１の光イメージング装置１は、体腔内に挿入され得る内視鏡２と、この内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、内視鏡２に内蔵された光検出部（撮像部）から出力される信号に基づき画像生成の信号処理を行う画像生成部としての画像生成装置４と、この画像生成装置４により生成された画像信号（映像信号）が入力されることにより撮像部により撮像された画像を表示する画像表示部としてのモニタ５と、を備えている。
【００２１】
前記内視鏡２は、体腔内に挿入し易いように構成された細長の挿入部６を有している。この挿入部６には、前記光源装置３から供給される光を前記挿入部６の先端に導く導光部としての例えば２本のライトガイド７，８が挿通されている。また、前記内視鏡２の後端側には、コネクタ９が設けられている。このコネクタ９は、内視鏡２を前記光源装置３に着脱自在に接続するためのものである。そして、内視鏡２が光源装置３に接続された際には、このコネクタ９の後端側に露呈する前記ライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに、該光源装置３からの照明光が入射されるようになっている。
【００２２】
前記光源装置３内には、白色光源１１と、コリメータレンズ１２と、コンデンサレンズ１３と、が設けられている。そして、白色光源１１からの光は、照明光導入光学系としてのコリメータレンズ１２により略平行な光束に変換された後に、コンデンサレンズ１３により集光されて、前述したライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射される。こうして光入射端７ａ，８ａに入射された照明光は、ライトガイド７，８を各介して、該ライトガイド７，８の光出射端にそれぞれ伝達（導光）される。
【００２３】
上述したライトガイド７，８の各光出射端は、挿入部６の先端部６ａ内において固定されている。そして、ライトガイド７，８の各光出射端に対向するように、照明光出射口となる照明窓部１４ａ，１４ｂが挿入部６の先端部６ａに設けられている。これらの照明窓部１４ａ，１４ｂには、照明光学系としての照明レンズ（平凹レンズ）１５ａ，１５ｂがそれぞれ取り付けられている。従って、前記ライトガイド７，８の光出射端から出射される照明光は、各光出射端に対向する各照明レンズ１５ａ，１５ｂを経て拡開し、被検体２１に照射される。なお、上述したライトガイド７，８及び照明レンズ１５ａ，１５ｂは、光伝達部を構成するものとなっている。
【００２４】
上述した２つの照明窓部１４ａ，１４ｂの間の例えば中間位置には、観察窓或いは受光口が設けられている。そして、この観察窓或いは受光口には、被検体２１からの戻り光である反射光或いは励起光の照射に伴う蛍光を受光する受光光学系として対物レンズ２２が取り付けられている。この対物レンズ２２は、その結像位置に配置された撮像部に光学像を結ぶものである。また、この対物レンズ２２の光軸上における結像位置の手前には、ビームスプリッタ（或いはハーフプリズム）２３が配置されている。このビームスプリッタ２３は、被検体２１から入射した光の一部を反射し残りを透過させることにより、２つに分離するものである。
【００２５】
このビームスプリッタ２３の反射側の結像位置には通常画像撮像用の撮像部２４（反射光撮像部）が配置され、透過側の結像位置には蛍光画像撮像用の撮像部２５（蛍光撮像部）が配置されている。これら撮像部２４，２５は、光検出部を構成するものであり、例えばＣＣＤ（ Charge Coupled Device ）またはＣＭＯＳ（ Complementary Metal Oxide Semiconductor ）等の固体撮像素子を有して構成されている。
【００２６】
前記通常画像撮像用の撮像部２４の撮像面（受光面）の前（撮像部２４とビームスプリッタ２３との間）には、可視光を透過する特性に設定された可視光透過フィルタ（以下、可視光フィルタ）２６が配置されている。この可視光フィルタ２６は、可視光として、例えば波長帯域４００〜７００ｎｍの光のみを透過するものとなっている。
【００２７】
一方、前記蛍光画像撮像用の撮像部２５の撮像面（受光面）の前（撮像部２５とビームスプリッタ２３との間）には、励起光をカット（遮光）し蛍光を透過する特性に設定された、受光フィルタ部としての励起光カットフィルタ（或いは蛍光透過フィルタ）２７が配置されている。この励起光カットフィルタ２７のフィルタ特性は、後述する。
【００２８】
前記撮像部２４，２５は、挿入部６内に挿通された信号線及び光源装置３内に配設された信号線などを経て、画像生成装置４内に設けられた通常画像処理回路３１と蛍光画像処理回路３２とにそれぞれ接続されている。これらの通常画像処理回路３１及び蛍光画像処理回路３２は、それぞれ図示しない撮像駆動回路を内蔵している。そして、各撮像駆動回路は、撮像駆動信号を各対応する撮像部２４，２５にそれぞれ印加して、受光した光を光電変換させ、光電変換して得られた撮像信号を各撮像部２４，２５からそれぞれ出力させる。
【００２９】
その後、通常画像処理回路３１は、撮像部２４から取得した撮像信号に基づき、通常画像を生成する処理を行う。同様に、蛍光画像処理回路３２は、撮像部２５から取得した撮像信号に基づき、蛍光画像を生成する処理を行う。これらの通常画像処理回路３１及び蛍光画像処理回路３２により、それぞれ生成された通常画像の画像信号（映像信号）と蛍光画像の画像信号（映像信号）とは、画像の合成を行う画像合成部としての画像合成回路３３を経て、モニタ５に出力される。このモニタ５の表示画面には、合成画像として例えば通常画像３４と蛍光画像３５とが並べて表示される。
【００３０】
なお、前記画像生成装置４は、表示画面に表示する画像を選択するための表示選択スイッチ３６を備えている。この表示選択スイッチ３６は、モニタ５の表示画面に、上述した合成画像と、合成処理が行われない通常画像と、合成処理が行われない蛍光画像と、の何れを表示するかを選択するためのものである。従って、前記画像合成回路３３は、表示選択スイッチ３６により合成画像が選択された場合には、合成処理を行う。また、前記画像合成回路３３は、表示選択スイッチ３６により通常画像が選択された場合には、合成処理を行うことなく、通常画像のみをモニタ５へ出力する。さらに、前記画像合成回路３３は、表示選択スイッチ３６により蛍光画像が選択された場合には、合成処理を行うことなく、蛍光画像のみをモニタ５へ出力する。
【００３１】
なお、照明光路を構成している光学部材、例えば前記光源装置３内のレンズ類、挿入部６内のライトガイド７，８や照明レンズ１５ａ，１５ｂ、またはこれらの部材を固定するために用いられている接着剤などの中には、極わずかながら蛍光またはラマン散乱光を発生するものが含まれる場合がある。このような場合には、被検体に照射している照明光に上記照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が混入して、蛍光撮像部である撮像部２５により撮像する蛍光画像に影響を及ぼす可能性がある。
【００３２】
このような照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光は、被検体２１に固有のものではなく、光を照射する条件等に依存する。このために、本実施形態においては、以下に説明するように、被検体２１に照射する照明光に上記照明光路由来の蛍光やラマン散乱光（すなわち、照明光の内の、励起光カットフィルタ２７を介して撮像部２５により撮像される光の帯域と重なる帯域の光）（つまり、蛍光観察に影響を及ぼし得る不要光）が実質的に含まれないように（例えば遮光するように）構成している。
【００３３】
より具体的に説明すると、図２に示すように、前記照明レンズ１５ａ，１５ｂの光出射端には、所定の波長帯域の光を遮光するための照明光フィルタ部としての照明光フィルタ３７ａ，３７ｂが、それぞれ設けられている。
【００３４】
これらの照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、例えば、前記照明レンズ１５ａ，１５ｂの光出射端面に形成された光学薄膜となっている。これらの光学薄膜は、例えば、Ｔａ２Ｏ５（五酸化タンタル），ＳｉＯ２（酸化シリコン），ＴｉＯ２（酸化チタン）等の誘電体薄膜となっている。そして、この誘電体薄膜が、イオンプレーティング等の真空蒸着や、スパッタ等の物理的気相成長法（ Physical Vapor Deposition ）、あるいはＣＶＤ等の化学的気相成長法（ Chemical Vapor Deposition ）などにより成膜される。
【００３５】
前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、例えば後述する図４に示すように、可視光と励起光とを透過するとともに近赤外光を遮光する特性のものとなっている。ここに、本実施形態は、近赤外光が生体への吸収が小さいことに着目して、近赤外光帯域の蛍光を検出する赤外蛍光観察を行うものとなっている。そして、照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、上記特性を備えることにより、近赤外光の波長帯域に含まれ得る照明光路由来の蛍光を低減するようになっている。なお、この照明光フィルタ３７ａ，３７ｂの特性や作用の詳細については、後で詳しく説明する。
【００３６】
次に、このような構成による実施形態１の作用を説明する。
【００３７】
図１に示すような光イメージング装置１は、光源装置３に内視鏡２等を接続した状態において、図示しない電源スイッチを操作することにより動作が開始される。術者は、前記内視鏡２の挿入部６を体腔内へ挿入し、挿入部６の先端部６ａを目的部位まで導く。そして、術者は、先端部６ａを目的部位まで導いたところで、蛍光観察を行うようになっている。
【００３８】
すなわち、術者は、患者の体内に蛍光物質を予め投与しておく。この蛍光物質は、投与されてから所定時間が経過した後に、病変部に集積される。なお、本実施形態においては、蛍光物質として蛍光色素Ｃｙ（ Carbocyanine ）７を用いて赤外蛍光観察を行うものとする。蛍光色素Ｃｙ７は、励起光の波長帯域が６８０〜７４０ｎｍ、蛍光の波長帯域が７６０〜８５０ｎｍであり、それぞれ励起光ピーク波長７３０ｎｍ，蛍光ピーク波長７７０ｎｍである（図９参照）。
【００３９】
術者は、前記内視鏡２の挿入部６を患者の体腔内に挿入して、先端部６ａを目的部位まで導く。なお、挿入部６の先端部６ａを目的部位へ導くまでは、術者は、表示選択スイッチ３６を操作することによりモニタ５の表示画面に通常画像のみを表示するようにしている。挿入部６の先端部６ａが目的部位まで到達したら、術者は赤外蛍光観察を開始する。
【００４０】
ライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａには、白色光源１１からの光が入射される。この光は、ライトガイド７，８により伝達されてこれらライトガイド７，８の光出射端から出射され、照明レンズ１５ａ，１５ｂに入射される。
【００４１】
このとき、照明レンズ１５ａ，１５ｂに入射した光は、例えば図３に示すように、照明光路由来の蛍光を含んでいる。なお、図３のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。この照明光路由来の蛍光は、蛍光色素Ｃｙ７の蛍光波長帯域７６０〜８５０ｎｍ付近に存在している。なお、撮像部２４，２５は、波長１１００ｎｍ以上の長波長の光に対しては感度がないために、図３に示すように、波長１１００ｎｍ以上の長波長帯域については例え光を受光したとしても信号が出力されない。
【００４２】
そして、照明レンズ１５ａ，１５ｂに入射した光は、前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂを介して被検体２１に照射される。ここに、照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、例えば図４に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図４のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ（ Optical Density ；光学的濃度、光学密度）値を示している。なお、ＯＤ値ｎのフィルタを透過した光の強度は、元の１０−ｎとなる。例えば、１０ｍＷの光がＯＤ値７のフィルタを透過すると、
１０ｍＷ×１０−７＝１ｎＷ
となる。
【００４３】
前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、可視光と蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍとを含む波長帯域４００〜７５０ｎｍを透過し、上記照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光する。従って、前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂを透過して被検体２１に照射される光は、図５に示すように、蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍを含む照明光４００〜７５０ｎｍの波長帯域の光のみとなる。この図５のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。
【００４４】
このことにより、被検体２１には、照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域を遮光した可視光と、励起光と、の波長帯域４００〜７５０ｎｍの光のみが照射される。
【００４５】
従って、照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光が遮光されるために、被検体２１からの戻り光には、この被検体２１に含まれる蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光と、被検体２１からの反射可視光と、のみが前記対物レンズ２２から取り込まれることになる。
【００４６】
すなわち、被検体２１からの戻り光は、図６に示すように、被検体２１からの反射可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域と、被検体２１に含まれる蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域と、のみである。図６のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。この被検体２１からの戻り光は、対物レンズ２２に入射し、さらにビームスプリッタ２３により２つに分離される。このビームスプリッタ２３により分離された光の内の、反射された光は可視光フィルタ２６を介して撮像部２４に結像され、透過された光は励起光カットフィルタ２７を介して撮像部２５に結像される。
【００４７】
前記励起光カットフィルタ２７は、図７に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図７のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。図７に示すように、励起光カットフィルタ２７は、可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光し、それ以外の波長帯域の光を透過する。
【００４８】
従って、励起光カットフィルタ２７を透過した光は、図８に示すように、実質的に、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域のみとなる。図８のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。
【００４９】
上記図３〜図８のグラフを１つにまとめると、図９に示すようになる。図９のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。図９に示すように、照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光して、蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍを含む照明光４００〜７５０ｎｍの波長帯域の光のみを透過する。また、励起光カットフィルタ２７は、可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光するために、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域のみを透過する。なお、照明光フィルタ３７ａ，３７ｂの遮光帯域と励起光カットフィルタ２７の遮光帯域との交点は、ＯＤ値５以上である。
【００５０】
従って、前記撮像部２５は、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域のみを受光することができる。
【００５１】
撮像部２４により受光した光の情報は、通常画像処理回路３１及び画像合成回路３３を経て、通常画像としてモニタ５に出力される。また、撮像部２５により受光した光の情報は、蛍光画像処理回路３２及び画像合成回路３３を経て、蛍光画像としてモニタ５に出力される。そして、モニタ５の表示画面には、通常画像３４と蛍光画像３５とが並べて表示される。
【００５２】
この結果、本実施形態の光イメージング装置１は、近赤外光帯域における照明光路由来の蛍光を低減することができ、ノイズ源となる光の発生を抑制することができる。上述したように、照射光と被検体と受光光学系との位置関係が正反射条件を満たす部分では、何の対策も施さないと、上記照明光路由来の蛍光が特に明るく表示されてしまい、被検体由来の蛍光を判別することが困難となる。この光イメージング装置１のような２次元観察を行う装置は、対物レンズ２２として画角が広い光学系を採用することが多いために、正反射条件を満たす位置関係が生じる可能性が高い。従って、蛍光観察に影響を及ぼす可能性のある光を、被検体２１へ照射する直前で遮断する効果は絶大である。また、本実施形態の光イメージング装置１は、照明光フィルタ３７ａ，３７ｂが可視光全域を透過するものであるために、通常画像３４と蛍光画像３５との両画像を同時に得ることができる。
【００５３】
なお、光イメージング装置１は、図１０に示すように、近赤外光帯域における照明光路由来のラマン散乱光も同様に低減することができる。ここに、ラマン散乱が発生すると、照明光に対して一定の波長量をシフトされた光が発せられる。例えば、ラマン散乱において２００ｎｍシフトが生じる場合には、照明光の波長帯域が４００〜７５０ｎｍであるものとすると、略６００〜９５０ｎｍの波長帯域にラマン散乱光が発生することになる。
【００５４】
前記光イメージング装置１は、照明光フィルタ３７ａ，３７ｂを用いて上記照明光路由来のラマン散乱光を照明光路由来の蛍光と同様に遮光することにより、この照明光路由来のラマン散乱光を低減することができ、通常画像３４と蛍光画像３５との両画像を得ることができる。
【００５５】
こうして、本実施形態の光イメージング装置１は、前記照明レンズ１５ａ，１５ｂの光出射端に照明光フィルタ３７ａ，３７ｂを設けているために、蛍光観察と通常内視鏡観察との両方に使用可能であって、照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を低減することができる。なお、本実施形態では２本のライトガイド７，８を用いる構成例について説明したが、３本以上のライトガイドを用いる構成を採用しても構わない。
【００５６】
［実施形態２］
図１１及び図１２は本発明の実施形態２に係り、図１１は実施形態２の光イメージング装置を示す全体構成図、図１２は図１１の光イメージング装置の波長特性を示すグラフである。上述した実施形態１は、近赤外光帯域の蛍光を検出して赤外蛍光観察を行う光イメージング装置に本発明を適用した構成のものであったが、この実施形態２は、可視光帯域の蛍光を検出して可視光蛍光観察を行う光イメージング装置に本発明を適用した構成のものとなっている。それ以外の構成は上述した実施形態１と同様であるために説明を省略し、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
【００５７】
図１１に示す実施形態２の光イメージング装置１Ｂは、可視光蛍光観察を行うことが可能となるように構成されたものとなっている。光源装置３Ｂは、コリメータレンズ１２により略平行な光束にされた白色光源１１からの光が入射される円形の回転板４１を備えている。この回転板４１は、例えばリング形状の超音波モータ等により構成されるモータ４２に取り付けられている。
【００５８】
前記回転板４１には、遮光部４３ａと透過部４３ｂとが略半円形をなすようにそれぞれ設けられている。回転板４１に入射された光は、遮光部４３ａにおいては遮光され、透過部４３ｂにおいては透過される。このために、内視鏡２Ｂを挿通されている２本のライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａの内の、透過部４３ｂに対向した部分に光が入射される。なお、回転板４１は、図１１に示すような回転位置から１／４回転程度だけ回転させた状態のときには、透過部４３ｂを透過した光が両光入射端７ａ，８ａに入射され得るように構成されている。また、前記モータ４２は、回転駆動回路４４からの駆動信号により、例えば１秒に１回転程度などの、一定速度で回転する。そして、このモータ４２に取り付けられた回転板４１が該モータ４２の回転に応じて回転されることにより、回転板４１に入射された光は、２本のライトガイド７，８に交互に入射されるようになっている。
【００５９】
また、前記内視鏡２Ｂには、前記ライトガイド７，８の光出射端にそれぞれ対向するように、照明光学系４５ａ，４５ｂが配置されている。これらの照明光学系４５ａ，４５ｂは、ロッドレンズ４６ａ，４６ｂと、リレーレンズ（両凸レンズ）４７ａ，４７ｂと、照明光出射口となる照明窓部１４ａ，１４ｂにそれぞれ配置される照明レンズ（平凸レンズ）４８ａ，４８ｂと、を含んで構成されている。また、これらの内の前記照明光学系４５ａのみには、後述するような光学特性の照明光フィルタ４９が配置されている。そして、前記ライトガイド７，８の光出射端から出射される照明光は、これらの光出射端に対向する各照明光学系４５ａ，４５ｂを経て拡開され、被検体２１に照射される。
【００６０】
上述した２つの照明窓部１４ａ，１４ｂは、先端部６ａの先端面における互いに異なる位置に形成されている。そして、異なる位置の２つの照明窓部１４ａ，１４ｂからの照明光は、被検体２１に交互に（すなわち、時間を異ならせて）照射されるようになっている。つまり、本実施形態においては、白色光源１１の照明光を、異なる２つの位置の照射口としての照明窓部１４ａ，１４ｂから時間的に切り替えて被検体２１に照射するための照射口切替部が形成されている。そして、本実施形態においては、後述するように、異なる位置の照明窓部１４ａ，１４ｂから異なる波長帯域の照明光を交互に照射することにより、可視光帯域の蛍光画像と、通常画像と、の両方の画像を得るようになっている。
【００６１】
なお、前記回転駆動回路４４は、前記回転板４１の回転に同期した同期信号を画像生成装置４Ｂの通常画像処理回路３１Ｂ及び蛍光画像処理回路３２Ｂに送信するようになっている。通常画像処理回路３１Ｂ及び蛍光画像処理回路３２Ｂは、受信した同期信号に同期して、それぞれ通常画像及び蛍光画像を生成する処理を行う。
【００６２】
通常画像処理回路３１Ｂ及び蛍光画像処理回路３２Ｂは、それぞれ図示しない撮像駆動回路を内蔵している。各撮像駆動回路は、同期信号に同期してそれぞれ撮像駆動信号を撮像部２４，２５に印加し、撮像部２４，２５によりそれぞれ受光した光を光電変換して得られた撮像信号を出力させる。なお、上述では回転駆動回路４４が同期信号を生成して画像生成装置４Ｂへ送信するようにしているが、これに代えて、画像生成装置４Ｂにより同期信号を生成し、生成した同期信号を回転駆動回路４４側へ送信するようにしてもよい。
【００６３】
また、通常画像処理回路３１Ｂ及び蛍光画像処理回路３２Ｂにより、それぞれ生成された通常画像の画像信号（映像信号）と蛍光画像の画像信号（映像信号）とは、画像の合成を行う画像合成回路３３Ｂを経てモニタ５Ｂに出力され、モニタ５Ｂの表示面には、例えば通常画像と蛍光画像とが合成された状態で表示される。
【００６４】
画像合成回路３３Ｂは、蛍光画像の信号部分を通常画像に重畳する。この場合に、通常画像における、蛍光画像が重畳される画像部分は、マスク処理して排除される。
【００６５】
このように、画像合成回路３３Ｂによって通常画像上に蛍光画像の信号部分を合成して表示するようにしているために、通常画像部分により患部等の位置や輪郭を容易に把握することができるとともに、かつ蛍光画像部分により病変部分或いは腫瘍部分の診断を容易に行うことが可能となっている。
【００６６】
また、画像生成装置４Ｂは、表示選択スイッチ３６Ｂの選択操作に応じて、画像合成回路３３Ｂにより合成する画像を選択することができるように構成されている。例えば、画像合成回路３３Ｂは、表示選択スイッチ３６Ｂの選択操作に応じて、両方のライトガイド７，８共に透過状態に設定したタイミングにより照明を行い、この状態において撮像した画像を合成してモニタ５Ｂに表示させることも可能となっている。
【００６７】
図１１に示すモニタ５Ｂは、この状態により得られた画像の表示例を示すものとなっている。ここに、符号３４Ｂは反射光による通常画像を示し、符号３５Ｂは被検体２１に照射された励起光により発光する蛍光による蛍光画像を示している。
【００６８】
なお、前記表示選択スイッチ３６Ｂの選択操作により、２つのライトガイド７及び８により交互に照明した状態において撮像した画像を、モニタ５Ｂに表示させるようにしてもよい。この場合には、両ライトガイド７，８の一方を交互に遮光状態にして各撮像された画像が、例えば回転板４１の回転に同期して表示されることになる。
【００６９】
ここで、本実施形態における蛍光画像について説明する。本実施形態においては、生体に存在している内因性蛍光物質からの蛍光を受光して蛍光画像を得る構成を採用している。ここに、内因性蛍光物質としては、例えばリボフラビン、トリプトファン、チロシン、ＮＡＤＨ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）、ＮＡＤＰＨ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸）、ポルフィリン、コラーゲン、エラスチン、フィブロネクチン、ＦＡＤ（フラビンアデニンジヌクレオチド）などが挙げられる。
【００７０】
４５０ｎｍ付近の波長光で励起すると、正常組織は、５２０ｎｍ波長付近の蛍光を発する。これに対して、癌病巣の組織は、組織の発癌過程が進むに従って内因性蛍光物質から発生する蛍光が減弱するために、蛍光が正常部位の蛍光よりも有意に弱い。このために、本実施形態は、可視光帯域に発生する照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を遮光して、可視光帯域の蛍光画像を得る構成を採用している。
【００７１】
さらに具体的に説明すると、前記照明光学系４５ａは、例えばリレーレンズ４７ａと照明レンズ４８ａとの間の光路上に、照明光フィルタ４９を配設した構成となっている。この照明光フィルタ４９は、干渉型フィルタまたは吸収型フィルタとして形成されたものであり、可視光帯域に現れる照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を遮光する機能のものとなっている（図１２参照）。
【００７２】
また、前記蛍光画像撮像用の撮像部２５の撮像面（受光面）の前には、励起光カットフィルタ２７Ｂが配置されている。この励起光カットフィルタ２７Ｂは、可視光帯域に現れる励起光をカット（遮光）するとともに、被検体からの蛍光を透過する光学特性のものである（図１２参照）。
【００７３】
このような構成による実施形態２の作用を説明する。
【００７４】
図１１に示すように、光イメージング装置１Ｂは、光源装置３Ｂに内視鏡２Ｂ等を接続した状態において、図示しない電源スイッチを操作することにより動作される。術者は、前記内視鏡２Ｂの挿入部６Ｂを体腔内に挿入して、この挿入部６Ｂの先端部６ａを目的部位まで導いたところで蛍光観察を行うようになっている。なお、本実施形態においては、内因性蛍光物質として上記例示した内のコラーゲンを想定して、可視光蛍光観察を行うものとする。
【００７５】
術者は、前記内視鏡２Ｂの挿入部６Ｂを患者の体腔内に挿入して、先端部６ａを目的部位まで導く。なお、挿入部６Ｂの先端部６ａを目的部位へ導くまでは、術者は、表示選択スイッチ３６Ｂを操作することによりモニタ５Ｂの表示画面に通常画像のみを表示するようにしている。
【００７６】
挿入部６Ｂの先端部６ａが目的部位まで到達したら、術者は可視光蛍光観察を開始する。この可視光蛍光観察時には、モータ４２は一定速度で回転し、このモータ４２の回転に従って回転板４１も回転する。白色光源１１からの光は、回転板４１の透過部４３ｂを介して両ライトガイド７，８へ交互に入射する。
【００７７】
ライトガイド７の光入射端７ａに遮光部４３ａが対向する状態において、他方のライトガイド８の光入射端８ａには、透過部４３ｂを透過した白色光源１１からの光が入射される。前記光入射端８ａに入射された光は、このライトガイド８により伝達されて、先端面から照射される。この光は、さらに、照明光学系４５ｂを経て被検体２１に照射される。
【００７８】
また、前記状態から回転板４１が半回転した場合には、ライトガイド８の光入射端８ａに遮光部４３ａが対向する状態になり、ライトガイド７の光入射端７ａには透過部４３ｂを透過した白色光源１１からの光が入射される。前記光入射端７ａに入射された光は、このライトガイド７により伝達されて、先端面から照射される。この光は、さらに、照明光学系４５ａを経て被検体２１に照射される。このとき、図１２に示すように、ライトガイド７を伝達されて照明光学系４５ａに入射された光には、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が含まれている。そして、この照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光は、コラーゲンの蛍光ピーク波長５２０ｎｍ付近の帯域に存在している。
【００７９】
前記照明光学系４５ａに配置されている前記照明光フィルタ４９は、コラーゲンの蛍光５２０ｎｍ付近を含む波長帯域５００〜５５０ｎｍ及び近赤外光の波長帯域７００〜１１００ｎｍをＯＤ値７以上遮光し、それ以外のコラーゲンの励起光４５０ｎｍ付近を含む可視光帯域４００〜４８０ｎｍ及び５５０〜７００ｎｍを透過する。
【００８０】
従って、前記照明光フィルタ４９を透過して被検体２１に照射される光は、コラーゲンの励起光４５０ｎｍ付近を含む可視光帯域４００〜４８０ｎｍ及び５５０〜７４０ｎｍの波長帯域のみとなる。
【００８１】
これにより、被検体２１には、可視光帯域４００〜４８０ｎｍ及び５５０〜７４０ｎｍの波長帯域の光のみが照射され、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が含まれるコラーゲンの蛍光５２０ｎｍ付近を含む波長帯域５００〜５５０ｎｍ及び近赤外光の波長帯域７００〜１１００ｎｍは遮光される。
【００８２】
こうして、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が含まれる可視光帯域の一部が遮光されるために、被検体２１からの戻り光には、この被検体２１に含まれるコラーゲンにより発生した蛍光と、被検体２１からの反射可視光と、のみが含まれる。このような被検体２１からの戻り光が、前記対物レンズ２２から取り込まれることになる。この被検体２１からの戻り光は、対物レンズ２２に入射した後に、ビームスプリッタ２３により２つに分離される。このビームスプリッタ２３により分離された光の内の、反射された光は撮像部２４に結像され、透過された光は励起光カットフィルタ２７Ｂを介して撮像部２５に結像される。
【００８３】
前記励起光カットフィルタ２７Ｂは、可視光４００〜５００ｎｍ及び５５０〜７００ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光し、それ以外の波長帯域の光を透過する。
【００８４】
従って、励起光カットフィルタ２７Ｂを透過した光は、コラーゲンにより発生した蛍光５２０ｎｍ付近を含む５００〜５５０ｎｍの波長帯域のみとなって前記撮像部２５に結像されることになる。
【００８５】
撮像部２４により受光した光の情報は、通常画像処理回路３１Ｂ及び画像合成回路３３Ｂを経て、通常画像としてモニタ５Ｂに出力される。また、撮像部２５により受光した光の情報は、蛍光画像処理回路３２Ｂ及び画像合成回路３３Ｂを経て、蛍光画像としてモニタ５Ｂに出力される。こうしてモニタ５Ｂの表示画面には、通常画像３４Ｂと蛍光画像３５Ｂとが１つの表示画像として合成され表示される。
【００８６】
この結果、実施形態２の光イメージング装置１Ｂは、可視光帯域における照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を低減することができて、通常画像３４Ｂと蛍光画像３５Ｂとの両画像を得ることができる。また、２つの照明光路の内の片方だけに照明光フィルタ４９を設けていて、通常内視鏡観察時には照明光フィルタが設けられていないライトガイド８側の照明光路を用いるようにしているために、可視光の一部を遮断する照明光フィルタを先端に設けることによって通常内視鏡観察における色が実際とは異なる色に描出されるといったことを、未然に回避することが可能となる。
【００８７】
［実施形態３］
図１３から図２６は本発明の実施形態３に係り、図１３は実施形態３の光イメージング装置を示す全体構成図、図１４は図１３の励起光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図１５は図１３の励起光フィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ、図１６は図１３のＲＧＢフィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図１７は図１３のライトガイドを伝達して照明光学系に入射した光の波長特性を示すグラフ、図１８は図１３の照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図１９は図１３の照明光フィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ、図２０は図１３の励起光カットフィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図２１は図１３の励起光カットフィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ、図２２は図１４〜図１５及び図１７〜図２１のグラフを１つにまとめた波長特性を示すグラフ、図２３はＯＤ値が高くエッジが急峻な照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図２４はＯＤ値が低くエッジが緩やかな照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図２５は図１３の挿入部の変形例を示す要部拡大図、図２６は短波長透過フィルタ（ショートウエーブパスフィルタ）のフィルタ特性を示すグラフである。
【００８８】
上述した実施形態１，２は、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を低減する照明光フィルタ部を照明光学系に設けた構成であったが、この実施形態３は、該照明光フィルタ部に組み合わせるように、光源装置内に導入光フィルタ部をさらに設けた構成となっている。それ以外の構成は上述した実施形態１，２と同様であるために説明を省略し、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
【００８９】
図１３に示すように、実施形態３の光イメージング装置１Ｃは、励起光透過フィルタ（以下、励起光フィルタ）５０と可視光フィルタ５１とを導入光フィルタ部として回転板４１Ｃに設けた光源装置３Ｃを備えている。前記励起光フィルタ５０は、可視光と励起光とを透過するとともに近赤外光を遮光するフィルタ特性を有するものとなっている。このフィルタ特性については後で詳しく説明する。なお、本実施形態は、上述した実施形態１において説明したような赤外蛍光観察を行うものとなっている。
【００９０】
前記可視光フィルタ５１は、可視光を透過するとともに、それ以外の波長帯域を遮光するフィルタ特性を有するものとなっている。なお、本実施形態においては、可視光フィルタ５１として、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各波長帯域の光をそれぞれ透過するＲ、Ｇ、Ｂフィルタ５１ａ，５１ｂ，５１ｃを設けて、面順次で可視光を供給するようになっている。また、これらのＲ、Ｇ、Ｂフィルタ５１ａ〜５１ｃのフィルタ特性については、後述する。
【００９１】
光源装置３内に設けられた白色光源１１からの光は、コリメータレンズ１２Ｃにより略平行な光束にされた後に、回転板４１Ｃに入射される。この回転板４１Ｃに入射された光は、この回転板４１Ｃの回転に応じて、配列順に励起光フィルタ５０、Ｒフィルタ５１ａ、Ｂフィルタ５１ｃ、Ｇフィルタ５１ｂを透過し、内視鏡２Ｃの挿入部６Ｃに挿通されている２本のライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに順次入射される。なお、モータ４２Ｃは、回転駆動回路４４Ｃからの駆動信号により、例えば１秒に１回転程度など、一定速度で回転する。そして、このモータ４２Ｃに取り付けられた回転板４１Ｃが回転されることにより、回転板４１Ｃに入射された光は、２本のライトガイド７，８に順次入射される。
【００９２】
さらに具体的に説明すると、例えば図１３に示す状態（すなわち、励起光フィルタ５０がライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに対向する状態）においては、前記回転板４１Ｃに入射された光は、励起光フィルタ５０を透過して、ライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射される。また、図１３に示す状態から回転板４１Ｃが１／４回転程度だけ回転され、Ｒフィルタ５１ａがライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに対向する状態となったときには、前記回転板４１Ｃに入射された光は、Ｒフィルタ５１ａを透過して、ライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射される。同様に、Ｂフィルタ５１ｃが光入射端７ａ，８ａに対向する状態となったときには、前記回転板４１Ｃに入射された光はＢフィルタ５１ｃを透過して、また、Ｇフィルタ５１ｂが光入射端７ａ，８ａに対向する状態となったときには、前記回転板４１Ｃに入射された光はＧフィルタ５１ｂを透過して、ライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａにそれぞれ入射される。
【００９３】
このようにしてライトガイド７，８に入射され、該ライトガイド７，８の光出射端から出射される照明光は、光出射端に対向する各照明光学系４５ａ，４５ｂをさらに経て、拡開して被検体２１に照射される。
【００９４】
また、前記内視鏡２Ｃは、照明光学系４５ａ，４５ｂにそれぞれ照明光フィルタ５２ａ，５２ｂが配置されている。これらの照明光フィルタ５２ａ，５２ｂは、干渉型フィルタまたは吸収型フィルタとして形成されたものであり、近赤外光帯域に現れる照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を遮光する機能のものとなっている（図１８参照）。
【００９５】
また、前記蛍光画像撮像用の撮像部２５の撮像面（受光面）の前には、励起光カットフィルタ２７Ｃが配置されている。この励起光カットフィルタ２７Ｃは、可視光帯域に現れる励起光をカット（遮光）するとともに、被検体からの蛍光を透過する光学特性のものである（図２０参照）。なお、前記回転駆動回路４４Ｃは、前記回転板４１Ｃの回転に同期した同期信号を画像生成装置４Ｃの通常画像処理回路３１Ｃ及び蛍光画像処理回路３２Ｃに送信するようになっている。通常画像処理回路３１Ｃ及び蛍光画像処理回路３２Ｃは、受信した同期信号に同期して、それぞれ通常画像及び蛍光画像を生成する処理を行う。
【００９６】
通常画像処理回路３１Ｃ及び蛍光画像処理回路３２Ｃは、それぞれ図示しない撮像駆動回路を内蔵している。各撮像駆動回路は、同期信号に同期してそれぞれ撮像駆動信号を撮像部２４，２５に印加し、撮像部２４，２５によりそれぞれ受光した光を光電変換して得られた撮像信号を出力させる。なお、上述では回転駆動回路４４Ｃが同期信号を生成して画像生成装置４Ｃへ送信するようにしているが、これに代えて、画像生成装置４Ｃにより同期信号を生成し、生成した同期信号を回転駆動回路４４Ｃ側へ送信するようにしてもよい。
【００９７】
また、通常画像処理回路３１Ｃ及び蛍光画像処理回路３２Ｃにより、それぞれ生成された通常画像の画像信号（映像信号）と蛍光画像の画像信号（映像信号）とは、画像の合成を行う画像合成回路３３Ｃを経てモニタ５Ｃに出力され、このモニタ５Ｃの表示画面には、合成画像として例えば通常画像３４Ｃと蛍光画像３５Ｃとが並べて表示される。
【００９８】
図１３に示すモニタ５Ｃは、この状態により得られた画像の表示例を示すものとなっている。ここに、符号３４Ｃは反射光による通常画像を示し、符号３５Ｃは被検体２１に照射された励起光により発光する蛍光による蛍光画像を示している。なお、前記画像生成装置４Ｃは、表示選択スイッチ３６Ｃの選択操作により、前記画像合成回路３３Ｃが合成処理をすることなくモニタ５Ｃの表示画面に通常画像３４Ｃが表示される状態、前記画像合成回路３３Ｃが合成処理をすることなくモニタ５Ｃの表示画面に蛍光画像３５Ｃが表示される状態、前記画像合成回路３３Ｃが合成処理を行って通常画像３４Ｃと蛍光画像３５Ｃとが１つの表示画像としてモニタ５Ｃの表示画面に合成表示される状態、を切り替えることができるようにしてもよい。
【００９９】
このような構成による実施形態３の作用を説明する。
【０１００】
図１３に示すように、光イメージング装置１Ｃは、光源装置３Ｃに内視鏡２Ｃ等を接続した状態において、図示しない電源スイッチを操作することにより動作される。術者は、前記内視鏡２Ｃの挿入部６Ｃを体腔内に挿入して、この挿入部６Ｃの先端部６ａを目的部位まで導いたところで、蛍光観察を行うようになっている。
【０１０１】
すなわち、術者は、患者の体内に蛍光物質を予め投与しておく。この蛍光物質は、投与されてから所定時間が経過した後に、病変部に集積される。なお、本実施形態では、上述した実施形態１において説明した蛍光色素Ｃｙ７を用いて赤外蛍光観察を行う。
【０１０２】
術者は、前記内視鏡２Ｃの挿入部６Ｃを患者の体腔内に挿入して、先端部６ａを目的部位まで導く。なお、挿入部６Ｃの先端部６ａを目的部位へ導くまでは、術者は、表示選択スイッチ３６Ｃを操作することによりモニタ５Ｃの表示画面に通常画像のみを表示するようにしている。挿入部６Ｃの先端部６ａが目的部位まで到達したら、術者は赤外蛍光観察を開始する。
【０１０３】
このときには、モータ４２Ｃは一定速度で回転し、このモータ４２Ｃの回転に従って、回転板４１Ｃも回転する。この回転板４１Ｃの回転に応じて、白色光源１１からの光は、励起光フィルタ５０、Ｒフィルタ５１ａ、Ｇフィルタ５１ｂ、Ｂフィルタ５１ｃを介してライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに順次入射する。前記励起光フィルタ５０は、例えば図１４に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図１４のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。
【０１０４】
すなわち、前記励起光フィルタ５０は、可視光と蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍとを含む波長帯域４００〜７５０ｎｍを透過し、近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光する。従って、前記励起光フィルタ５０を透過してライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射する光は、図１５に示すように、蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍを含む照明光４００〜７５０ｎｍの波長帯域のみとなる。図１５のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。
【０１０５】
また、前記Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ５１ａ〜５１ｃは、例えば図１６に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図１６のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は透過率を示している。前記Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ５１ａ〜５１ｃは、６００〜７５０ｎｍ、５００〜５７０ｎｍ、３８０〜５００ｎｍの各波長帯域の光をそれぞれ透過して、それ以外の光を遮光する。なお、蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍは、Ｒフィルタ５１ａを透過する光に含まれる。従って、前記Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ５１ａ〜５１ｃを透過してライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射する光は、それぞれ６００〜７５０ｎｍ、５００〜５７０ｎｍ、３８０〜５００ｎｍの光のみとなる。
【０１０６】
なお、以降は、前記励起光フィルタ５０を透過した光を例に挙げて説明する。
【０１０７】
前記励起光フィルタ５０からライトガイド７，８に入射した光は、これらのライトガイド７，８により伝達されてその光出射端から出射され、前記照明光学系４５ａ，４５ｂに入射される。
【０１０８】
このとき、照明光学系４５ａ，４５ｂに入射した光は、例えば図１７に示すように、照明光路由来の蛍光を含んでいる。なお、図１７のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。この照明光路由来の蛍光は、蛍光色素Ｃｙ７の蛍光波長帯域７６０〜８５０ｎｍ付近に存在している。照明光学系４５ａ，４５ｂに入射した光は、前記照明光フィルタ５２ａ，５２ｂを介して被検体２１に照射される。
【０１０９】
前記照明光フィルタ５２ａ，５２ｂは、例えば図１８に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図１８のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。前記照明光フィルタ５２ａ，５２ｂは、可視光と蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍとを含む波長帯域４００〜７５０ｎｍを透過し、上記照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値２〜３程度遮光する。
【０１１０】
なお、前記照明光フィルタ５２ａ，５２ｂが近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値２〜３程度遮光するのは、上述したように前記光源装置３Ｃの励起光フィルタ５０により略同一の波長帯域である近赤外光をＯＤ値７以上遮光しているためである。
【０１１１】
従って、前記照明光フィルタ５２ａ，５２ｂを透過して被検体２１に照射される光は、図１９に示すように、蛍光色素Ｃｙ７の蛍光波長帯域７６０〜８５０ｎｍ付近に存在している照明光路由来の蛍光が低減される。図１９のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。このことにより、被検体２１には、照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域を低減した光が照射される。
【０１１２】
この被検体２１からの戻り光は、対物レンズ２２に入射され、ビームスプリッタ２３により２つに分離される。このビームスプリッタ２３により分離された光の内の、反射された光は撮像部２４に結像され、透過された光は励起光カットフィルタ２７Ｃを介して撮像部２５に結像される。前記励起光カットフィルタ２７Ｃは、図２０に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図２０のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。
【０１１３】
図２０に示すように、励起光カットフィルタ２７Ｃは、可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光し、それ以外の波長帯域の光を透過する。従って、励起光カットフィルタ２７Ｃを透過した光は、図２１に示すように、可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域が低減され、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域が優位となる。
【０１１４】
本実施形態の光イメージング装置１Ｃの波長特性は、上記図１４〜図１５及び図１７〜図２１のグラフを１つにまとめた図２２に示すようなものとなる。図２２のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。
【０１１５】
図２２に示すように、励起光フィルタ５０は、可視光と蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍとを含む波長帯域４００〜７５０ｎｍを透過し、近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光する。また、照明光フィルタ５２ａ，５２ｂは、可視光と蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍとを含む波長帯域４００〜７５０ｎｍを透過し、上記照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値２〜３程度遮光する。
【０１１６】
さらに、励起光カットフィルタ２７Ｃは、可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光するために、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域のみを透過する。なお、照明光フィルタ５２ａ，５２ｂの遮光帯域と励起光カットフィルタ２７Ｃの遮光帯域との交点は、ＯＤ値５以上である。励起光カットフィルタ２７Ｃを透過した光は、前記撮像部２５により受光されて光電変換される。一方、ビームスプリッタ２３により反射された光は、ＲＧＢ毎に撮像部２４に受光されて光電変換される。
【０１１７】
撮像部２４により受光した光の情報は、通常画像処理回路３１Ｃ及び画像合成回路３３Ｃを経て、通常画像としてモニタ５Ｃに出力される。また、撮像部２５により受光した光の情報は、蛍光画像処理回路３２Ｃ及び画像合成回路３３Ｃを経て、蛍光画像としてモニタ５Ｃに出力される。こうしてモニタ５Ｃの表示画面には、通常画像３４Ｃと蛍光画像３５Ｃとが並べて表示される。
【０１１８】
この結果、本実施形態の光イメージング装置１Ｃは、上述した実施形態１と同様に、近赤外光帯域における照明光路由来の蛍光を低減することができて、通常画像３４Ｃと蛍光画像３５Ｃとの両画像を得ることができる。なお、図示はしないが、前記光イメージング装置１Ｃは、近赤外光帯域における照明光路由来のラマン散乱光も同様に低減することができる。
【０１１９】
これにより、実施形態３の光イメージング装置１Ｃは、蛍光観察と通常内視鏡観察との両方に使用可能であって、照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を低減することができる。また一般に、ＯＤ値３程度のフィルタは、照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を遮断するのには十分であるが、該フィルタのみでは励起光源に含まれる蛍光波長帯域の光を遮断するには不十分である。これは、上述したように、２次元観察では対物レンズ２２の画角が広いために正反射条件を満たす可能性が高いこと、そして、正反射した光は強度が高いために励起光源に含まれる蛍光波長帯域の光を遮断するにはＯＤ値７程度のフィルタを用いる必要があること、のためである。また、一般に、ＣＣＤの感度は、近赤外帯域（７５０〜１１００ｎｍ）では可視光帯域よりも相対的に低下するために、Ｓ／Ｎ比の低下を防ぐためにもＯＤ値を高く設定する必要がある。しかしながら、本実施形態の光イメージング装置１Ｃは、光源装置３Ｃの内部に導入光フィルタ部としての励起光フィルタ５０及び可視光フィルタ５１を設けて、これらの内の励起光フィルタ５０により上記励起光源に含まれる蛍光波長帯域の光をＯＤ値７程度以上遮断しているために、挿入部６Ｃの先端部６ａに配置する照明光フィルタ５２ａ，５２ｂのＯＤ値を高く設定する必要がなく、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光以外の光、例えば励起光源に含まれる蛍光波長帯域の光などを遮断する必要はない。従って、本実施形態における照明光フィルタのＯＤ値は、多くの場合において３程度で十分である。
【０１２０】
一方で、ＯＤ値の高いフィルタの製作には、より多くの層数のフィルタを形成する必要がある。従って、１つの基板だけでは得たい性能を得ることができない場合があり、この場合には複数の基板を必要とすることになる。また、基板に成膜する層数が増えると、基板が膜から受ける膜応力が大きくなるために、例え１枚の基板で性能を得ることができるとしても、基板の破損を防ぐために膜応力に耐え得る厚さの基板を用いる必要がある。本実施形態では、照明光フィルタのＯＤ値が３程度で十分であるために、膜層数を少なくすることが可能となり、基板を複数枚用いることなくフィルタを製作することが容易になるとともに、基板を非常に薄くすることも可能となる。従って、内視鏡全体を小型化することができる。このような構成は、気管支内視鏡や膵胆管内視鏡、あるいはマウス等の小動物に用いるための内視鏡のような、極めて細径の内視鏡に適用すると、特に大きな効果を奏することができる。
【０１２１】
また、実施形態３の光イメージング装置１Ｃは、ＲＧＢ毎に面順次式で可視光画像を得るものであって、高精細な通常画像を得ることができる（すなわち、１つの画素位置毎にＲＧＢ各色の色信号を得ることができるために、単板式の撮像素子を用いた場合に必要となる色信号の補間処理（三板化処理）が不要となる）ものである。このように、実施形態３の光イメージング装置１Ｃは、光源装置３Ｃ内の可視光フィルタ５１（Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ５１ａ〜５１ｃ）と組合わせることにより、面順次式への適用を可能としたものとなっている。
【０１２２】
なお、前記照明光フィルタ５２ａ，５２ｂは、前記照明光学系４５ａ，４５ｂ内に配置されている。これら照明光フィルタ５２ａ，５２ｂには、前記照明光学系４５ａ，４５ｂのリレーレンズ４７ａ，４７ｂを介して、ライトガイド７，８の光出射端からの光が斜めに入射する可能性がある。一般に、光学フィルタは、光が斜めに入射すると、波長特性がシフトしてしまう。従って、図２３に示すように、ＯＤ値が大きくエッジの急峻な照明光フィルタを用いると、リレーレンズ４７ａ，４７ｂからの、レンズ端になるに従ってフィルタに斜めに入射する光は、該照明光フィルタの波長特性に大きな影響を与えてしまうことになる。なお、この事情は、照明光フィルタがレンズに形成された前記光学薄膜の場合であっても、同様である。
【０１２３】
本実施形態では、エッジの急峻なＯＤ値７以上の導入光フィルタ部としての励起光フィルタ５０及び可視光フィルタ５１を、光源装置３Ｃの内部に設けているために、挿入部６Ｃの先端部６ａには、図２４に示すようなＯＤ値が２〜３程度の緩やかなエッジを有する照明光フィルタ５２ａ，５２ｂを配置している。従って、この構成により、本実施形態では、斜め入射によるフィルタ特性のずれの影響を緩和することができる。また、光線の入射方向に応じてフィルタ特性が仮に大きくずれることがあったとしても、導入光フィルタ部が光源装置３Ｃ内に設けられているために、光源に含まれる蛍光波長帯域の遮断能力が低下することはなく、Ｓ／Ｎ比が大幅に低下するのを回避することもできる。
【０１２４】
なお、前記光イメージング装置１Ｃの内視鏡は、図２５に示すように、ビームスプリッタ２３を用いることなく構成したものであってもよい。
【０１２５】
図２５に示すように、内視鏡２Ｄは、２つの対物レンズ２２ａ，２２ｂを備えており、これらの対物レンズ２２ａ，２２ｂの結像位置に上述した撮像部２４，２５をそれぞれ配置している。なお、撮像部２４の撮像面（受光面）の前には、可視光フィルタ２６が配置されている。このような構成を採用した内視鏡２Ｄは、上述した実施形態３と同様の効果を奏することができるとともに、さらに、ビームスプリッタ２３を用いていないために、さらなる細径化を図ることが可能となる利点がある。
【０１２６】
なお、前記光イメージング装置１Ｃは、導入光フィルタ部を備えているために、挿入部６Ｃの先端部６ａに配置する照明光フィルタ５２ａ，５２ｂは照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光のみを遮光することができるものであればよい。このために、前記光イメージング装置１Ｃは、照明光フィルタ５２ａ，５２ｂを図２６に示すような短波長透過フィルタ（ショートウエーブパスフィルタ）に代えて構成してもよい。
【０１２７】
図２６に示すように、短波長透過フィルタ（ショートウエーブパスフィルタ）は、上記照明光路由来の蛍光が含まれない７５０ｎｍ未満の波長帯域を透過するフィルタ特性を有するものとなっている。従って、前記短波長透過フィルタ（ショートウエーブパスフィルタ）を用いると、７５０ｎｍ以上の長波長側のカットオフ周波数を考慮する必要がなく、バンドパスフィルタを設ける場合と比較して、設計が単純化され、層数が少なくなって製作が容易になる。
【０１２８】
また、本実施形態においては、照明光フィルタのＯＤ値が２〜３程度であるが、これに限定されるものではない。すなわち、さらにＯＤ値の高い照明光フィルタを用いることにより、より強度が弱い蛍光色素の観察を行うことも可能となる。また、導入光フィルタは光源装置内に設けられているために、内視鏡先端に設ける照明光フィルタのようなスペース上の制約がなく、基板を複数枚用いたＯＤ値がさらに高い（例えば、ＯＤ値８〜９、あるいはそれ以上の）フィルタを配設することも可能となる。こうして、このような構成によれば、より強度が弱い蛍光を観察するときであっても、Ｓ／Ｎ比の低下を抑制することが可能となる。
【０１２９】
［実施形態４］
図２７から図３５は本発明の実施形態４に係り、図２７は実施形態４の光イメージング装置を示す全体構成図、図２８は図２７の励起光フィルタ及び励起光カットフィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図２９は図２７の照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図３０は被検体からの反射可視光の本来のスペクトルを示すグラフ、図３１は図３０のグラフに対して撮像部が受光する被検体からの反射可視光のスペクトルを示すグラフ、図３２は図３１のグラフに対して減衰した波長帯域５００〜５５０ｎｍのスペクトルを増幅する補正処理を施した反射可視光のスペクトルを示すグラフ、図３３はＧ（緑）の波長帯域である５００〜５７０ｎｍの内の、波長帯域５００〜５５０ｎｍ付近をＯＤ値２〜３程度遮光している照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図３４はＧ信号のみを増幅する画像補正回路を備えた画像生成装置の構成を示すブロック図、図３５は図２７の変形例を示す光イメージング装置の全体構成図である。
【０１３０】
上述した実施形態３は、照明光フィルタに組み合わせて、光源装置内に導入光フィルタを設けて赤外蛍光観察を行うように構成したものであるが、この実施形態４は、照明光フィルタに組み合わせて、光源装置内に導入光フィルタを設けて可視光蛍光観察を行うように構成したものとなっている。それ以外の構成は上述した実施形態３と同様であるために説明を省略し、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
【０１３１】
図２７に示すように、実施形態４の光イメージング装置１Ｅは、励起光フィルタ５０Ｅと可視光フィルタ５１Ｅとを導入光フィルタ部として回転板４１Ｅに設けた光源装置３Ｅを備えている。前記励起光フィルタ５０Ｅは、蛍光波長帯域以外の可視光を透過し、それ以外の波長帯域は遮光するフィルタ特性を有するものとなっている（図２８参照）。一方、前記可視光フィルタ５１Ｅは、可視光全て（例えば４００〜７００ｎｍ）を透過し、それ以外の波長帯域を遮光する白色光フィルタである。
【０１３２】
前記回転板４１Ｅに入射された白色光源１１からの光は、コリメータレンズ１２Ｅを介して前記回転板４１Ｅに入射される。この回転板４１Ｅに入射された光は、この回転板４１Ｅの回転に応じて励起光フィルタ５０Ｅ、可視光フィルタ５１Ｅを透過し、内視鏡２Ｅの挿入部６Ｅを挿通している２本のライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射される。
【０１３３】
なお、モータ４２Ｅは、回転駆動回路４４Ｅからの駆動信号により、例えば１秒に１回転程度などの、一定速度で回転する。そして、このモータ４２Ｅに取り付けられた回転板４１Ｅが該モータ４２Ｅの回転に応じて回転されることにより、回転板４１Ｅに入射された光は、２本のライトガイド７，８に入射されるようになっている。
【０１３４】
さらに具体的に説明すると、例えば図２７に示すような状態においては、前記回転板４１Ｅに入射された白色光源１１からの光は、励起光フィルタ５０Ｅを透過して両ライトガイド７，８に入射される。この図２７に示す状態から回転板４１Ｅが半回転程度だけ回転された状態となったときには、前記回転板４１Ｅに入射された光は、可視光フィルタ５１Ｅを透過して両ライトガイド７，８に入射される。このようにしてライトガイド７，８に入射され、該ライトガイド７，８の光出射端から出射される照明光は、光出射端に対向する各照明光学系４５ａ，４５ｂをさらに経て、拡開して被検体２１に照射される。
【０１３５】
また、前記内視鏡２Ｅは、照明光学系４５ａ，４５ｂにそれぞれ照明光フィルタ５３ａ，５３ｂが配置されている。これらの照明光フィルタ５３ａ，５３ｂは、それぞれロッドレンズ４６ａ，４６ｂの光入射端面に形成された光学薄膜として構成されている。これらの照明光フィルタ５３ａ，５３ｂは、可視光帯域に現れる照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を遮光する光学特性のものである（図２９参照）。
【０１３６】
また、前記蛍光画像撮像用の撮像部２５の撮像面（受光面）の前には、励起光カットフィルタ２７Ｅが配置されている。この励起光カットフィルタ２７Ｅは、被検体からの蛍光を透過するとともに、それ以外の波長帯域をカット（遮光）する光学特性のものである（図２８参照）。なお、前記回転駆動回路４４Ｅは、前記回転板４１Ｅの回転に同期した同期信号を画像生成装置４Ｅの通常画像処理回路３１Ｅ及び蛍光画像処理回路３２Ｅに送信するようになっている。通常画像処理回路３１Ｅ及び蛍光画像処理回路３２Ｅは、受信した同期信号に同期して、それぞれ通常画像及び蛍光画像を生成する処理を行う。
【０１３７】
通常画像処理回路３１Ｅ及び蛍光画像処理回路３２Ｅは、それぞれ図示しない撮像駆動回路を内蔵している。各撮像駆動回路は、同期信号に同期してそれぞれ撮像駆動信号を撮像部２４，２５に印加し、撮像部２４，２５によりそれぞれ受光した光を光電変換して得られた撮像信号を出力させる。なお、上述では回転駆動回路４４Ｅが同期信号を生成して画像生成装置４Ｅへ送信するようにしているが、これに代えて、画像生成装置４Ｅにより同期信号を生成し、生成した同期信号を回転駆動回路４４Ｅ側へ送信するようにしてもよい。
【０１３８】
また、通常画像処理回路３１Ｅ及び蛍光画像処理回路３２Ｅにより、それぞれ生成された通常画像の画像信号（映像信号）と蛍光画像の画像信号（映像信号）とは、画像の合成を行う画像合成回路３３Ｅを経てモニタ５Ｅに出力され、このモニタ５Ｅの表示画面には、例えば通常画像と蛍光画像とが合成された状態で表示される。
【０１３９】
図２７に示すモニタ５Ｅは、この状態により得られた画像の表示例を示すものとなっている。ここに、符号３４Ｅは反射光による通常画像を示し、符号３５Ｅは被検体２１に照射された励起光により発光する蛍光による蛍光画像を示している。なお、前記画像生成装置４Ｅは、表示選択スイッチ３６Ｅの選択操作により、前記画像合成回路３３Ｅが合成処理をすることなくモニタ５Ｅの表示画面に通常画像３４Ｅが表示される状態、前記画像合成回路３３Ｅが合成処理をすることなくモニタ５Ｅの表示画面に蛍光画像３５Ｅが表示される状態、前記画像合成回路３３Ｅが合成処理を行ってモニタ５Ｅの表示画面に通常画像３４Ｅと蛍光画像３５Ｅとが並べて表示される状態、を切り替えることができるようにしてもよい。
【０１４０】
また、前記画像生成装置４Ｅは、照明光フィルタ情報記録部５４と、画像補正回路５５と、を有して構成されている。前記照明光フィルタ情報記録部５４は、前記内視鏡２Ｃに設けられた照明光フィルタの種類に応じたフィルタ特性情報を記録しているものである。
【０１４１】
前記画像補正回路５５は、前記照明光フィルタ情報記録部５４に記録されている情報に基づき、前記通常画像処理回路３１Ｅにより生成される通常画像の画像信号（映像信号）に対して補正処理を施し、前記画像合成回路３３Ｅに出力するものである。この補正処理の詳細については、後述する。
【０１４２】
このような構成による実施形態４の作用を説明する。
【０１４３】
図２７に示すように、光イメージング装置１Ｅは、光源装置３Ｅに内視鏡２Ｅ等を接続した状態において、図示しない電源スイッチを操作することにより動作される。術者は、前記内視鏡２Ｅの挿入部６Ｅを体腔内に挿入して、この挿入部６Ｅの先端部６ａを目的部位まで導いたところで蛍光観察を行うようになっている。なお、本実施形態では、内因性蛍光物質としてコラーゲンを想定して可視光蛍光観察を行うものとする。
【０１４４】
術者は、前記内視鏡２Ｅの挿入部６Ｅを患者の体腔内に挿入して先端部６ａを目的部位まで導く。なお、挿入部６Ｅの先端部６ａを目的部位へ導くまでは、術者は、表示選択スイッチ３６Ｅを操作することによりモニタ５Ｅの表示画面に通常画像のみを表示するようにしている。挿入部６Ｅの先端部６ａが目的部位まで到達したら、術者は可視光蛍光観察を開始する。
【０１４５】
このときには、モータ４２Ｅは一定速度で回転し、このモータ４２Ｅの回転に従って、回転板４１Ｅも回転する。この回転板４１Ｅの回転に応じて、白色光源１１からの光は、励起光フィルタ５０Ｅ、可視光フィルタ５１Ｅを介してライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射する。
【０１４６】
ここに、前記励起光フィルタ５０Ｅは、例えば図２８に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図２８のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。前記励起光フィルタ５０Ｅは、コラーゲンの蛍光５２０ｎｍ付近を含む波長帯域５００〜５５０ｎｍ及び近赤外光の波長帯域７００〜１１００ｎｍをＯＤ値７以上遮光し、それ以外のコラーゲンの励起光４５０ｎｍ付近を含む可視光帯域４００〜４８０ｎｍ及び５５０〜７００ｎｍを透過する。従って、前記励起光フィルタ５０Ｅを透過してライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射する光は、コラーゲンの励起光４５０ｎｍ付近を含む可視光帯域４００〜４８０ｎｍ及び５５０〜７００ｎｍの波長帯域のみとなる。
【０１４７】
一方、前記可視光フィルタ５１Ｅは、図示はしないが、可視光帯域４００〜７００ｎｍを透過し、それ以外の波長帯域を遮光する。従って、前記可視光フィルタ５１Ｅを透過してライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射する光は、可視光（４００〜７００ｎｍ）のみとなる。なお、以降は、前記励起光フィルタ５０Ｅを透過した光を例に挙げて説明する。
【０１４８】
前記励起光フィルタ５０Ｅからライトガイド７，８に入射した光は、ライトガイド７，８により伝達されてこれらのライトガイド７，８の光出射端から出射され、前記照明光学系４５ａ，４５ｂに入射される。このとき、照明光学系４５ａ，４５ｂに入射した光は、照明光路由来の蛍光を含んでいる。前記照明光学系４５ａ，４５ｂに入射した光は、前記照明光フィルタ５３ａ，５３ｂを介して被検体２１に照射される。
【０１４９】
前記照明光フィルタ５３ａ，５３ｂは、例えば図２９に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図２９のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。前記照明光フィルタ５３ａ，５３ｂは、コラーゲンの蛍光５２０ｎｍ付近を含む波長帯域５００〜５５０ｎｍをＯＤ値２〜３程度遮光し、それ以外のコラーゲンの励起光４５０ｎｍ付近を含む可視光帯域４００〜４８０ｎｍ及び５５０〜７００ｎｍを透過する。
【０１５０】
なお、これらの照明光フィルタ５３ａ，５３ｂは、遮光する波長帯域が前記光源装置３Ｅの励起光フィルタ５０Ｅよりも狭帯域である。また、前記照明光フィルタ５３ａ，５３ｂがコラーゲンの蛍光５２０ｎｍ付近を含む波長帯域５００〜５５０ｎｍをＯＤ値２〜３程度遮光するのは、上述したように、前記励起光フィルタ５０ＥによりＯＤ値７以上の遮光がなされているためである。
【０１５１】
従って、前記照明光フィルタ５３ａ，５３ｂを透過して被検体２１に照射される光は、波長帯域５００〜５５０ｎｍ付近に存在している照明光路由来の蛍光が低減された光となる。このことにより、被検体２１には、照明光路由来の蛍光が含まれる可視光５００〜５５０ｎｍ付近の波長帯域を低減した光が照射される。
【０１５２】
この被検体２１からの戻り光は、対物レンズ２２に入射され、ビームスプリッタ２３により２つに分離される。このビームスプリッタ２３により分離された光の内の、反射された光は撮像部２４に結像され、透過された光は励起光カットフィルタ２７Ｅを介して撮像部２５に結像される。
【０１５３】
前記励起光カットフィルタ２７Ｅは、上記図２８に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。
【０１５４】
図２８に示すように、励起光カットフィルタ２７Ｅは、可視光４００〜５００ｎｍ及び５５０〜７００ｎｍの波長帯域と、近赤外光７４０〜１１００ｎｍの波長帯域と、をＯＤ値７以上遮光し、コラーゲンにより発生した蛍光５２０ｎｍ付近を含む５００〜５５０ｎｍの波長帯域のみを透過する。なお、励起光フィルタ５０Ｅの遮光帯域と励起光カットフィルタ２７Ｅの遮光帯域との交点は、ＯＤ値５以上である。
【０１５５】
従って、励起光カットフィルタ２７Ｅを透過した光は、コラーゲンにより発生した蛍光５２０ｎｍ付近を含む５００〜５５０ｎｍの波長帯域が優位となる。励起光カットフィルタ２７Ｅを透過した光は、前記撮像部２５により受光されて光電変換され、この光電変換された撮像信号は前記蛍光画像処理回路３２Ｅへ出力される。前記蛍光画像処理回路３２Ｅは、撮像信号を信号処理して画像信号（映像信号）を生成する。
【０１５６】
一方、ビームスプリッタ２３により反射された光は、撮像部２４に受光されて光電変換され、この光電変換された撮像信号は前記通常画像処理回路３１Ｅへ出力される。前記通常画像処理回路３１Ｅは、撮像信号を信号処理して画像信号（映像信号）を生成する。
【０１５７】
このとき、被検体へ照射されている光は、前記照明光フィルタ５３ａ，５３ｂにより波長帯域５００〜５５０ｎｍをＯＤ値２〜３程度遮光した照射光であるために、前記撮像部２４が受光する被検体２１からの反射可視光は、波長帯域５００〜５５０ｎｍが減衰している。
【０１５８】
このために、本来、被検体２１からの反射可視光が例えば図３０に示すようなスペクトルであるとすると、前記撮像部２４が受光する被検体２１からの反射可視光は、図３１に示すように、波長帯域５００〜５５０ｎｍが減衰したものとなる。
【０１５９】
そこで、本実施形態の光イメージング装置１Ｅにおいては、例えば図３２に示すように、減衰した波長帯域５００〜５５０ｎｍのスペクトルを増幅する補正処理を行うようにしている。すなわち、前記画像補正回路５５は、前記照明光フィルタ情報記録部５４に記録されている情報に基づき、前記通常画像処理回路３１Ｅにより生成される通常画像の画像信号（映像信号）に対してピーク、曲線形状を推測し、波長帯域５００〜５５０ｎｍに相当する信号成分を増幅して補正する。そして、前記画像補正回路５５は、補正処理した通常画像の画像信号を前記画像合成回路３３Ｅに出力する。
【０１６０】
前記画像合成回路３３Ｅは、前記画像補正回路５５からの通常画像の画像信号と前記蛍光画像処理回路３２Ｅからの蛍光画像の画像信号とを合成して、この合成画像信号を前記モニタ５Ｅに出力する。こうして、モニタ５Ｅの表示画面には、通常画像３４Ｅと蛍光画像３５Ｅとが１つの表示画像として合成表示される。
【０１６１】
この結果、実施形態４の光イメージング装置１Ｅは、上述した実施形態２と同様に、可視光帯域における照明光路由来の蛍光を低減することができて、通常画像３４Ｅと蛍光画像３５Ｅとの両画像を得ることができる。そして、通常画像３４Ｅに対するこのような補正が可能である理由は、照明光フィルタによる５００〜５５０ｎｍ付近の減衰をＯＤ値２〜３程度に止めてあり、通常内視鏡観察におけるこの帯域の光が完全にゼロ、あるいはほぼゼロに近くなっているわけではないためである。つまり、この照明光フィルタは、蛍光観察において照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を遮断するのに十分な性能を備えているとともに、通常内視鏡観察においては画像補正が不可能なほどに可視光帯域の光（この場合、５００〜５５０ｎｍ）を減衰させない程度の性能を備えている。そして、照明光フィルタがこうした性能を備えていることが、通常画像３４Ｅと蛍光画像３５Ｅとの両立を図ることを可能とする要因である。なお、図示はしないが、前記光イメージング装置１Ｅは、可視光帯域における照明光路由来のラマン散乱光も同様に低減することができる。
【０１６２】
これにより、実施形態４の光イメージング装置１Ｅは、蛍光観察と通常内視鏡観察との両方に使用可能であって、照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を低減することができる。
【０１６３】
なお、上記補正処理は、ＲＧＢの面順次式においても可能である。
【０１６４】
この場合には、図３３に示すように、照明光フィルタ５３ａ，５３ｂによりＯＤ値２〜３程度遮光される波長帯域５００〜５５０ｎｍ付近は、Ｇ（緑）の波長帯域である５００〜５７０ｎｍに含まれる。従って、画像生成装置４Ｆは、図３４に示すように、Ｇ信号のみを増幅する画像補正回路５５Ｆを備えて構成されている。
【０１６５】
さらに具体的に説明すると、画像補正回路５５Ｆは、照明光フィルタ情報記録部５４Ｆからの情報に基づき、通常画像処理回路３１ＦのＧ信号処理回路５６ｇから出力されるＧ信号を増幅する増幅回路５７を有している。なお、符号５６ｒはＲ信号処理回路、符号５６ｂはＢ信号処理回路をそれぞれ示し、これらの信号処理回路からの信号が前記画像補正回路５５Ｆをスルーして画像合成回路３３Ｆに入力される。
【０１６６】
前記画像合成回路３３Ｆは、前記画像補正回路５５Ｆから入力される通常画像の画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）と、前記蛍光画像処理回路３２Ｆから入力される蛍光画像の画像信号とを合成処理してモニタ５Ｆに出力する。こうして、モニタ５Ｆの表示画面には、通常画像３４Ｆと蛍光画像３５Ｆとが並べて表示される。なお、画像生成装置４Ｆは、前記蛍光画像処理回路３２Ｆからの画像信号をＲ，Ｇ，Ｂ信号に分けて、前記通常画像の画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）と各ＲＧＢ信号毎に合成処理し、モニタ５Ｆの表示画面に１つの表示画像として合成表示するようなものであってもよい。
【０１６７】
これにより、光イメージング装置は、面順次式に構成されている場合であっても、補正処理をすることができ、上述した実施形態４と同様の効果を奏することができる。
【０１６８】
なお、上記光イメージング装置１Ｅは、可視光帯域における蛍光を撮像して可視光蛍光観察を行うように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、近赤外帯域における蛍光を撮像して近赤外蛍光観察を行うように構成されたものであってもよい。この場合には、励起光のみを透過する励起光フィルタ及び可視光のみを透過する可視光フィルタを導入光フィルタ部として設けるとともに、２つのライトガイド７，８の内の一方（例えばライトガイド７）を可視光を含まない励起光専用、他方（例えばライトガイド８）を励起光を含まない可視光専用とする。そして、励起光フィルタを透過した励起光は例えばライトガイド７を伝達して被検体２１に照射する一方で、可視光フィルタを透過した可視光は例えばライトガイド８を伝達して被検体２１に照射する。すなわち、励起光専用のライトガイドが伝達する光には可視光が含まれず、かつこの励起光伝達光路に設けられる照明光フィルタは、透過帯域が励起光帯域のみとなるように構成する。
【０１６９】
なお、可視光蛍光観察を行うことが可能な光イメージング装置は、図３５に示すように構成してもよい。図３５に示すように、光イメージング装置１Ｇは、導入光フィルタ部としての干渉型フィルタ５８と、遮光部４３ａ及び透過部４３ｂを有する回転板４１Ｇと、を設けた光源装置３Ｇを備えている。前記干渉型フィルタ５８は、コラーゲンの励起光の波長帯域を含む可視光を透過するとともに、近赤外光をＯＤ値７以上で遮光するように構成されている。
【０１７０】
また、内視鏡２Ｇは、通常画像取得用の光源として、白色光を発生するＬＥＤ５９ａを挿入部６Ｇの先端部６ａに設けている。そして、前記照明光学系４５ｂは、前記ＬＥＤ５９ａの白色光を被検体２１に照射するようになっている。このために、前記照明光学系４５ｂは、前記照明光フィルタ５３ｂを設けていない。
【０１７１】
前記ＬＥＤ５９ａは、信号線が延出されており、この信号線は挿入部６Ｇを挿通されて、コネクタ９を介して前記光源装置３Ｇに設けられたＬＥＤ制御回路５９に電気的に接続されている。また、このＬＥＤ制御回路５９は、回転駆動回路４４Ｇに接続されている。このＬＥＤ制御回路５９は、前記回転駆動回路４４Ｇの制御により前記回転板４１Ｇが遮光部４３ａを前記ライトガイド７の光入射端に対向させたときに、同期して点灯するように前記ＬＥＤ５９ａを制御する。
【０１７２】
従って、光イメージング装置１Ｇは、白色光源１１からの光を前記回転板４１Ｇの遮光部４３ａにより遮光したときに、前記ＬＥＤ５９ａが点灯し、このＬＥＤ５９ａからの白色光が前記照明光学系４５ｂを介して被検体２１へ照射される。
【０１７３】
一方、図３５に示すような状態から回転板４１Ｇが半回転した場合には、この回転板４１Ｇの透過部４３ｂがライトガイド７の光入射端７ａに対向して、白色光源１１からの可視光が、コリメータレンズ１２Ｇ及び干渉型フィルタ５８を介してライトガイド７の光入射端７ａに入射される。前記光入射端７ａに入射された可視光は、このライトガイド７により伝達されて、ライトガイド７の先端面からさらに照明光学系４５ａを経て、被検体２１に照射される。
【０１７４】
すなわち、前記回転板４１Ｇは、前記ＬＥＤ５９ａからの白色光と、前記白色光源１１からの可視光と、が被検体２１に交互に照射され得るように、前記回転駆動回路４４Ｇにより制御駆動される。従って、光イメージング装置１Ｇは、前記ＬＥＤ５９ａからの白色光と、前記白色光源１１からの可視光と、が被検体２１に交互に照射される。なお、前記回転駆動回路４４Ｇは、前記回転板４１Ｇの回転に同期した同期信号を画像生成装置４Ｇの通常画像処理回路３１Ｇ及び蛍光画像処理回路３２Ｇに送信するようになっている。通常画像処理回路３１Ｇ及び蛍光画像処理回路３２Ｇは、受信した同期信号に同期して、それぞれ通常画像及び蛍光画像を生成する処理を行う。
【０１７５】
通常画像処理回路３１Ｇ及び蛍光画像処理回路３２Ｇは、それぞれ図示しない撮像駆動回路を内蔵している。各撮像駆動回路は、同期信号に同期してそれぞれ撮像駆動信号を撮像部２４，２５に印加し、撮像部２４，２５によりそれぞれ受光した光を光電変換して得られた撮像信号を出力させる。なお、上述では回転駆動回路４４Ｇが同期信号を生成して画像生成装置４Ｇへ送信するようにしているが、これに代えて、画像生成装置４Ｇにより同期信号を生成し、生成した同期信号を回転駆動回路４４Ｇ側へ送信するようにしてもよい。
【０１７６】
また、通常画像処理回路３１Ｇ及び蛍光画像処理回路３２Ｇにより、それぞれ生成された通常画像の画像信号（映像信号）と蛍光画像の画像信号（映像信号）とは、画像の合成を行う画像合成回路３３Ｇを経てモニタ５Ｇに出力される。こうして、モニタ５Ｇの表示画面には、例えば通常画像と蛍光画像とが合成された状態で表示される。
【０１７７】
図３５に示すモニタ５Ｇは、この状態により得られた画像の表示例を示すものとなっている。ここに、符号３４Ｇは反射光による通常画像を示し、符号３５Ｇは被検体２１に照射された励起光により発光する蛍光による蛍光画像を示している。なお、前記画像生成装置４Ｇは、表示選択スイッチ３６Ｇの選択操作により、前記画像合成回路３３Ｇが合成処理をすることなくモニタ５Ｇの表示画面に通常画像３４Ｇが表示される状態、前記画像合成回路３３Ｇが合成処理をすることなくモニタ５Ｇの表示画面に蛍光画像３５Ｇが表示される状態、前記画像合成回路３３Ｇが合成処理を行ってモニタ５Ｇの表示画面に通常画像３４Ｇと蛍光画像３５Ｇとが合成表示（あるいは、並べて表示）される状態、を切り替えることができるようにしてもよい。
【０１７８】
このような構成による変形例の作用を説明する。
【０１７９】
図３５に示すように、光イメージング装置１Ｇは、光源装置３Ｇに内視鏡２Ｇ等を接続した状態において、図示しない電源スイッチを操作することにより動作される。術者は、前記内視鏡２Ｇの挿入部６Ｇを体腔内に挿入して、この挿入部６Ｇの先端部６ａを目的部位まで導いたところで蛍光観察を行うようになっている。なお、本実施形態では、内因性蛍光物質としてコラーゲンを想定して可視光蛍光観察を行うものとする。
【０１８０】
術者は、前記内視鏡２Ｇの挿入部６Ｇを患者の体腔内に挿入して先端部６ａを目的部位まで導く。なお、挿入部６Ｇの先端部６ａを目的部位へ導くまでは、術者は、表示選択スイッチ３６Ｇを操作することによりモニタ５Ｇの表示画面に通常画像のみを表示するようにしている。
【０１８１】
挿入部６Ｇの先端部６ａが目的部位まで到達したら、術者は可視光蛍光観察を開始する。モータ４２Ｇは一定速度で回転し、このモータ４２Ｇの回転に従って、回転板４１Ｇも回転する。前記回転板４１Ｇの遮光部４３ａが前記ライトガイド７の光入射端７ａに位置したときに、前記ＬＥＤ５９ａが点灯し、このＬＥＤ５９ａからの白色光が前記照明光学系４５ｂを介して被検体２１へ照射される。
【０１８２】
被検体２１からの反射光は、前記ビームスプリッタ２３により反射されて前記撮像部２４に結像され、この撮像部２４によって撮像される。この撮像部２４からの撮像信号は、前記通常画像処理回路３１Ｇにより信号処理される。通常画像処理回路３１Ｇは、撮像信号を信号処理して通常画像の画像信号を生成し、この通常画像の画像信号を画像合成回路３３Ｇに出力する。
【０１８３】
一方、前記回転板４１Ｇの透過部４３ｂが前記ライトガイド７の光入射端７ａに位置したときには、前記干渉型フィルタ５８を透過した白色光源１１からの光は、透過部４３ｂを介してライトガイド７の光入射端７ａに入射する。このときには、前記干渉型フィルタ５８は、コラーゲンの励起光の波長帯域を含む可視光を透過するとともに、近赤外光をＯＤ値７以上で遮光する。従って、前記干渉型フィルタ５８を透過してライトガイド７の光入射端７ａに入射する光は、コラーゲンの励起光４５０ｎｍ付近を含む可視光帯域４００〜７８０ｎｍのみとなる。
【０１８４】
前記光入射端７ａに入射された光は、このライトガイド７により伝達され、先端面からさらに照明光学系４５ａを経て被検体２１に照射される。このとき、前記照明光学系４５ａに配置されている照明光フィルタ５３ａは、上述した実施形態４において説明したのと同様に、コラーゲンの蛍光５２０ｎｍ付近を含む波長帯域５００〜５５０ｎｍをＯＤ値２〜３程度遮光し、それ以外のコラーゲンの励起光４５０ｎｍ付近を含む可視光帯域４００〜４８０ｎｍ及び５５０〜７００ｎｍを透過する。
【０１８５】
これにより、白色光源１１からの光は、前記照明光フィルタ５３ａを透過することにより、波長帯域５００〜５５０ｎｍ付近に存在している照明光路由来の蛍光が低減された光となる。被検体２１からの戻り光は、対物レンズ２２に入射され、ビームスプリッタ２３を透過しさらに励起光カットフィルタ２７Ｇを介して撮像部２５に結像され、この撮像部２５によって撮像される。このとき、励起光カットフィルタ２７Ｇは、可視光４００〜５００ｎｍ及び５５０〜７００ｎｍの波長帯域と、近赤外光７００〜１１００ｎｍの波長帯域と、をＯＤ値７以上遮光し、コラーゲンにより発生した蛍光５２０ｎｍ付近を含む５００〜５５０ｎｍの波長帯域のみを透過する。従って、励起光カットフィルタ２７Ｇを透過した光は、コラーゲンにより発生した蛍光５２０ｎｍ付近を含む５００〜５５０ｎｍの波長帯域が優位となる。
【０１８６】
前記撮像部２５からの撮像信号は、前記蛍光画像処理回路３２Ｇにより信号処理される。この蛍光画像処理回路３２Ｇは、撮像信号を信号処理して蛍光画像の画像信号を生成し、生成した蛍光画像の画像信号を画像合成回路３３Ｇに出力する。
【０１８７】
前記画像合成回路３３Ｇは、前記通常画像処理回路３１Ｇからの通常画像の画像信号と前記蛍光画像処理回路３２Ｇからの蛍光画像の画像信号とを合成して、この合成画像信号を前記モニタ５Ｇに出力する。こうして、モニタ５Ｇの表示画面には、通常画像３４Ｇと蛍光画像３５Ｇとが１つの表示画像として合成表示される。
【０１８８】
この結果、変形例の光イメージング装置１Ｇは、上述した実施形態４と同様に、可視光帯域における照明光路由来の蛍光を低減することができて、通常画像３４Ｇと蛍光画像３５Ｇとの両画像を得ることができる。なお、図示はしないが、前記光イメージング装置１Ｇは、可視光帯域における照明光路由来のラマン散乱光も同様に低減することができる。これにより、変形例の光イメージング装置１Ｇは、蛍光観察と通常内視鏡観察との両方に使用可能であって、照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を低減することができる。
【０１８９】
また、変形例の光イメージング装置１Ｇは、前記ＬＥＤ５９ａからの白色光と、前記白色光源１１からの可視光と、を被検体２１に交互に照射する構成であるために、前記ＬＥＤ５９ａによる照明光が過度に強くなることがなく、可視光画像と蛍光画像とが強度的にも釣り合うという効果を奏することができる。
【０１９０】
［実施形態５］
図３６から図５０は本発明の実施形態５に係り、図３６は実施形態５の光イメージング装置を示す全体構成図、図３７は照明光フィルタの第１の変形例を示す図、図３８は照明光フィルタの第２の変形例を示す図、図３９は照明光フィルタの第３の変形例を示す図、図４０は照明光フィルタの第４の変形例を示す図、図４１は照明光フィルタの第５の変形例を示す図、図４２は照明光フィルタの第６の変形例を示す図、図４３は照明光フィルタの第７の変形例を示す図、図４４は照明光フィルタの第８の変形例を示す図、図４５は図４４の第１干渉型フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図４６は図４４の第２干渉型フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図４７は照明光フィルタの第９の変形例を示す図、図４８は図４７の吸収型フィルタの第１の構成を示す図、図４９は図４７の吸収型フィルタの第２の構成を示す図、図５０は照明光フィルタの第１０の変形例を示す図である。
【０１９１】
この実施形態５は、光源装置内に導入光フィルタ部として干渉型フィルタ及び吸収型フィルタを設けて、赤外蛍光観察を行うように構成されたものである。それ以外の構成は上述した実施形態１と同様であるために説明を省略し、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
【０１９２】
図３６に示すように、実施形態５の光イメージング装置１Ｈは、干渉型フィルタ６１と吸収型フィルタ６２とを導入光フィルタ部として設けた光源装置３Ｈを備え、上述した実施形態１と同様に赤外蛍光観察可能に構成されている。
【０１９３】
前記干渉型フィルタ６１は、可視光と励起光とを透過して近赤外光をＯＤ値７以上で遮光する。一方、前記吸収型フィルタ６２は、前記干渉型フィルタ６１と、上述した実施形態１において説明した照明光フィルタ３７ａ，３７ｂと、の間で生じる多重反射光を吸収してこの多重反射を低減する。それ以外は、上述した実施形態１と同様な構成であるために説明を省略する。
【０１９４】
このような構成による実施形態５の作用を説明する。
【０１９５】
図３６に示すように、光イメージング装置１Ｈは、光源装置３Ｈに内視鏡２Ｈ等を接続した状態において、図示しない電源スイッチを操作することにより動作される。術者は、前記内視鏡２Ｈの挿入部６Ｈを体腔内に挿入して、この挿入部６Ｈの先端部６ａを目的部位まで導いたところで蛍光観察を行うようになっている。
【０１９６】
すなわち、術者は、患者の体内に蛍光物質を予め投与しておく。この蛍光物質は、投与されてから所定時間が経過した後に、病変部に集積される。なお、本実施形態においては、蛍光物質として蛍光色素Ｃｙ（ Carbocyanine ）７を用いて赤外蛍光観察を行うものとする。
【０１９７】
術者は、前記内視鏡２Ｈの挿入部６Ｈを患者の体腔内に挿入して、先端部６ａを目的部位まで導く。なお、挿入部６Ｈの先端部６ａを目的部位へ導くまでは、術者は、表示選択スイッチ３６Ｈを操作することによりモニタ５Ｈの表示画面に通常画像のみを表示するようにしている。挿入部６Ｈの先端部６ａが目的部位まで到達したら、術者は赤外蛍光観察を開始する。
【０１９８】
ライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａには、干渉型フィルタ６１及び吸収型フィルタ６２を介して、白色光源１１からの光が入射される。このとき、干渉型フィルタ６１は、可視光と蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍとを含む波長帯域４００〜７５０ｎｍを透過し、近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光する。従って、前記干渉型フィルタ６１を透過してライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射する光は、蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍを含む照明光４００〜７５０ｎｍの波長帯域のみとなる。
【０１９９】
この光は、ライトガイド７，８により伝達されてこれらのライトガイド７，８の光出射端から出射され、照明レンズ１５ａ，１５ｂに入射される。このとき、照明レンズ１５ａ，１５ｂに入射した光は、照明光路由来の蛍光を含んでいる。この照明光路由来の蛍光は、蛍光色素Ｃｙ７の蛍光波長帯域７６０〜８５０ｎｍ付近に存在している。
【０２００】
照明レンズ１５ａ，１５ｂに入射した光は、前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂを介して被検体２１に照射される。このとき、前記干渉型フィルタ６１と前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂとの間に生じる多重反射は、前記吸収型フィルタ６２により吸収される。
【０２０１】
前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、可視光と蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍとを含む波長帯域４００〜７５０ｎｍを透過し、上記照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光する。従って、前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂを透過して被検体２１に照射される光は、蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍを含む照明光４００〜７５０ｎｍの波長帯域のみとなる。
【０２０２】
このことにより、被検体２１には、照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域を遮光した４００〜７５０ｎｍの波長帯域のみからなる可視光と励起光とが照射される。従って、照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光が遮光されるために、被検体２１からの戻り光には、この被検体２１に含まれる蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光と、被検体２１からの反射可視光と、のみが前記対物レンズ２２から取り込まれることになる。
【０２０３】
被検体２１からの戻り光は、被検体２１からの反射可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域と、被検体２１に含まれる蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域と、のみである。この被検体２１からの戻り光は、対物レンズ２２に入射され、ビームスプリッタ２３により２つに分離される。このビームスプリッタ２３により分離された光の内の、反射された光は可視光フィルタ２６を介して撮像部２４に結像され、透過された光は励起光カットフィルタ２７Ｈを介して撮像部２５に結像される。
【０２０４】
励起光カットフィルタ２７Ｈは、可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光し、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域のみを透過する。従って、励起光カットフィルタ２７Ｈを透過した光は、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域のみとなる。こうして、前記撮像部２５は、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域のみを受光することができる。
【０２０５】
撮像部２４により受光した光の情報は、画像生成装置４Ｈの通常画像処理回路３１Ｈ及び画像合成回路３３Ｈを経て、通常画像としてモニタ５Ｈに出力される。また、撮像部２５により受光した光の情報は、画像生成装置４Ｈの蛍光画像処理回路３２Ｈ及び画像合成回路３３Ｈを経て、蛍光画像としてモニタ５Ｈに出力される。こうして、モニタ５Ｈの表示画面には、通常画像３４Ｈと蛍光画像３５Ｈとが１つの表示画像として合成表示される。
【０２０６】
これにより、実施形態５の光イメージング装置１Ｈは、上述した実施形態１と同様の効果を奏することができるとともに、さらに、光源装置３Ｈの内部に導入光フィルタ部として干渉型フィルタ６１を設けているために、挿入部６Ｈの先端部６ａに配置する照明光フィルタ３７ａ，３７ｂのＯＤ値を高く設定する必要がなく、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光以外に遮光する必要もない。さらに、実施形態５の光イメージング装置１Ｈは、吸収型フィルタ６２を設けているために、前記干渉型フィルタ６１と、前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂとの間で生じる多重反射を低減することができ、より精細な蛍光画像及び通常画像を得ることができる。
【０２０７】
また、干渉型フィルタ６１のＯＤ値を７、吸収型フィルタ６２のＯＤ値を３とすれば、導入光フィルタ部の性能をＯＤ値１０とすることができる。吸収型フィルタ６２と干渉型フィルタ６１との間には多重反射が生じないために、こうした組み合わせを採用することにより容易に性能を向上させることができ、より強度が弱い蛍光を観察することが可能となる。
【０２０８】
なお、内視鏡の照明光学系に配置する照明光フィルタは、図３７〜図４０に示すように構成してもよい。ここに、これらの構成の照明光フィルタは、本実施形態の内視鏡に適用するに限らず、他の実施形態の内視鏡や光プローブ等に適用することも可能である。
【０２０９】
図３７に示すように、照明光フィルタ６３は、挿入部６の先端部６ａに設けられた照明光学系４５に配置されている。この照明光学系４５は、ライトガイド６４の光出射端に対向するロッドレンズ４６と、リレーレンズ（両凸レンズ）４７と、照明レンズ（平凸レンズ）４８と、を含んで構成されている。前記照明光フィルタ６３は、前記ロッドレンズ４６の光入射端面に形成された光学薄膜を含んでいる。この照明光フィルタ６３は、干渉型フィルタである。
【０２１０】
図３８に示すように、照明光フィルタ６３ｂは、前記照明光学系４５のリレーレンズ４７と照明レンズ４８との間に配置されている。この照明光フィルタ６３ｂは吸収型フィルタであり、光吸収素材（光吸収物質）により形成される光吸収部材としてのカバーガラスである。
【０２１１】
図３９に示すように、照明光フィルタ６３ｃは、照明光学系４５ｃに配置されている。この照明光学系４５ｃは、ライトガイド６４の光出射端に対向するロッドレンズ４６と、リレーレンズ（平凸レンズ）４７ｃと、照明レンズ（平凸レンズ）４８と、を含んで構成されている。前記照明光フィルタ６３ｃは、前記リレーレンズ４７ｃの光出射端面に形成された光学薄膜として構成されたものである。この照明光フィルタ６３ｃは、干渉型フィルタである。
【０２１２】
図４０に示すように、照明光フィルタ６３ｄは、照明光学系４５ｄに配置されている。この照明光学系４５ｄは、ライトガイド６４の光出射端に対向するロッドレンズ４６と、照明レンズ（平凸レンズ）４８と、を含んで構成されている。前記照明光フィルタ６３ｄは、前記ロッドレンズ４６と前記照明レンズ４８との間に配置されている。この照明光フィルタ６３ｄは、光吸収素材（光吸収物質）により形成される光吸収部材としてのレンズである。
【０２１３】
また、照明光フィルタは、図４１〜図４３に示すように構成してもよい。
【０２１４】
図４１に示すように、照明光フィルタ６３ｅは、ライトガイド６４の光出射端に配置される照明光学系としての照明レンズ（平凹レンズ）１５に対して、その光出射端面に光学薄膜を形成し、さらにこの光学薄膜面にＳｉＯ２基板６５を取り付けて構成されている。この照明光フィルタ６３ｅは、干渉型フィルタである。このような構成を採用すれば、照明光フィルタ６３ｅがＳｉＯ２基板６５により被覆されるために、フィルタ耐性が向上する利点がある。なお、上述では前記照明光フィルタ６３ｅは、照明レンズ１５に光学薄膜を形成してさらにＳｉＯ２基板６５を取り付けて構成しているが、これに代えて、ＳｉＯ２基板６５に前記光学薄膜を形成してこの成膜面を前記照明レンズ１５の光出射端に取り付けて構成するようにしてもよい。
【０２１５】
また、図４２に示すように、照明光フィルタ６３ｅは、前記照明光学系４５ｃに設けた照明レンズ４８の光出射端に設けて構成してもよい。すなわち、照明光学系４５ｃは、上述したように、ロッドレンズ４６と、リレーレンズ４７ｃと、照明レンズ４８と、を含んで構成されている。そして、前記照明光フィルタ６３ｅは、平面となっている照明レンズ４８の光出射端面に光学薄膜を形成し、さらにこの光学薄膜の面にＳｉＯ２基板６５を取り付けて構成されている。なお、光学薄膜を、照明レンズ４８側に形成する代わりに、ＳｉＯ２基板６５側に設けてもよいことは、上述と同様である。
【０２１６】
さらに、図４３に示すように、照明光フィルタ６３ｆは、前記光学薄膜が形成された平行平板干渉型フィルタ６６を前記照明レンズ１５の光入射端に取り付けて構成してもよい。このような構成を採用した照明光フィルタ６３ｆは、前記照明レンズ１５の光出射端に光学薄膜を形成する構成に比して、耐久性が向上する利点がある。
【０２１７】
そして、照明光フィルタは、図４４に示すように構成してもよい。なお、この図４４に示す構成の照明フィルタは、上述した実施形態１または実施形態２の内視鏡に組み合わせるのに適したものとなっている。
【０２１８】
図４４に示すように、照明光フィルタ６７は、前記照明光学系４５に配置されている。前記照明光フィルタ６７は、前記ロッドレンズ４６の光入射端面に光学薄膜を形成して構成された第１干渉型フィルタ６７ａと、前記リレーレンズ４７と前記照明レンズ４８との間に配置される第２干渉型フィルタ６７ｂと、これら第１干渉型フィルタ６７ａと第２干渉型フィルタ６７ｂとの間に配置される吸収型フィルタ６７ｃと、を含んで構成されている。
【０２１９】
このような構成の照明光フィルタ６７は、前記第１干渉型フィルタ６７ａ，第２干渉型フィルタ６７ｂの２枚を用いているために、所定の波長帯域の光を透過または遮光する効果を向上することができる。さらにこの照明光フィルタ６７は、吸収型フィルタ６７ｃを設けているために、これら第１干渉型フィルタ６７ａと第２干渉型フィルタ６７ｂとの間において発生する多重反射を防止することができる。
【０２２０】
なお、前記照明光フィルタ６７は、例えば図４５及び図４６に示すように、前記第１干渉型フィルタ６７ａと第２干渉型フィルタ６７ｂとの一方を励起用のフィルタ、他方を照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を低減するフィルタとすることができる。なお、図４５及び図４６は、蛍光物質として蛍光色素ＩＣＧ（ Indocyanine Green ）用いた場合を示している。
【０２２１】
図４５は第１干渉型フィルタ６７ａのフィルタ特性、図４６は第２干渉型フィルタ６７ｂのフィルタ特性を示している。
【０２２２】
図４５に示すように、前記第１干渉型フィルタ６７ａは、蛍光色素ＩＣＧの励起光６８０〜７８０ｎｍを含む波長帯域４００〜８００ｎｍを透過し、蛍光色素ＩＣＧの蛍光８００〜９００ｎｍに存在している照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が含まれる近赤外光８００〜９５０ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光する。
【０２２３】
一方、図４６に示すように、前記第２干渉型フィルタ６７ｂは、蛍光色素ＩＣＧの励起光６８０〜７８０ｎｍを含む波長帯域４００〜８００ｎｍを透過し、蛍光色素ＩＣＧの蛍光８００〜９００ｎｍに存在している照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が含まれる近赤外光８００〜９５０ｎｍの波長帯域をＯＤ値２〜３程度遮光する。
【０２２４】
これにより、前記第１干渉型フィルタ６７ａは蛍光色素ＩＣＧの励起用フィルタとして、前記第２干渉型フィルタ６７ｂは照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を遮光するフィルタとして、それぞれ用いることができる。なお、前記第２干渉型フィルタ６７ｂは、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を遮光するためになるべく先端側に配置される。
【０２２５】
また、上述した実施形態３または実施形態４のように導入光フィルタを有する光源を用いる場合には、第１干渉フィルタと第２干渉フィルタとのＯＤ値を両方とも３程度にしておけば、全体でおよそＯＤ値６の性能を得ることができる。
【０２２６】
一般に可視光帯域においては、波長が短くなるほど照明光路由来の蛍光、特にライトガイド由来の蛍光が強くなる。従って、観察する被検体の蛍光強度が極めて微弱である場合、または蛍光波長が短い場合には、照明光フィルタの性能がＯＤ値３よりも高い必要が生じる可能性もある。このような場合に、図４４に示すような構成を採用すれば、高い効果を奏することが可能となる。
【０２２７】
また、照明光フィルタは、図４７に示すように構成してもよい。  
図４７に示すように、照明光フィルタ６８は、照明光学系４５ｅに配置されている。この照明光学系４５ｅは、ライトガイド６４の光出射端に対向するロッドレンズ４６と、リレーレンズ（平凸レンズ）４７と、照明レンズ（平凹レンズ）１５と、を含んで構成されている。
【０２２８】
前記照明光フィルタ６８は、前記ロッドレンズ４６の光入射端面に前記光学薄膜を形成して構成された干渉型フィルタ６８ａと、前記照明レンズ１５の光入射端に取り付けた平行平板干渉型フィルタ６８ｂと、これら干渉型フィルタ６８ａと平行平板干渉型フィルタ６８ｂとの間に配置される吸収型フィルタ６８ｃと、を含んで構成されている。
【０２２９】
前記吸収型フィルタ６８ｃは、図４８及び図４９に示すように、基板上に金属薄膜をメッシュ（網の目）状に成膜して形成されている。そして、この吸収型フィルタ６８ｃは、メッシュ状に成膜した金属薄膜により光の一部が乱反射することによって、透過する光が減衰するように構成されている。
【０２３０】
この吸収型フィルタ６８ｃは、金属薄膜の面積率を変えることによって透過率を設定することができ、且つ、波長特性がないために透過する光の全帯域を一律に減衰させることができる。なお、図４９に示す構成は、図４８に示す構成に比して、メッシュが密となるように、すなわち、金属薄膜の面積率が大きくなるように形成されており、透過率が低くなるように設定されたものとなっている。
【０２３１】
また、照明光フィルタは、図５０に示すように、ライトガイド端面に設けて構成してもよい。図５０に示すように、照明光フィルタ６９は、ライトガイド７，８の光出射端面に設けられている。前記照明光フィルタ６９は、前記ライトガイド７，８の光出射端面に、光学薄膜が形成されて構成されるか、または光学薄膜を形成した基板を取り付けて構成される。このような構成を採用した光イメージング装置は、内視鏡の先端部６ａの省スペース化を図ることが可能となるために、より細径化した内視鏡を構成することができる。なお、上記図３７〜図５０において説明した照明光フィルタは、赤外蛍光観察と可視光蛍光観察との何れにも使用可能である。
【０２３２】
［実施形態６］
図５１から図５６は本発明の実施形態６に係り、図５１は実施形態６の光イメージング装置を構成する光プローブ装置の全体構成図、図５２は図５１の照明光フィルタの変形例を示す図、図５３は光学フィルタの第１の変形例を示す図、図５４は光学フィルタの第２の変形例を示す図、図５５は光学フィルタの第３の変形例を示す図、図５６は光学フィルタの第４の変形例を示す図である。
【０２３３】
上述した実施形態１〜５は内視鏡を用いた構成となっているが、この実施形態６は内視鏡の処置具挿通用チャンネルに挿通する光プローブを用いた構成となっている。それ以外の構成は上述した実施形態１と同様であるために説明を省略し、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
【０２３４】
図５１に示すように、実施形態６の光イメージング装置は、通常の可視光による内視鏡画像を取得可能に構成された図示しない内視鏡装置と、この内視鏡装置と組み合わせて蛍光画像を取得するための光プローブ装置７０と、を備えて構成されている。この光プローブ装置７０は、図示しない内視鏡の処置具挿通用チャンネルに挿通する挿入部としての光プローブ（バンドルファイバ）７１と、この光プローブ７１に照明光を供給する光源装置７２と、前記光プローブ７１により伝達される被検体からの戻り光を撮像する撮像装置７３と、を備えている。
【０２３５】
前記光源装置７２は、白色光源８０と、コリメータレンズ８１と、励起光フィルタ８２と、コンデンサレンズ８３と、を有して構成されている。そして、このコンデンサレンズ８３の集光位置には、ライトガイド８４の光入射端８４ａが配置されるようになっている。
【０２３６】
このような構成において、光源装置７２内に設けられた白色光源８０からの光は、コリメータレンズ８１により略平行な光束にされた後に、励起光フィルタ８２に入射される。励起光フィルタ８２は、白色光源８０からの光を、励起光の波長帯域の光に帯域制限する。こうして励起光フィルタ８２により帯域制限された光は、コンデンサレンズ８３により集光されてライトガイド８４の光入射端８４ａに入射される。
【０２３７】
この光入射端８４ａに入射された照明光は、ライトガイド８４によりその光出射端８４ｂに伝達（導光）される。このライトガイド８４の光出射端８４ｂは、後述するイメージガイド８６の光入射端８６ａを取り囲むように、光プローブ７１の外周側にリング状に配設されている。
【０２３８】
そして、この光出射端８４ｂには、該光出射端８４ｂの端面形状に合わせてリング状に形成された照明光フィルタ部として照明光フィルタ８５が配設されている。こうして、前記ライトガイド８４の光出射端８４ｂから出射される照明光は、照明光フィルタ８５を介して被検体２１に照射されるようになっている。
【０２３９】
前記照明光フィルタ８５は、励起光の波長帯域を透過し、照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を遮光する。この照明光フィルタ８５は、前記ライトガイド８４の光出射端８４ｂの端面に形成された前記光学薄膜（干渉薄膜）として構成されている。なお、この照明光フィルタ８５は、図５２に示すように、前記ライトガイド８４の光出射端８４ｂの端面に取り付けるように構成された、光学薄膜（干渉薄膜）を成膜した基板８５ｂであってもよい。
【０２４０】
被検体２１からの戻り光である反射光或いは励起光の照射に伴う蛍光は、イメージガイド８６の光入射端８６ａに入射される。この光入射端８６ａに入射された戻り光は、イメージガイド８６によりその光出射端８６ｂに伝達（導光）される。
【０２４１】
撮像装置７３は、コンデンサレンズ８７と、励起光カットフィルタ８８と、撮像部８９と、を有して構成されている。そして、上述したイメージガイド８６の光出射端８６ｂは、この撮像装置７３の内部に固定されている。
【０２４２】
このような構成において、イメージガイド８６の光出射端８６ｂから出射される光は、光出射端８６ｂに対向するコンデンサレンズ８７により、励起光カットフィルタ８８を介して蛍光画像撮像用の撮像部８９（蛍光撮像部）の撮像面（受光面）に集光される。ここに、前記励起光カットフィルタ８８は、被検体２１から発生した蛍光の波長帯域を透過するとともに、それ以外の波長帯域をカット（遮光）する光学特性のものである。
【０２４３】
前記撮像部８９は、図示しない信号ケーブルを介して、上述した実施形態１〜５において説明したのと同様な画像生成装置に電気的に接続されている。そして、撮像部８９は、光電変換して得られた撮像信号を、この画像生成装置へ出力する。画像生成装置は、撮像部８９からの撮像信号を信号処理して、蛍光画像の画像信号（映像信号）を生成する。さらに、この画像生成装置は、内視鏡に設けられた撮像部からの撮像信号を信号処理して、通常の可視光による内視鏡画像の画像信号（映像信号）も生成する。
【０２４４】
これら蛍光画像の画像信号（映像信号）及び内視鏡画像の画像信号（映像信号）は、画像生成装置から図示しないモニタに出力されて、このモニタの表示画面に通常画像と蛍光画像とが合成表示される。ここに、前記励起光フィルタ８２、前記照明光フィルタ８５、前記励起光カットフィルタ８８は、取得する蛍光画像（赤外蛍光画像または可視光蛍光画像）に応じて、上述した実施形態１〜５において説明したのと同様なフィルタ特性を有するものとなっている。
【０２４５】
これにより、光プローブ装置７０は、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を遮光して低減することができる。この結果、実施形態６の光イメージング装置は、前記光プローブ装置７０を内視鏡と組み合わせて、この内視鏡の処置具挿通用チャンネルに光プローブ７１を挿通することにより、通常の可視光による内視鏡画像の画像信号（映像信号）と、蛍光画像と、の両方を得ることができる。
【０２４６】
従って、実施形態６の光イメージング装置は、蛍光観察と通常内視鏡観察との両方に使用可能であって、照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を低減することができる。
【０２４７】
なお、前記光プローブ７１の先端面に設ける照明光フィルタ部は、受光フィルタ部と組み合わせて同一部材である光学フィルタとし、この光学フィルタを光プローブ７１の先端面に設けるように構成してもよい。すなわち、図５３に示すように、光学フィルタ９１は、前記ライトガイド８４の光出射端８４ｂの端面に設ける照明光フィルタ９１ａと、前記イメージガイド８６の光入射端８６ａの端面に設ける励起光カットフィルタ９１ｂと、を備えて構成されている。このような構成を採用する場合には、撮像装置７３内に励起光カットフィルタ８８を設ける必要がないという利点がある。なお、前記照明光フィルタ９１ａは、励起光の波長帯域のみを透過するように構成して、前記励起光フィルタ８２を兼ねるようにしてもよい。
【０２４８】
また、図５４に示すように、光学フィルタ９２は、光プローブ７１の例えば円形をなす先端面に対して、周方向を４等分した内の対向する２つの直角扇形の部分に照明光フィルタ９２ａを設けた構成となっている。ただし、このような１／４面ずつ交互に設けた構成の場合には、前記ライトガイド８４の光出射端８４ｂ及び前記イメージガイド８６の光入射端８６ａも、光プローブ７１の先端面に対して１／４面ずつ交互に配置されることになる。なお、このような構成においても、前記イメージガイド８６の光入射端面（すなわち、光学フィルタ９２の照明光フィルタ９２ａが設けられていない部分）に、図示はしないが、励起光カットフィルタを設けてもよい。
【０２４９】
さらに、図５５に示すように、光学フィルタ９３は、照明光フィルタ９３ａと励起光カットフィルタ９３ｂとを光プローブ７１の先端面に対して半面ずつ設けた構成となっている。ただし、このような構成の場合には、前記ライトガイド８４の光出射端８４ｂ及び前記イメージガイド８６の光入射端８６ａも、光プローブ７１の先端面に対して半面ずつ配置されることになる。
【０２５０】
そして、図５６に示すように、光学フィルタ９４は、光プローブ７１の先端面に対して交互あるいは市松模様状に照明光フィルタ９４ａを設けた構成となっている。ただし、このような構成の場合には、前記ライトガイド８４の光出射端８４ｂと前記イメージガイド８６の光入射端８６ａとは、交互にあるいは市松模様状に配置されることになる。なお、前記イメージガイド８６の光入射端面に、図示はしないが、励起光カットフィルタを設けるようにしてもよい。
【０２５１】
また、上記図５３〜図５６において説明した光学フィルタは、赤外蛍光観察と可視光蛍光観察との何れにも使用可能である。
【０２５２】
［実施形態７］
図５７から図６０は本発明の実施形態７に係り、図５７は実施形態７の光イメージング装置を示す全体構成図、図５８は図５７に示した内視鏡の挿入部の先端部の要部拡大図、図５９は図５８に示した挿入部の先端部の正面図、図６０はキャップをプローブ先端部に取り付けた光プローブ装置の全体構成図である。
【０２５３】
この実施形態７は、挿入部の先端部に着脱自在に取り付け可能なキャップに、照明光フィルタを設けた構成となっている。それ以外の構成は上述した実施形態１とほぼ同様であるために説明を省略し、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
【０２５４】
図５７〜図５９に示すように、実施形態７の光イメージング装置１Ｉは、内視鏡２Ｉの挿入部６Ｉの先端部６ａに対して着脱自在に取り付け可能なキャップ９５を有して構成されている。このキャップ９５は、先端部６ａに装着された際に前記内視鏡２Ｉの照明レンズ１５ａ，１５ｂに対向する位置に、照明光フィルタ部としての照明光フィルタ９６が設けられている。
【０２５５】
より詳しくは、この照明光フィルタ９６は、図５９に示すように、受光口である対物レンズ２２以外の部分を覆うように配置されている。そして、この照明光フィルタ９６は、取得する蛍光画像（赤外蛍光画像または可視光蛍光画像）に応じて、上述した実施形態１〜５において説明したのと同様なフィルタ特性を有するものとなっている。なお、キャップ本体９５ａは、遮光性の部材として構成されていてもよいし、透明な部材として構成されていても構わない。
【０２５６】
また、光源装置３Ｉは、導入光フィルタ部として干渉型フィルタ５８Ｉを備えている。この干渉型フィルタ５８Ｉは、取得する蛍光画像（赤外蛍光画像または可視光蛍光画像）に応じて、上述した実施形態１〜５において説明したのと同様なフィルタ特性を有するものとなっている。
【０２５７】
これにより、白色光源１１からの光は、可視光の波長帯域および励起光の波長帯域の光に帯域制限された後に、コンデンサレンズ１３により集光されて、ライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射される。これらの光入射端７ａ，８ａに入射された照明光は、ライトガイド７，８により各出射端に伝達（導光）される。これらライトガイド７，８の光出射端から出射される照明光は、各光出射端にそれぞれ対向する照明レンズ１５ａ，１５ｂを経て拡開し、前記キャップ９５に設けられた照明光フィルタ９６を介して、被検体２１に照射される。
【０２５８】
このとき、前記照明光フィルタ９６は、内視鏡２Ｉから被検体２１に照射される光に対して励起光の波長帯域を透過し、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を遮光する。従って、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が遮光されるために、被検体２１からの戻り光には反射光或いは励起光の照射に伴う蛍光が対物レンズ２２から取り込まれることになる。
【０２５９】
この被検体２１からの戻り光は、前記対物レンズ２２に入射され、ビームスプリッタ２３により２つに分離される。このビームスプリッタ２３により分離された光の内の、反射された光は可視光フィルタ２６Ｉを介して撮像部２４に結像され、透過された光は励起光カットフィルタ２７Ｉを介して撮像部２５に結像される。なお、前記可視光フィルタ２６Ｉまたは前記励起光カットフィルタ２７Ｉは、取得する蛍光画像（赤外蛍光画像または可視光蛍光画像）に応じて、上述した実施形態１〜５において説明したのと同様なフィルタ特性を有するものとなっている。
【０２６０】
撮像部２４により受光した光の情報は、画像生成装置４Ｉの通常画像処理回路３１Ｉ及び画像合成回路３３Ｉを経て、通常画像としてモニタ５Ｉに出力される。また、撮像部２５により受光した光の情報は、蛍光画像処理回路３２Ｉ及び画像合成回路３３Ｉを経て、蛍光画像としてモニタ５Ｉに出力される。こうして、モニタ５Ｉの表示画面には、通常画像３４Ｉと蛍光画像３５Ｉとが１つの表示画像として合成表示される。
【０２６１】
なお、前記画像生成装置４Ｉは、表示選択スイッチ３６Ｉの選択操作により、前記画像合成回路３３Ｉが合成処理をすることなくモニタ５Ｉの表示画面に通常画像３４Ｉが表示される状態、前記画像合成回路３３Ｉが合成処理をすることなくモニタ５Ｉの表示画面に蛍光画像３５Ｉが表示される状態、前記画像合成回路３３Ｉが合成処理を行ってモニタ５Ｉの表示画面に通常画像３４Ｉと蛍光画像３５Ｉとが合成表示（あるいは、並べて表示）される状態、を切り替えることができるようにしてもよい。
【０２６２】
この結果、実施形態７の光イメージング装置１Ｉは、上述した実施形態１〜５と同様の効果を奏することができるとともに、さらに、挿入部６Ｉの先端部６ａに前記キャップ９５を取り付けるという簡単な作業を行うだけで、内視鏡２Ｉから被検体２１に照射される光から照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を低減（あるいは遮光）することができる。
【０２６３】
また、実施形態７の光イメージング装置１Ｉは、前記キャップ９５が着脱自在であるために、取得する蛍光画像（赤外蛍光画像または可視光蛍光画像）に応じて種々の波長に対応する照明光フィルタ９６を設けて用いることが可能である。
【０２６４】
なお、上述したようなキャップは、上述した実施形態６において説明した光プローブ装置に用いるようにしてもよい。
【０２６５】
すなわち、図６０に示すように、光プローブ装置７０Ｂは、光プローブ７１Ｂの先端部に着脱自在に取り付け可能なキャップ９５Ｂを有して構成されている。このキャップ９５Ｂは、光プローブ７１Ｂの先端部に装着された際に前記ライトガイド８４の光出射端８４ｂに対向する位置に、上述した照明光フィルタ８５に代えて、照明光フィルタ部としての照明光フィルタ９６Ｂが設けられている。
【０２６６】
この照明光フィルタ９６Ｂは、前記ライトガイド８４の光出射端８４ｂを覆うようにリング状に形成されていて、取得する蛍光画像（赤外蛍光画像または可視光蛍光画像）に応じて上述した実施形態１〜５において説明したのと同様なフィルタ特性を有するものとなっている。なお、この照明光フィルタ９６Ｂは、上述した実施形態６と同様な構成の光学フィルタとして構成してもよい。それ以外の構成は、上述した実施形態６と同様な構成であるために説明を省略する。これにより、光プローブ装置７０Ｂは、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を遮光して低減することができる。
【０２６７】
［実施形態８］
図６１は本発明の実施形態８の光イメージング装置を示す全体構成図である。
【０２６８】
この実施形態８は、本発明を光走査型の光イメージング装置に適用したものとなっている。それ以外の構成は上述した実施形態１とほぼ同様であるために説明を省略し、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
【０２６９】
図６１に示すように、実施形態８の光イメージング装置１Ｊは、通常画像撮像用の撮像部２４及び蛍光画像撮像用の撮像部２５の代わりに通常画像用フォトダイオード１０１及び蛍光画像用フォトダイオード１０２を設けた光源装置３Ｊと、この光源装置３Ｊから延出する内視鏡２Ｊと、を備えている。
【０２７０】
前記内視鏡２Ｊの挿入部６Ｊには、前記光源装置３から供給される光を該挿入部６Ｊの先端に導くライトガイド８Ｊが挿通されている。このライトガイド８Ｊは、シングルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバの何れであってもよい。
【０２７１】
前記光源装置３Ｊ内に設けられた白色光源１１からの光は、コリメータレンズ１２Ｊにより略平行な光束にされた後に、干渉型フィルタ５８Ｊを介してコンデンサレンズ１３Ｊにより集光され、前記ライトガイド８Ｊの光入射端８ａに入射される。この光入射端８ａに入射された照明光は、ライトガイド８Ｊによりその光出射端８ｂに伝達（導光）される。
【０２７２】
ライトガイド８Ｊから出射した照明光（励起光＋白色光）は、リレーレンズ４７Ｊを介して、照明光フィルタ５２Ｊに入射する。この照明光フィルタ５２Ｊは、取得する蛍光画像（赤外蛍光画像または可視光蛍光画像）に応じて上述した実施形態１〜７において説明したのと同様なフィルタ特性を有するものとなっている。
【０２７３】
この照明光フィルタ５２Ｊを通過した光は、Ｘ軸スキャンニングミラー１０３及びＹ軸スキャンニングミラー１０４により２次元走査される。ここに、前記Ｘ軸スキャンニングミラー１０３は、所定の軸を中心に回動するように構成されたものである。また、前記Ｙ軸スキャンニングミラー１０４は、前記Ｘ軸スキャンニングミラー１０３の回動軸に直交する軸を中心に回動するように構成されたものである。これらのスキャンニングミラー１０３，１０４は、光源装置３Ｊに設けられたスキャンミラーコントローラ１０５により制御されるようになっている。
【０２７４】
Ｘ軸スキャンニングミラー１０３及びＹ軸スキャンニングミラー１０４により２次元走査された照明光（励起光＋白色光）は、ハーフミラー１１１を透過した後に、照明レンズを兼ねる対物レンズ２２Ｊから被検体２１に照射される。
【０２７５】
このような構成により、照明光（励起光＋白色光）は、自家蛍光成分を低減された後に、被検体２１上の所定の観察領域を２次元走査することになる。
【０２７６】
被検体２１からの戻り光（蛍光＋反射白色光）は、対物レンズ２２Ｊを介して、ハーフミラー１１１に入射する。このハーフミラー１１１により反射された戻り光は、さらにミラー１１２により反射された後に、内視鏡２Ｊの挿入部６Ｊ内に挿通されたイメージガイド１１３に導光される。なお、このイメージガイド１１３は、シングルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバの何れであってもよい。このイメージガイド１１３は、一端が光源装置３Ｊ内まで挿通されており、この光源装置３Ｊ内において、前記通常画像用フォトダイオード１０１へ到る通常用分岐路１０６と、前記蛍光画像用フォトダイオード１０２へ到る蛍光用分岐路１０７と、に分岐している。こうして、イメージガイド１１３に入射した戻り光は、一部が通常用分岐路１０６の出射端へ、他の一部が蛍光用分岐路１０７の出射端へ、それぞれ導かれる。なお、上述したような構成により、前記ハーフミラー１１１および前記対物レンズ２２Ｊは、照明光学系と受光光学系とを兼ねたものとなっている。
【０２７７】
通常用分岐路１０６の出射端から出射された戻り光（蛍光＋反射白色光）は、コリメータレンズ１０８を介して前記通常画像用フォトダイオード１０１により受光され、その強度が電圧値に変換される。
【０２７８】
また、蛍光用分岐路１０７の出射端から出射された戻り光（蛍光＋反射白色光）は、コリメータレンズ１０９を介して前記蛍光画像用フォトダイオード１０２により受光され、その強度が電圧値に変換される。なお、これらコリメータレンズ１０９と蛍光画像用フォトダイオード１０２との間には、励起光カットフィルタ１１０が配置されている。この励起光カットフィルタ１１０は、取得する蛍光画像（赤外蛍光画像または可視光蛍光画像）に応じて、上述した実施形態１〜７において説明したのと同様なフィルタ特性を有するものとなっている。
【０２７９】
前記通常画像用フォトダイオード１０１からの信号は、画像生成装置４Ｊに設けられた通常画像処理回路３１Ｊに入力される。また、前記蛍光画像用フォトダイオード１０２からの信号は、画像生成装置４Ｊに設けられた蛍光画像処理回路３２Ｊに入力される。これら通常画像用フォトダイオード１０１及び蛍光画像用フォトダイオード１０２からの信号に同期して、前記スキャンミラーコントローラ１０５は、前記Ｘ軸スキャンニングミラー１０３及び前記Ｙ軸スキャンニングミラー１０４のミラー角度情報を、前記通常画像処理回路３１Ｊ及び蛍光画像処理回路３２Ｊに送信するようになっている。
【０２８０】
前記通常画像処理回路３１Ｊ及び前記蛍光画像処理回路３２Ｊは、前記Ｘ軸スキャンニングミラー１０３及び前記Ｙ軸スキャンニングミラー１０４のミラー角度情報に応じて、それぞれ通常画像及び蛍光画像を生成する処理を行う。
【０２８１】
通常画像処理回路３１Ｊ及び蛍光画像処理回路３２Ｊにより、それぞれ生成された通常画像の画像信号（映像信号）と蛍光画像の画像信号（映像信号）とは、画像の合成を行う画像合成回路３３Ｊを経てモニタ５Ｊに出力される。これにより、モニタ５Ｊの表示面には、例えば通常画像３４Ｊと蛍光画像３５Ｊとが合成された状態で表示される。なお、蛍光画像３５Ｊ及び通常画像３４Ｊは、同一の走査手段であるＸ軸スキャンニングミラー１０３及びＹ軸スキャンニングミラー１０４により２次元走査されたものであるために、走査領域及び走査タイミングは同一である。従って、画像合成回路３３Ｊは、通常画像と蛍光画像とを同一のタイミングで合成することができる。
【０２８２】
なお、前記画像生成装置４Ｊは、表示選択スイッチ３６Ｊの選択操作により、前記画像合成回路３３Ｊが合成処理をすることなくモニタ５Ｊの表示画面に通常画像３４Ｊが表示される状態、前記画像合成回路３３Ｊが合成処理をすることなくモニタ５Ｊの表示画面に蛍光画像３５Ｊが表示される状態、前記画像合成回路３３Ｊが合成処理を行ってモニタ５Ｊの表示画面に通常画像３４Ｊと蛍光画像３５Ｊとが合成表示（あるいは、並べて表示）される状態、を切り替えることができるようにしてもよい。
【０２８３】
また、上述では、照明光フィルタ５２Ｊをリレーレンズ４７ＪとＸ軸スキャンニングミラー１０３との間に配設したが、これに限るものではなく、照明光路上の、被検体からの戻り光が通過しない部分であれば、その他の部分に配設することも可能である。従って、ライトガイド８Ｊの光出射端８ｂからハーフミラー１１１の出射面よりも前ならば、適宜の位置に配設することが可能である。具体例としては、ハーフミラー１１１のＹ軸スキャンニングミラー１０４側の表面に光学薄膜を形成して、このハーフミラー１１１自体が照明光フィルタ５２Ｊを兼用するように構成することも可能である。
【０２８４】
このように実施形態８の光イメージング装置１Ｊは、照明光路上の、被検体からの戻り光が通過しない部分に照明光フィルタ５２Ｊを設けることにより、光走査型であっても上述した実施形態１〜７と同様に、照明光路由来の蛍光又はラマン散乱光を低減することができ、ノイズ源となる光の発生を抑制することができる。
【０２８５】
［実験結果等］
次に、図６２〜図７４を参照して、照明光路において発生する蛍光またはラマン散乱光などの様子と、照明光フィルタを用いたときの低減効果と、について説明する。ここに、図６２は測定システムの構成の概要を示す図、図６３は照明光フィルタを設けていない内視鏡の先端部の構成を示す断面図、図６４は照明光フィルタを設けた内視鏡の先端部の構成を示す断面図、図６５は照明光フィルタの構成を示す斜視図、図６６は照明光フィルタと励起光フィルタと励起光カットフィルタとのフィルタ特性を示すグラフ、図６７は照明光フィルタを設けていない内視鏡の照明光路を通過した光の帯域特性を示す図、図６８は照明光フィルタを設けた内視鏡の照明光路を通過した光の帯域特性を示す図、図６９は照明光フィルタを設けていない内視鏡により被検体を照明し撮像している様子を示す図、図７０は照明光フィルタを設けた内視鏡により被検体を照明し撮像している様子を示す図、図７１は照明光フィルタを設けていない内視鏡により被検体を照明し撮像して得られた画像を示す図、図７２は照明光フィルタを設けた内視鏡により被検体を照明し撮像して得られた画像を示す図、図７３は図７１に示した画像における中央付近の縦線で示す一ラインの輝度分布を示す図、図７４は図７２に示した画像における中央付近の縦線で示す一ラインの輝度分布を示す図である。
【０２８６】
なお、ここでは内視鏡を例に挙げて実験結果について説明するが、この実験結果は光プローブにも同様に適用することができる。
【０２８７】
この測定システムは、検査対象の内視鏡１２２に照明光を供給する光源１２０と、内視鏡１２２から照射される照明光を、励起光カットフィルタ１２３を介して受光ファイバ１２４により受光し、受光した光を分光測定する分光測定器１２５と、を有して構成されている。ここに、前記光源１２０内には、励起光フィルタ１２１が設けられている。
【０２８８】
また、照明光フィルタを設けていない内視鏡１２２Ａの先端部は、図６３に示すように構成されている。すなわち、内視鏡１２２Ａは、挿入軸に垂直な断面が例えば円形をなしており、この断面における中央部に、イメージガイド１３１が配設されている。このイメージガイド１３１は、遮光性の素材により形成された被覆１３４により、その周面を覆われている。また、このイメージガイド１３１の先端側には、対物光学系１３２が配設され、この対物光学系１３２の先端側にはさらにカバーガラス１３３が配設されている。また、上記被覆１３４の外周側には挿入軸に垂直な断面がリング状をなすように、ライトガイド１３６が配設されている。このライトガイド１３６は、外周側を遮光性の外皮１３５により被覆されるとともに、先端側を透光性の接着剤１３７により固定されている。
【０２８９】
一方、照明光フィルタを設けた内視鏡１２２Ｂの先端部は、図６４に示すように構成されている。まず、イメージガイド１３１、対物光学系１３２、カバーガラス１３３、被覆１３４、外皮１３５、ライトガイド１３６、の構成は、図６３に示した内視鏡１２２Ａと同様である。そして、ライトガイド１３６の先端側には、透光性の接着剤１４１を介して照明光フィルタ１４２が接着されている。この照明光フィルタ１４２は、フィルタ基板１４３ａと、このフィルタ基板１４３ａの出射側端面に成膜された光学薄膜１４３ｂと、を含んで構成されたものである。照明光フィルタ１４２は、図６５に示すように、被検体側から対物光学系１３２へ入射する光線を通過させるための円形孔１４２ａが設けられた、略リング状の形状のものとして形成されている。そして、この照明光フィルタ１４２の、内周側および外周側は、遮光用黒色接着剤１４４を介してこの内視鏡１２２Ｂに固定されている。
【０２９０】
次に、図６６を参照して、図６２に示したような測定システムに設けられた各光学フィルタの特性について説明する。
【０２９１】
この図６６において、符号１２１ｃは、光源１２０内に設けられた励起光フィルタ１２１のフィルタ特性を示している。この励起光フィルタ１２１は、図示のように、近赤外光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域を、ＯＤ値７〜８程度低減（ほぼ実質的に遮光）するフィルタ特性のものとなっている。従って、内視鏡１２２に入射する光には、この波長帯域の光は実質的に含まれていないと考えてよい。
【０２９２】
また、符号１２３ｃは、内視鏡１２２から分光測定器１２５へ向かう光路上に設けられた励起光カットフィルタ１２３のフィルタ特性を示している。この励起光カットフィルタ１２３は、図示のように、可視光４００〜７４０ｎｍの波長帯域をＯＤ値７〜８程度低減（ほぼ実質的に遮光）するフィルタ特性のものとなっている。従って、分光測定器１２５により測定される光には、この波長帯域の光は実質的に含まれていないと考えてよい。
【０２９３】
そして、符号１４２ｃは、内視鏡１２２の先端部に設けられた照明光フィルタ１４２のフィルタ特性を示している。この照明光フィルタ１４２のフィルタ特性は、光学薄膜１４３ｂの特性により７６０ｎｍ以上の近赤外光の波長帯域を、ＯＤ値３程度低減するフィルタ特性のものとなっている。
【０２９４】
このような構成の測定システムにより、図６３に示したような照明光フィルタが設けられていない内視鏡１２２Ａの照明光路を通過した光の帯域特性を測定して得られた結果が、図６７に示すようなものとなる。
【０２９５】
図示のように、近赤外光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域において、受光した光の強度にピークが見られる。この波長帯域の光は、光源１２０内において励起光フィルタ１２１により既に実質的な遮光が行われているために、この図６７に示すピークは、照明光路に由来して発生した蛍光またはラマン散乱光である。
【０２９６】
これに対して、上記測定システムにより、図６４および図６５に示したような照明光フィルタ１４２を設けた内視鏡１２２Ｂの照明光路を通過した光の帯域特性を測定して得られた結果が、図６８に示すようなものとなる。
【０２９７】
図６７に示したような、近赤外光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域における光の強度のピークは、この図６８においては大幅に小さくなり、実質的に観測結果に影響を与えないレベルまで低減されていることが分かる。従って、照明光フィルタ１４２を設けることにより、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を、十分に効果的に低減することが可能であることが分かる。
【０２９８】
次に、図６９は、図６３に示したような照明光フィルタが設けられていない内視鏡１２２Ａにより、サンプルを照明し、さらに該サンプルの光学像をイメージガイド１３１を介して伝達して、撮像部で撮像して得られた画像の様子を示している。
【０２９９】
また、図７０は、図６４および図６５に示したような照明光フィルタ１４２を設けた内視鏡１２２Ｂにより、サンプルを照明し、さらに該サンプルの光学像をイメージガイド１３１を介して伝達して、撮像部で撮像して得られた画像の様子を示している。
【０３００】
ここに、図６９および図７０に示したような配置で撮像を行ったときの内視鏡１２２Ａ，１２２Ｂとサンプルとの位置関係は、リング状をなすライトガイド１３６の肉厚部分における中心と、イメージガイド１３１の中心と、の距離が約０．３ｍｍ、内視鏡１２２Ａ，１２２Ｂの先端面とサンプルとの距離が約１〜１．５ｍｍとなっている。また、サンプルとしては、蛍光色素を導入していないマウスの大腸内表面のほぼ平らな部分を用いている。
【０３０１】
そして、図７１は図６９に示す構成で撮像された画像を、図７２は図７０に示す構成で撮像された画像を、それぞれ示している。
【０３０２】
図７１に示す画像は、照明光フィルタが設けられていない内視鏡１２２Ａを介して撮像されたものである。ここで、サンプルには蛍光色素が導入されていないために、このサンプルの光学像を撮像した場合に、本来であれば撮像部により蛍光が受光されることはないと考えられる。しかしながら、図７１に示す画像には、像が現れていることがわかる。これは、上述したような照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が、サンプルに照射される照明光に含まれ、サンプルにおいて反射された後に、撮像部によって受光されたためである。そして、画像中における特に輝度が高い部分は、正反射となっている部分である。この図７１における中央やや左側の縦線に沿った輝度分布を示すのが図７３である。図示のように、サンプルからの反射光の内の、正反射と推定される部分の輝度は、他の反射光部分の輝度よりも特段に高く（図７３に示す輝度の指標において、例えば６０〜１２０程度）なっている。
【０３０３】
一方、図７２に示す画像は、照明光フィルタ１４２が設けられた内視鏡１２２Ｂを介して撮像されたものであるために、サンプルに照射される照明光からは、上述したように照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が取り除かれている。従って、図７２に示す画像からは、図７１に示した画像中の輝点が、ほとんどなくなっている。この図７２における中央やや左側の縦線に沿った輝度分布を示すのが図７４である。図示のように、画像中の輝点がほとんどなくなっている（図７４に示す輝度の指標において、例えば２０未満）ことが、この図７４からも裏付けられる。
【０３０４】
こうして、特に正反射が生じ得る条件の下では、照明光フィルタ１４２を設けることにより、大きな効果が得られることが分かる。
【０３０５】
続いて、図７５〜図７７を参照して、照明光フィルタの帯域特性をどのように設定するかの幾つかの例について説明する。図７５は被検体からの蛍光と自家蛍光との重なり部分を遮光するように照明光フィルタの帯域特性を設定した例を示すグラフ、図７６は励起光カットフィルタの透過域と自家蛍光との重なり部分を遮光するように照明光フィルタの帯域特性を設定した例を示すグラフ、図７７は励起光カットフィルタの透過域と被検体からの蛍光との重なり部分を遮光するように照明光フィルタの帯域特性を設定した例を示すグラフ、である。
【０３０６】
まず、図７５に示す照明光フィルタは、被検体からの蛍光と、自家蛍光と、の重なり部分を遮光するように帯域特性が設定されたものとなっている。そして、励起光と、照明光フィルタによっては遮光されない自家蛍光とを、他のフィルタによって遮光するように構成すれば、自家蛍光の影響を受けることなく、被検体からの蛍光のみを受光して撮像することが可能となる。
【０３０７】
また、図７６に示す例照明光フィルタは、励起光カットフィルタの透過域と、自家蛍光と、の重なり部分を遮光するように帯域特性が設定されたものとなっている。これにより、自家蛍光の影響を受けることなく、励起光カットフィルタの透過域における被検体からの蛍光のみを受光して撮像することが可能になる。
【０３０８】
さらに、図７７に示す照明光フィルタは、励起光カットフィルタの透過域と、被検体からの蛍光と、の重なり部分を遮光するように帯域特性が設定されたものとなっている。これにより、照明光における、励起光カットフィルタを介して撮像部により撮像される帯域の光には、被検体からの蛍光と同じ帯域の光が含まれていないことになる。こうして、被検体からの蛍光以外の光の影響を受けることなく、被検体からの蛍光のみを受光して撮像することが可能になる。
【０３０９】
これら幾つかの例に示すように、照明光フィルタは、光源から伝達され該照明光フィルタに入射される光から、少なくとも蛍光画像撮像用の撮像部により撮像される光の帯域と重なる帯域の光を低減するように構成されている。
【０３１０】
このように構成することにより、撮像部により撮像される蛍光画像に、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が影響を及ぼすのを未然に防ぐことが可能となる。
【０３１１】
なお、上述した各実施形態における内視鏡は、可撓性を有するいわゆる軟性鏡であっても構わないし、硬性鏡であってもよい。さらに、上述した内視鏡や光プローブは、医療用であってもよいが、動物用や工業用であっても構わない。
【０３１２】
また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。従って、上述した各実施形態等を部分的に組み合わせる等して構成される実施形態も本発明に属する。
【０３１３】
［付記］
（付記１）
体腔内に挿入可能な挿入部と、
少なくとも励起光と一部の可視光帯域の光を含む光源からの光を体腔内の被検体に導く、前記挿入部内に設けた光伝達部と、
前記被検体からの戻り光を受光する、前記挿入部の先端部に設けた受光光学系と、
前記受光光学系によって受光した戻り光を検出する光検出部と、
前記光源から伝達されて前記被検体に出射されるまでの光路中に発生する蛍光または、ラマン散乱光を少なくとも低減する、前記光伝達部の経路中または光出射端に固定した照明光フィルタ部と、
を具備したことを特徴とする光イメージング装置。
【０３１４】
（付記２）
体腔内に挿入可能な挿入部と、
光源からの光を体腔内の被検体に導く、前記挿入部内に設けた光伝達部と、
前記被検体からの戻り光を受光する、前記挿入部の先端部に設けた受光光学系と、
前記受光光学系によって受光した戻り光を検出する光検出部と、
前記光源からの光を前記光伝達部に導入する照明光導入光学系と、
前記光源からの光に対して所定の波長帯域の光を遮光する、前記照明光導入光学系の内部に設けた導入光フィルタ部と、
前記光源から伝達されて前記被検体に出射されるまでの光に対して所定の波長帯域の光を遮光する、前記光伝達部の経路中または光出射端に設けた照明光フィルタ部と、
を具備したことを特徴とする光イメージング装置。
【０３１５】
（付記３）
体腔内に挿入可能な挿入部と、
光源からの光を体腔内の被検体に導く、前記挿入部内に設けた光伝達部と、
前記被検体からの戻り光を受光する、前記挿入部の先端部に設けた受光光学系と、
前記受光光学系によって受光した戻り光を検出する光検出部と、
前記挿入部の先端部に着脱自在なキャップと、
前記光源からの光を前記光伝達部に導入する照明光導入光学系と、
前記光源からの光に対して所定の波長帯域の光を遮光する、前記照明光導入光学系の内部に設けた導入光フィルタ部と、
前記光源から伝達されて前記被検体に出射されるまでの光に対して所定の波長帯域の光を遮光する、前記キャップに設けた照明光フィルタ部と、
を具備したことを特徴とする光イメージング装置。
【０３１６】
（付記４）
前記光伝達部は、前記光源からの光を前記挿入部の先端部に導く、前記挿入部内に設けた導光部と、この導光部によって導いた光を前記挿入部の先端部から出射する、前記挿入部の先端部に設けた照明光学系とを有することを特徴とする付記１〜３のいずれか１つに記載の光イメージング装置。
【０３１７】
（付記５）
前記光源からの光を前記光伝達部に導入する照明光導入光学系を有し、この照明光導入光学系の内部に所定の波長帯域の光を遮光する導入光フィルタ部を設けたことを特徴とする付記１に記載の光イメージング装置。
【０３１８】
（付記６）
前記照明光フィルタ部は、前記光伝達部を構成している部材の内の、少なくとも一つの部材面上に形成した光学薄膜であることを特徴とする付記１または２に記載の光イメージング装置。
【０３１９】
（付記７）
前記受光光学系の内部または受光端面に、前記被検体からの戻り光の内の、所定の波長帯域の光を遮光する受光フィルタ部を設けたことを特徴とする付記１に記載の光イメージング装置。
【０３２０】
（付記８）
前記照明光フィルタ部は、透過帯域に可視光帯域を含むことを特徴とする付記２に記載の光イメージング装置。
【０３２１】
（付記９）
前記照明光フィルタ部は、前記照明光学系の少なくとも一部を構成し、光吸収物質により形成した光吸収部材であることを特徴とする付記４に記載の光イメージング装置。
【０３２２】
［付記の追記］
１．付記１または４において、
前記照明光フィルタ部は、少なくとも前記被検体内部の物質または前記被検体に注入された蛍光物質から蛍光を発生させるための蛍光波長帯域の光を透過する。
【０３２３】
２．付記１または４において、
前記照明光フィルタ部は、近赤外光帯域の光を透過する。
【０３２４】
３．付記１または４において、
前記照明光フィルタ部は、可視光帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を遮光する。
【０３２５】
４．付記１または４において、
前記画像生成部は、前記反射光撮像部からの信号に基づき、反射光画像を生成する反射光画像生成部と、前記蛍光撮像部からの信号に基づき、蛍光画像を生成する蛍光画像生成部とを有する。
【０３２６】
５．付記２において、
前記照明光フィルタ部は、透過帯域が少なくとも可視光帯域を含む。
【０３２７】
６．付記２において、
前記照明光フィルタ部は、近赤外光帯域の光を透過する。
【０３２８】
７．付記２において、
前記照明光フィルタ部は、可視光帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を遮光する。
【０３２９】
８．付記３において、
前記キャップは、前記受光光学系によって受光される前記被検体からの戻り光の内の、所定の波長帯域の光を遮光する受光フィルタ部を有する。
【０３３０】
９．付記１〜４のいずれか１つにおいて、
前記撮像部は、前記被検体からの戻り光の内の、反射光を検出する反射光撮像部と、前記被検体からの蛍光を検出する蛍光撮像部とを有する。
【０３３１】
１０．付記１〜４のいずれか１つにおいて、
前記挿入部は、内視鏡または内視鏡の処置具挿通用チャンネルに挿通可能な光プローブである。
【０３３２】
１１．付記１〜４のいずれか１つにおいて、
前記照明光フィルタ部は、前記光源からの光によって、前記光源から前記導光部を経て前記照明光学系の先端面までの照明光路において発生する蛍光またはラマン散乱光の波長帯域を遮光する照明光路由来の遮光フィルタを有する。
【０３３３】
１２．付記６において、
前記導入光フィルタ部が遮光する波長帯域は、前記照明光フィルタ部が遮光する波長帯域と略同一である。
【０３３４】
１３．付記６において、
前記照明光フィルタ部が遮光する波長帯域における最大のＯＤ値は、前記導入光フィルタ部が遮光する波長帯域における最大のＯＤ値より低い。
【０３３５】
１４．付記６において、
前記照明光フィルタ部が遮光する波長帯域における最大のＯＤ値は、４以下である。
【０３３６】
１５．付記６において、
前記照明光フィルタ部が遮光する波長帯域は、前記導入光フィルタ部が遮光する波長帯域よりも狭帯域である。
【０３３７】
１６．付記６において、
前記導入光フィルタ部は、前記被検体から蛍光を発生させるための励起光を透過する励起光透過フィルタと、可視光帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過する可視光透過フィルタとを有する。
【０３３８】
１７．付記６において、
前記導入光フィルタ部は、所定の波長帯域の光を吸収する吸収型フィルタを少なくとも有する。
【０３３９】
１８．付記７において、
前記導光部は、光ファイババンドルである。
【０３４０】
１９．付記７において、
前記光学薄膜は、複数の層から形成される誘電体薄膜層を含む。
【０３４１】
２０．付記７において、
前記光学薄膜は、所定の波長帯域の光を吸収する金属薄膜を含む。
【０３４２】
２１．付記８において、
前記受光フィルタ部の透過波長帯域は、前記照明光フィルタ部の透過波長帯域より長い。
【０３４３】
２２．付記８において、
前記照明光フィルタ部と前記受光フィルタ部とは、同一部材上に設けられている。
【０３４４】
２３．付記８において、
前記受光フィルタ部は、前記被検体から発生した蛍光のみを透過する。
【０３４５】
２４．付記８において、
前記受光フィルタ部は、近赤外光帯域の光を透過する。
【０３４６】
２５．付記９において、
前記照明光フィルタ部は、近赤外光帯域の光を透過する。
【０３４７】
２６．付記の追記４において、
前記画像生成部は、前記反射光画像と蛍光画像とを合成する画像合成部を有する。
【０３４８】
２７．付記の追記４において、
前記画像生成部は、前記照明光フィルタが遮光する波長特性の情報を記録する照明光フィルタ情報記録部と、
前記照明光フィルタ情報記録部からの情報に基づき、前記反射光画像生成部によって生成された反射光画像に補正をかける画像補正部を有する。
【０３４９】
２８．付記の追記６において、
前記照明光フィルタ部は、波長帯域６５０〜９００ｎｍの内の、少なくとも一部の波長帯域の光を透過する。
【０３５０】
２９．付記の追記１０において、
前記照明光フィルタ部は、前記照明光路において発生する蛍光またはラマン散乱光よりも短い波長の光を透過する短波長透過フィルタにより形成される。
【０３５１】
３０．付記の追記２４において、
前記受光フィルタ部は、波長帯域７００〜９００ｎｍの内の少なくとも一部の波長帯域の光の光を透過する。
【０３５２】
３１．付記の追記２５において、
前記照明光フィルタ部は、波長帯域６５０〜９００ｎｍの内の、少なくとも一部の波長帯域の光を透過する。
【０３５３】
３２．付記の追記２５において、
前記照明光フィルタ部は、可視光帯域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過する。
【産業上の利用可能性】
【０３５４】
本発明は、励起光を照射して被検体からの蛍光を受光する蛍光観察を行うことが可能な光イメージング装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０３５５】
【図１】実施形態１の光イメージング装置を示す全体構成図。
【図２】図１に示した内視鏡の挿入部の先端部の要部拡大図。
【図３】図２のライトガイドを伝達して照明レンズに入射した光の波長特性を示すグラフ。
【図４】図２の照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図５】図２の照明光フィルタを透過して被検体に照射される光の波長特性を示すグラフ。
【図６】図２の被検体からの戻り光の波長特性を示すグラフ。
【図７】図２の励起光カットフィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図８】図２の励起光カットフィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ。
【図９】図３〜図８のグラフを１つにまとめた波長特性を示すグラフ。
【図１０】図９に対して照明光路由来の蛍光の代わりに照明光路由来のラマン散乱光を加えた波長特性を示すグラフ。
【図１１】実施形態２の光イメージング装置を示す全体構成図。
【図１２】図１１の光イメージング装置の波長特性を示すグラフ。
【図１３】実施形態３の光イメージング装置を示す全体構成図。
【図１４】図１３の励起光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図１５】図１３の励起光フィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ。
【図１６】図１３のＲＧＢフィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図１７】図１３のライトガイドを伝達して照明光学系に入射した光の波長特性を示すグラフ。
【図１８】図１３の照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図１９】図１３の照明光フィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ。
【図２０】図１３の励起光カットフィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図２１】図１３の励起光カットフィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ。
【図２２】図１４〜図１５及び図１７〜図２１のグラフを１つにまとめた波長特性を示すグラフ。
【図２３】ＯＤ値が高くエッジが急峻な照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図２４】ＯＤ値が低くエッジが緩やかな照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図２５】図１３の挿入部の変形例を示す要部拡大図。
【図２６】短波長透過フィルタ（ショートウエーブパスフィルタ）のフィルタ特性を示すグラフ。
【図２７】実施形態４の光イメージング装置を示す全体構成図。
【図２８】図２７の励起光フィルタ及び励起光カットフィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図２９】図２７の照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図３０】被検体からの反射可視光の本来のスペクトルを示すグラフ。
【図３１】図３０のグラフに対して撮像部が受光する被検体からの反射可視光のスペクトルを示すグラフ。
【図３２】図３１のグラフに対して減衰した波長帯域５００〜５５０ｎｍのスペクトルを増幅する補正処理を施した反射可視光のスペクトルを示すグラフ。
【図３３】Ｇ（緑）の波長帯域である５００〜５７０ｎｍの内の、波長帯域５００〜５５０ｎｍ付近をＯＤ値２〜３程度遮光している照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図３４】Ｇ信号のみを増幅する画像補正回路を備えた画像生成装置の構成を示すブロック図。
【図３５】図２７の変形例を示す光イメージング装置の全体構成図。
【図３６】実施形態５の光イメージング装置を示す全体構成図。
【図３７】照明光フィルタの第１の変形例を示す図。
【図３８】照明光フィルタの第２の変形例を示す図。
【図３９】照明光フィルタの第３の変形例を示す図。
【図４０】照明光フィルタの第４の変形例を示す図。
【図４１】照明光フィルタの第５の変形例を示す図。
【図４２】照明光フィルタの第６の変形例を示す図。
【図４３】照明光フィルタの第７の変形例を示す図。
【図４４】照明光フィルタの第８の変形例を示す図。
【図４５】図４４の第１干渉型フィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図４６】図４４の第２干渉型フィルタのフィルタ特性を示すグラフ。
【図４７】照明光フィルタの第９の変形例を示す図。
【図４８】図４７の吸収型フィルタの第１の構成を示す図。
【図４９】図４７の吸収型フィルタの第２の構成を示す図。
【図５０】照明光フィルタの第１０の変形例を示す図。
【図５１】実施形態６の光イメージング装置を構成する光プローブ装置の全体構成図。
【図５２】図５１の照明光フィルタの変形例を示す図。
【図５３】光学フィルタの第１の変形例を示す図。
【図５４】光学フィルタの第２の変形例を示す図。
【図５５】光学フィルタの第３の変形例を示す図。
【図５６】光学フィルタの第４の変形例を示す図。
【図５７】実施形態７の光イメージング装置を示す全体構成図。
【図５８】図５７に示した内視鏡の挿入部の先端部の要部拡大図。
【図５９】図５８に示した挿入部の先端部の正面図。
【図６０】キャップをプローブ先端部に取り付けた光プローブ装置の全体構成図。
【図６１】実施形態８の光イメージング装置を示す全体構成図。
【図６２】各実施形態に係り、測定システムの構成の概要を示す図。
【図６３】各実施形態に係り、照明光フィルタを設けていない内視鏡の先端部の構成を示す断面図。
【図６４】各実施形態に係り、照明光フィルタを設けた内視鏡の先端部の構成を示す断面図。
【図６５】各実施形態に係り、照明光フィルタの構成を示す斜視図。
【図６６】各実施形態に係り、照明光フィルタと励起光フィルタと励起光カットフィルタとのフィルタ特性を示すグラフ。
【図６７】各実施形態に係り、照明光フィルタを設けていない内視鏡の照明光路を通過した光の帯域特性を示す図。
【図６８】各実施形態に係り、照明光フィルタを設けた内視鏡の照明光路を通過した光の帯域特性を示す図。
【図６９】各実施形態に係り、照明光フィルタを設けていない内視鏡により被検体を照明し撮像している様子を示す図。
【図７０】各実施形態に係り、照明光フィルタを設けた内視鏡により被検体を照明し撮像している様子を示す図。
【図７１】各実施形態に係り、照明光フィルタを設けていない内視鏡により被検体を照明し撮像して得られた画像を示す図。
【図７２】各実施形態に係り、照明光フィルタを設けた内視鏡により被検体を照明し撮像して得られた画像を示す図。
【図７３】図７１に示した画像における中央付近の縦線で示す一ラインの輝度分布を示す図。
【図７４】図７２に示した画像における中央付近の縦線で示す一ラインの輝度分布を示す図。
【図７５】各実施形態に係り、被検体からの蛍光と自家蛍光との重なり部分を遮光するように照明光フィルタの帯域特性を設定した例を示すグラフ。
【図７６】各実施形態に係り、励起光カットフィルタの透過域と自家蛍光との重なり部分を遮光するように照明光フィルタの帯域特性を設定した例を示すグラフ。
【図７７】各実施形態に係り、励起光カットフィルタの透過域と被検体からの蛍光との重なり部分を遮光するように照明光フィルタの帯域特性を設定した例を示すグラフ。
【符号の説明】
【０３５６】
１…光イメージング装置
２…内視鏡
３…光源装置
４…画像生成装置
５…モニタ
６…挿入部
６ａ…先端部
７，８…ライトガイド
１１…白色光源
１４ａ，１４ｂ…照明窓
１５ａ，１５ｂ…照明レンズ
２１…被検体
２２…対物レンズ
２３…ビームスプリッタ
２４，２５…撮像部
２６…可視光フィルタ
２７…励起光カットフィルタ
３１…通常画像処理回路
３２…蛍光画像処理回路
３３…画像合成回路
３４…通常画像
３５…蛍光画像
３７ａ，３７ｂ…照明光フィルタ
５０…励起光フィルタ
５８…干渉型フィルタ
６１…干渉型フィルタ
６２…吸収型フィルタ
６７ｃ…吸収型フィルタ
６８ｃ…吸収型フィルタ
７０…光プローブ装置
７１…光プローブ
７２…光源装置
７３…撮像装置
９５…キャップ
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７１】
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【図７２】
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