(57)【要約】【課題】より小型化された撮像装置と、かかる撮像装置を用いた撮像対象物の撮像方法及び医療用観察機器を実現すること。【解決手段】本開示に係る撮像方法では、入射する光を、互いに異なる少なくとも３種類以上の光路へと同軸で分岐する分岐光学系を用い、前記少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路を、撮像対象物へと光を導光する光路、及び、撮像対象物からの光を導光する光路として利用し、前記分岐光学系における第１の光路を介して、照射位置の制御された所定波長の光を、前記撮像対象物へと照射するとともに、前記分岐光学系における前記第１の光路以外の光路を介して、前記撮像対象物からの光を、少なくとも１つの撮像素子へと導光する。【選択図】図１Ａ
2017176811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象物へと照射される所定波長の光を出射する照射光光源部と、
前記照射光光源部から出射された照射光の前記撮像対象物での照射位置を制御する照射位置制御部と、
撮像対象物からの光が結像する少なくとも１つの撮像素子と、
入射する光を、互いに異なる少なくとも３種類以上の光路へと同軸で分岐する分岐光学系と、
を備え、
前記分岐光学系では、前記少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路が、前記撮像対象物へと前記照射光を導光する光路、及び、前記撮像対象物からの光を導光する光路として利用され、前記分岐光学系における第１の光路を介して、前記照射位置の制御された前記照射光が前記撮像対象物へと照射されるとともに、前記分岐光学系における前記第１の光路以外の光路を介して、前記撮像対象物からの光が前記少なくとも１つの撮像素子へと導光される、撮像装置。
【請求項２】
前記分岐光学系は、３種類以上の光学プリズムが互いに接合された分光プリズムであり、
互いに隣り合う前記光学プリズム間の接合面が、ビームスプリッタ、偏光ビームスプリッタ、又は、波長選択フィルタの少なくとも何れかとして機能することで、前記３種類以上の光路が生成される、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
それぞれの前記光学プリズムによって分岐される光路の末端に、前記照射位置制御部、又は、前記少なくとも１つの撮像素子が設けられる、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記照射光光源部として、所定の偏光成分を有する可視光を照射する位置指示用レーザ光源が設けられ、
前記少なくとも１つの撮像素子として、前記撮像対象物からの蛍光を撮像する蛍光用撮像素子と、可視光を撮像する可視光用撮像素子と、が設けられ、
前記位置指示用レーザ光源が設けられた光路に対応する前記光学プリズムと、当該位置指示用レーザ光源が設けられた光路に対応する光学プリズムに隣接する他の前記光学プリズムと、の接合面が、偏光ビームスプリッタとして機能し、
前記蛍光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、前記可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、の接合面が、波長選択フィルタとして機能する、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記照射光光源部として、前記撮像対象物に対して赤外波長帯域の照射光を照射するとともに、前記撮像対象物からの前記赤外波長帯域の照射光の反射光を検出することで、前記撮像対象物の光断層画像を取得する光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）ユニットが設けられ、
前記少なくとも１つの撮像素子として、可視光波長帯域に属する光を撮像する可視光用撮像素子が設けられ、
前記ＯＣＴユニットが設けられた光路に対応する前記光学プリズムと、当該ＯＣＴユニットが設けられた光路に対応する光学プリズムに隣接する他の前記光学プリズムと、の接合面が、偏光ビームスプリッタとして機能する、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
最も前記撮像対象物側に位置する前記光学プリズムと、前記撮像対象物と、の間に、１／４波長板が設けられ、
前記照射光光源部として、飛行時間（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ：ＴＯＦ）法に用いられる、所定の偏光成分を有する照射光を照射するＴＯＦ測定光源が設けられ、
前記少なくとも１つの撮像素子として、ＴＯＦ測定用撮像素子と、可視光波長帯域に属する光を撮像する可視光用撮像素子と、が設けられ、
前記ＴＯＦ測定光源が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、当該ＴＯＦ測定光源が設けられる光路に対応する光学プリズムに隣接する、前記ＴＯＦ測定用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、の接合面が、偏光ビームスプリッタとして機能し、
前記ＴＯＦ測定用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、前記可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、の接合面が、波長選択フィルタとして機能する、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記照射光光源部として、所定の偏光成分を有する可視光を照射する位置指示用レーザ光源が設けられ、
前記少なくとも１つの撮像素子として、所定波長の励起光が前記撮像対象物に照射されることで当該撮像対象物から発生する可視光波長帯域に属する蛍光を撮像する第１可視光用撮像素子と、前記励起光の波長以外の可視光を撮像する第２可視光用撮像素子と、が設けられ、
前記位置指示用レーザ光源が設けられた光路に対応する前記光学プリズムと、当該位置指示用レーザ光源が設けられた光路に対応する光学プリズムに隣接する他の前記光学プリズムと、の接合面が、偏光ビームスプリッタとして機能し、
前記第１可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、前記第２可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、の接合面が、ビームスプリッタとして機能する、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記照射光光源部として、所定の偏光成分を有し、前記撮像対象物又は当該撮像対象物が含有する化学物質によって吸収される波長のレーザ光を照射するレーザ光源が設けられ、
前記少なくとも１つの撮像素子として、可視光を撮像する第１可視光用撮像素子と、前記レーザ光の波長以外の可視光を撮像する第２可視光用撮像素子と、が設けられ、
前記レーザ光源が設けられた光路に対応する前記光学プリズムと、当該レーザ光源が設けられた光路に対応する光学プリズムに隣接する他の前記光学プリズムと、の接合面が、偏光ビームスプリッタとして機能し、
前記第１可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、前記第２可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、の接合面が、ビームスプリッタとして機能する、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記照射光光源部として、所定の偏光成分を有し、前記撮像対象物又は当該撮像対象物が含有する化学物質によって吸収される赤外波長帯域に属するレーザ光を照射するレーザ光源が設けられ、
前記少なくとも１つの撮像素子として、前記レーザ光の波長以外の赤外光を撮像する赤外光用撮像素子と、可視光を撮像する可視光用撮像素子と、が設けられ、
前記レーザ光源が設けられた光路に対応する前記光学プリズムと、当該レーザ光源が設けられた光路に対応する光学プリズムに隣接する他の前記光学プリズムと、の接合面が、偏光ビームスプリッタとして機能し、
前記赤外光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、前記可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、の接合面が、波長選択フィルタとして機能する、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記照射位置制御部は、ガルバノミラー又はＭＥＭＳミラーを少なくとも有する走査ユニットである、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記照射位置制御部は、前記照射光を導光する光ファイバの出射端の位置を制御することで前記照射光の走査を行う走査ユニットである、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記照射光とは異なる第２の光を照射する第２光源部を更に備え、
前記第２の光は、前記分岐光学系を介さずに前記撮像対象物に対して照射される、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記照射光光源部、前記照射位置制御部及び前記少なくとも１つの撮像素子を制御するとともに、前記少なくとも１つの撮像素子で生成された撮像画像の画像データを取得する演算処理装置を更に備え、
前記演算処理装置は、
前記照射光光源部、前記照射位置制御部及び前記少なくとも１つの撮像素子を制御する撮像制御部を有するとともに、
前記少なくとも１つの撮像素子で生成された前記撮像画像の画像データに対して所定の画像処理を実施する画像処理部と、
前記少なくとも１つの撮像素子で生成された前記撮像画像の画像データに対して所定のデータ解析処理を実施するデータ解析部と、
の少なくとも何れかを有する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの撮像素子として、２つ以上の前記撮像素子が設けられており、
前記画像処理部は、それぞれの前記撮像素子により生成された撮像画像を統合した統合画像を生成する、請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記照射光光源部として、所定の偏光成分を有する可視光を照射する位置指示用レーザ光源が設けられており、
前記データ解析部は、前記少なくとも１つの撮像素子により生成された撮像画像を解析して、当該撮像画像において所定の閾値以上の輝度値を有している部位を特定し、
前記撮像制御部は、前記データ解析部による解析結果に基づき、前記照射光光源部及び前記照射位置制御部を制御して、前記所定の閾値以上の輝度値を有している部位に対応する前記撮像対象物に向けて、前記位置指示用レーザ光源からのレーザ光を照射させる、請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記データ解析部は、
特定した前記所定の閾値以上の輝度値を有している部位の輪郭を表す輪郭情報を生成し、
生成した輪郭情報に基づき、輪郭を構成する画素の位置を表す画素データの集合を抽出し、
抽出した前記画素データの集合を構成する前記画素データの配列を、前記輪郭を表す輪郭線の延伸方向を基準として並び替え、
並び替えられた前記画素データの集合から、所定の割合で前記画素データを間引き、
間引き後の前記画素データの集合を、前記所定の閾値以上の輝度値を有している部位を描画するための描画用データとし、
前記撮像制御部は、前記描画用データに基づき、前記照射光光源部及び前記照射位置制御部を制御する、請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記分岐光学系は、内視鏡又は関節鏡に対して光学的に接続されており、
前記内視鏡又は関節鏡を介して、前記撮像対象物が撮像される、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１８】
入射する光を、互いに異なる少なくとも３種類以上の光路へと同軸で分岐する分岐光学系を用い、前記少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路を、撮像対象物へと光を導光する光路、及び、撮像対象物からの光を導光する光路として利用し、
前記分岐光学系における第１の光路を介して、照射位置の制御された所定波長の光を、前記撮像対象物へと照射するとともに、前記分岐光学系における前記第１の光路以外の光路を介して、前記撮像対象物からの光を、少なくとも１つの撮像素子へと導光する、撮像方法。
【請求項１９】
生体組織へと照射される所定波長の光を出射する照射光光源部と、
前記照射光光源部から出射された照射光の前記生体組織での照射位置を制御する照射位置制御部と、
生体組織からの光が結像する少なくとも１つの撮像素子と、
入射する光を、互いに異なる少なくとも３種類以上の光路へと同軸で分岐する分岐光学系と、
を有し、
前記分岐光学系では、前記少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路が、前記生体組織へと前記照射光を導光する光路、及び、前記生体組織からの光を導光する光路として利用され、前記分岐光学系における第１の光路を介して、前記照射位置の制御された前記照射光が前記生体組織へと照射されるとともに、前記分岐光学系における前記第１の光路以外の光路を介して、前記生体組織からの光が前記少なくとも１つの撮像素子へと導光される撮像装置を少なくとも備える、医療用観察機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像装置、撮像方法及び医療用観察機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
乳がん手術においては、センチネルリンパ節の郭清が実施されるが、センチネルリンパ節の位置を同定する方法には、複数の方法が存在する。１つは、放射線物質を修飾したリンパ移行性を有する液体をリンパ管から投与し、放射性物質から放射されるガンマ線を検知することにより、リンパ管を同定する方法（Ｒａｄｉｏ  Ｉｓｏｔｏｐｅ:ＲＩ法）である。もう１つは、リンパ移行性のある色素を用いてリンパ節を同定する方法（色素染色法）である。
【０００３】
これらの方法に加えて、新しいセンチネルリンパ節の同定方法として、近年、リンパ移行性のある蛍光試薬であるインドシアニングリーン（ＩＣＧ）を体内に投与して、肉眼では確認することができない波長帯域での蛍光観察により、リンパ管を同定する方法が提案されている。このＩＣＧを用いたセンチネルリンパ節の同定方法は、近年、実際の乳がん手術にも用いられるようになってきている（例えば、以下の非特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｓ．Ｌ．Ｔｒｏｙａｎ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｔｈｅ  ＦＬＡＲＥＴＭ  Ｉｎｔｒａｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｎｅａｒ−Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：Ａ  Ｆｉｒｓｔ−ｉｎ−Ｈｕｍａｎ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｔｒｉａｌ  ｉｎ  Ｂｒｅａｓｔ  Ｃａｎｃｅｒ  Ｓｅｎｔｉｎｅｌ  Ｌｙｍｐｈ  Ｎｏｄｅ  Ｍａｐｐｉｎｇ”，Ａｎｎａｌｓ  ｏｆ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ，２００９，Ｖｏｌｕｍｅ１６，ｉｓｓｕｅ１０，ｐ．２９４３−２９５２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、実際の臨床に用いられた上記非特許文献１のシステムは、同文献の図２にも記載されているように、極めて巨大な撮像装置を有するものであり、操作性等の観点から、撮像装置の更なる小型化を図ることが重要であると考えられる。
【０００６】
また、上記のような乳がん手術におけるセンチネルリンパ節の同定に用いられる医療用観察機器だけでなく、例えば内視鏡や関節鏡等といった医療用観察機器においても、観察対象となる生体組織をデジタル撮像し、表示画面に表示させる試みがなされている。これらの医療用観察機器においても、操作者である医師の操作性をより高めるために、医療用観察機器（特に、撮像装置の部分）の小型化が重要となる。
【０００７】
そこで、本開示では、上記事情に鑑みて、生体組織等の撮像対象物を撮像する際に用いられる、より小型化された撮像装置と、かかる撮像装置を用いた撮像対象物の撮像方法及び医療用観察機器を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、撮像対象物へと照射される所定波長の光を出射する照射光光源部と、前記照射光光源部から出射された照射光の前記撮像対象物での照射位置を制御する照射位置制御部と、撮像対象物からの光が結像する少なくとも１つの撮像素子と、入射する光を、互いに異なる少なくとも３種類以上の光路へと同軸で分岐する分岐光学系と、を備え、前記分岐光学系では、前記少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路が、前記撮像対象物へと前記照射光を導光する光路、及び、前記撮像対象物からの光を導光する光路として利用され、前記分岐光学系における第１の光路を介して、前記照射位置の制御された前記照射光が前記撮像対象物へと照射されるとともに、前記分岐光学系における前記第１の光路以外の光路を介して、前記撮像対象物からの光が前記少なくとも１つの撮像素子へと導光される撮像装置が提供される。
【０００９】
また、本開示によれば、入射する光を、互いに異なる少なくとも３種類以上の光路へと同軸で分岐する分岐光学系を用い、前記少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路を、撮像対象物へと光を導光する光路、及び、撮像対象物からの光を導光する光路として利用し、前記分岐光学系における第１の光路を介して、照射位置の制御された所定波長の光を、前記撮像対象物へと照射するとともに、前記分岐光学系における前記第１の光路以外の光路を介して、前記撮像対象物からの光を、少なくとも１つの撮像素子へと導光する撮像方法が提供される。
【００１０】
また、本開示によれば、生体組織へと照射される所定波長の光を出射する照射光光源部と、前記照射光光源部から出射された照射光の前記生体組織での照射位置を制御する照射位置制御部と、生体組織からの光が結像する少なくとも１つの撮像素子と、入射する光を、互いに異なる少なくとも３種類以上の光路へと同軸で分岐する分岐光学系と、を有し、前記分岐光学系では、前記少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路が、前記生体組織へと前記照射光を導光する光路、及び、前記生体組織からの光を導光する光路として利用され、前記分岐光学系における第１の光路を介して、前記照射位置の制御された前記照射光が前記生体組織へと照射されるとともに、前記分岐光学系における前記第１の光路以外の光路を介して、前記生体組織からの光が前記少なくとも１つの撮像素子へと導光される撮像装置を少なくとも備える医療用観察機器が提供される。
【００１１】
本開示によれば、照射光光源部は、撮像対象物へと照射される所定波長の光を出射し、照射位置制御部は、照射光光源部から出射された照射光の撮像対象物での照射位置を制御し、照射位置の制御された照射光は、分岐光学系へと入射する。分岐光学系では、少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路が、撮像対象物へと照射光を導光する光路、及び、撮像対象物からの光を導光する光路として利用される。分岐光学系における第１の光路を介して、照射位置の制御された照射光が撮像対象物へと照射されるとともに、分岐光学系における第１の光路以外の光路を介して、撮像対象物からの光が少なくとも１つの撮像素子へと導光される。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本開示によれば、より小型化された撮像装置と、かかる撮像装置を用いた撮像対象物の撮像方法及び医療用観察機器を実現することが可能となる。
【００１３】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、又は、本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本開示の実施形態に係る撮像装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【図１Ｂ】同実施形態に係る撮像装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【図１Ｃ】同実施形態に係る撮像装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【図１Ｄ】同実施形態に係る撮像装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【図２Ａ】同実施形態に係る撮像装置が有する照射位置制御部の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【図２Ｂ】同実施形態に係る撮像装置が有する照射位置制御部の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【図３】同実施形態に係る撮像装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【図４】同実施形態に係る撮像装置が有する分岐光学系について説明するための説明図である。
【図５】同実施形態に係る撮像装置の内視鏡／関節鏡への適用例を説明するための説明図である。
【図６】同実施形態に係る撮像装置の構成例の一覧を示した説明図である。
【図７】同実施形態に係る撮像装置の構成例の一例を模式的に示した説明図である。
【図８】同実施形態に係る撮像装置の構成例の一例を模式的に示した説明図である。
【図９】同実施形態に係る撮像装置の構成例の一例を模式的に示した説明図である。
【図１０】同実施形態に係る撮像装置の構成例の一例を模式的に示した説明図である。
【図１１】同実施形態に係る撮像装置の構成例の一例を模式的に示した説明図である。
【図１２】同実施形態に係る撮像装置の構成例の一例を模式的に示した説明図である。
【図１３】同実施形態に係る撮像装置における可視光用撮像素子の一例を模式的に示した説明図である。
【図１４】同実施形態に係る撮像装置における分岐光学系の他の一例を模式的に示した説明図である。
【図１５】同実施形態に係る撮像装置が有する演算処理装置の構成の一例を模式的に示したブロック図である。
【図１６】同実施形態に係る演算処理装置における画像処理の一例を模式的に示した説明図である。
【図１７】同実施形態に係る演算処理装置におけるデータ解析処理の一例を模式的に示した説明図である。
【図１８】同実施形態に係る演算処理装置におけるデータ解析処理の一例を模式的に示した説明図である。
【図１９】同実施形態に係る演算処理装置におけるデータ解析処理の一例を模式的に示した説明図である。
【図２０】同実施形態に係る演算処理装置のハードウェア構成の一例を模式的に示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本発明者による検討について
２．実施形態
２．１．撮像装置について
２．２．撮像装置の構成例について
２．３．演算処理装置の構成について
２．４．撮像方法について
２．５．ハードウェア構成について
【００１７】
（本発明者による検討について）
本発明者は、上記非特許文献１に開示されているセンチネルリンパ節の同定方法も含め、医療現場で医師が希求している行為について、検討を行った。その結果、医師により医療現場で求められる行為は、医師の肉眼で（すなわち、可視光帯域の光を用いて）観察対象物である生体組織（例えば、各種臓器等）を確認しつつ、生体組織の一部（すなわち、患部）に対して、各種の検査・分析行為や医療行為を実施するという点にあることを知見した。特に、このような要望は、各種の検査・分析行為が、例えば、上記のＩＣＧ等のような蛍光を利用する方法や、光超音波を用いる方法や、光断層撮影法（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）等のように、医師の肉眼では確認できない光（すなわち、可視光帯域以外の光）を利用して実施される場合には、顕著なものとなる。
【００１８】
しかしながら、医師等による可視光帯域での生体組織の観察と、上記のような光を利用した各種の検査・分析行為とを両立させるためには、各機能を実現するための２つのユニットを、医療用の観察機器に対して実装することが重要であるため、機器が大型化してしまう傾向にある。実装する対象が、例えば眼科手術用顕微鏡等のような、元来大型の医療用観察機器である場合には、機器が更に大型化してしまう以外は、検査・分析行為を実施するためのユニットを更に実装することに、特に大きな問題は生じない。しかしながら、上記のような検査・分析行為を実施するためのユニットを、例えば各種の内視鏡や関節鏡等といった、元来小型の医療用観察機器である場合には、機器の大型化は好ましくなく、医師等がこれらの内視鏡や関節鏡等を保持しながら、所望の検査・分析行為を実施可能なことが重要となる。
【００１９】
本発明者は、上記のようなニーズについて、鋭意検討を行った結果、生体組織等の撮像対象物を撮像する際に用いられる撮像装置をより小型化することが出来れば、各種の内視鏡や関節鏡等のような、医療用観察機器の大きさに制約のあるものに対しても、可視光帯域での生体組織の観察と、上記のような光を利用した各種の検査・分析行為とを両立させることが可能となる旨に想到した。
【００２０】
そこで、本発明者は、上記のような知見に基づき更なる検討を行った結果、可視光帯域での生体組織の観察行為と、上記のような光を利用した各種の検査・分析行為と、を実現するための光路を同軸とすることで、省スペース化を図ることが可能となり、装置の小型化を図ることが可能になるとの知見を得ることができた。
【００２１】
本発明者は、かかる知見に基づき、以下で詳述するような、本開示に係る撮像装置に想到したのである。
【００２２】
（実施形態）
＜撮像装置について＞
以下では、まず、図１Ａ〜図４を参照しながら、本開示の実施形態に係る撮像装置の構成について、詳細に説明する。
図１Ａ及び図３は、本実施形態に係る撮像装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。図２Ａ及び図２Ｂは、本実施形態に係る撮像装置が有する照射位置制御部の構成の一例を模式的に示した説明図である。図４は、本実施形態に係る撮像装置が有する分岐光学系について説明するための説明図である。
【００２３】
本実施形態に係る撮像装置は、撮像対象物（例えば、各種の生体組織等）を撮像して、可視光帯域での撮像対象物の撮像画像を含む各種の撮像画像を生成する装置である。この撮像装置は、入射する光を、互いに異なる少なくとも３種類以上の光路へと同軸で分岐する分岐光学系と、撮像対象物へと照射される所定波長の光を出射する照射光光源部と、照射光光源部から出射された照射光の撮像対象物での照射位置を制御する照射位置制御部と、撮像対象物からの光が結像する少なくとも１つの撮像素子と、を備える。
【００２４】
以下では、上記のような分岐光学系が、入射する光を３種類の光路へ同軸で分岐させる場合を例に挙げて、詳細に説明を行うこととする。
【００２５】
図１Ａ及び図１Ｂに模式的に示したように、本実施形態に係る分岐光学系１０１として、３種類以上の光学プリズムが互いに接合された分光プリズムを利用することが可能である。図１Ａ及び図１Ｂに示した例では、分岐光学系１０１は、撮像対象物Ｓに近い側から順に、第１プリズム１０１ａ、第２プリズム１０１ｂ、及び、第３プリズム１０１ｃが配設されており、これら３種類の光学プリズムが互いに接合されている。
【００２６】
図１Ａ及び図１Ｂに示したような分岐光学系１０１において、撮像対象物Ｓ側の端部では、光路は１つとなっている一方で、分岐光学系１０１のもう一方の端部では、光路は３種類に分岐していることがわかる。以下では、第１プリズム１０１ａにおける分岐後の光路の端部を、ポートＡと称することとし、以下同様にして、第２プリズム１０１ｂにおける分岐後の光路の端部を、ポートＢと称し、第３プリズム１０１ｃにおける分岐後の光路の端部を、ポートＣと称することとする。
【００２７】
従来、このような分岐光学系は、撮像対象物側から入射する光を３つの光路へと同軸で分岐させたり、各ポートから入射した光を合波して撮像対象物へと照射したりするために用いられてきた。すなわち、従来、このような分岐光学系では、分岐光学系内を伝播する光の進行方向は、図１Ａにおける左方向から右方向へ、又は、右方向から左方向へ、のような１方向だけであった。
【００２８】
しかしながら、本実施形態に係る分岐光学系１０１では、少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路が、撮像対象物Ｓへと後述する照射光を導光する光路、及び、撮像対象物Ｓからの光を導光する光路として利用される。これにより、分岐光学系１０１における第１の光路を介して、後述するような照射位置の制御された照射光を撮像対象物Ｓへと照射するとともに、分岐光学系１０１における第１の光路以外の光路を介して、撮像対象物Ｓからの光を、少なくとも１つの撮像素子へと導光することが可能となる。
【００２９】
上記のような分岐光学系１０１内での双方向の光の伝播を実現するために、本実施形態に係る分岐光学系１０１では、第１プリズム１０１ａと第２プリズム１０１ｂとの接合面１０１ｄ、及び、第２プリズム１０１ｂと第３プリズム１０１ｃとの接合面１０１ｅを、ビームスプリッタ（ＢｅａｍＳｐｌｉｔｔｅｒ：ＢＳ）、偏光ビームスプリッタ（Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  ＢｅａｍＳｐｌｉｔｔｅｒ：ＰＢＳ）、又は、波長選択フィルタの少なくとも何れかとして機能させる。これにより、３種類の光路を介して伝播する光を、互いに区別することが可能となる。
【００３０】
図１Ａに模式的に示したように、分岐光学系１０１には、ポートＡ〜ポートＣという、３種類の光学機器等の設置可能位置が存在するが、本実施形態に係る撮像装置１０では、ポートＡ〜ポートＣの何れかに、後述する照射位置制御部１０５が設けられており、残りのポートの少なくとも１つに、撮像素子１０７が設けられている。図１Ａに示した例では、分岐光学系１０１のポートＣに、照射位置制御部１０５が設けられており、かかる照射位置制御部１０５の更に上流側に、照射光光源部１０３が設けられている。また、分岐光学系１０１のポートＡに、第１撮像素子１０７ａが設けられている。
【００３１】
また、図１Ａに示した例では、第２プリズム１０１ｂに対応するポートＢは、使用されていないが、図１Ｂに示したように、かかるポートＢに対して、第２撮像素子１０７ｂを設けることが可能である。
【００３２】
更に、分岐光学系１０１のどのポートに対して何を配設するかについては、図１Ａ及び図１Ｂに示した例に限定されるものではなく、照射位置制御部１０５及び撮像素子１０７を、分岐光学系１０１の任意のポート位置に設置することが可能である。
【００３３】
かかる分岐光学系１０１において、どのポート位置にどのような光学機器等を設置するか、及び、２種類の接合面をどのように機能させるか、については、以下で改めて具体的に説明する。
【００３４】
このような分岐光学系１０１を用いることで、可視光帯域を利用した観察機能と、検査・分析機能とを省スペースに実装することが可能となり、医療用観察機器の小型化を図ることが可能となる。また、かかる分岐光学系１０１では、各光路が同軸である状態で一体化されているために、光路間での位置調整が容易であり、また、撮像対象物の任意の位置について、観察を行いながら照射光を照射することも可能となる。
【００３５】
本実施形態に係る撮像装置１０が備える照射光光源部１０３は、撮像対象物Ｓへと照射される所定波長の光を出射する部分である。かかる照射光光源部１０３から出射される光については、特に限定されるものではなく、撮像対象物での位置を指し示すための可視光レーザ光源（以下、単に、「位置指示用レーザ光源」ともいう。）が設けられてもよいし、上記位置指示用レーザ光源以外の、可視光レーザ光源を含む各種の波長帯域におけるレーザ光源が設けられてもよいし、各種の発光ダイオード等の低コヒーレント光源が設けられてもよい。また、かかる照射光光源部１０３として、特定用途のための光源（例えば、飛行時間（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ：ＴＯＦ）法を実施するためのＴＯＦ測定光源等）が設けられてもよい。更に、撮像対象物Ｓに対して赤外波長帯域の照射光を照射するとともに、撮像対象物Ｓからの赤外波長帯域の照射光の反射光を検出することで、撮像対象物Ｓの光断層画像を取得する光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）ユニットが、照射光光源部１０３として設けられていてもよい。
【００３６】
かかる照射光光源部１０３から出射された照射光は、撮像対象物である生体組織等の検査や分析のために利用されてもよいし、撮像対象物である生体組織等を治療するために利用されてもよく、その用途が限定されるものではない。
【００３７】
照射光光源部１０３から出射された照射光は、照射位置制御部１０５まで導光される。なお、照射光光源部１０３から照射位置制御部１０５までの照射光の導光方法は、特に限定されるものではなく、公知の各種レンズや各種ミラーを用いることで実現してもよいが、照射光の取り回しや安全性を考慮すると、各種の光ファイバを用いることで実現することが好ましい。
【００３８】
照射位置制御部１０５は、照射光光源部１０３から射出された照射光の撮像対象物Ｓでの照射位置を制御する。照射位置制御部１０５が照射光の照射位置の制御を実現することで、撮像対象物Ｓの所望の位置に、照射光を照射することが可能となる。その結果、本実施形態に係る撮像装置１０では、撮像対象物Ｓにおける所望の場所で、照射光を走査することができる。換言すれば、本実施形態に係る照射位置制御部１０５は、走査光学系として機能する光学系であり、照射位置制御部１０５の全体がスキャナとして機能するものである。
【００３９】
このような照射位置制御部１０５は、特に限定するものではないが、例えば図２Ａに示したように、ミラーＭと２種類のレンズＬとを組み合わせ、分岐光学系１０１のポートの位置と共役な位置にミラーＭを設けた上で、ミラーＭを稼働させることで照射光の照射位置を制御するものであってもよい。このような稼働ミラーとしては、例えば、ガルバノミラーや、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー等の公知のものを利用することが可能である。ガルバノミラーを用いる場合には、高精度の走査を実現することが可能であるが、照射位置制御部１０５の大きさが大型化する可能性がある。従って、内視鏡や関節鏡等といった、より一層の小型化が求められる医療用観察機器に対して、本実施形態に係る撮像装置１０を実装する場合には、稼働ミラーとして、ＭＥＭＳミラーを用いることが好ましい。
【００４０】
また、照射位置制御部１０５として、例えば図２Ｂに示したように、照射光を導光する光ファイバＯＦの出射端の位置を制御することが可能な制御機構１０６を設け、光ファイバＯＦの出射端の位置を変化させることで照射光の走査を行う走査ユニットを実現してもよい。このような制御機構１０６は、特に限定されるものではなく、各種のモータやアクチュエータ等を利用することで実現可能である。ここで、光ファイバＯＦの出射端には、ボールレンズ又は一般にセルフォックレンズと呼ばれる屈折率が同軸状に変化する円柱形のレンズなどを配置し、光ファイバＯＦから出射される光の放出角を制御又は集光する構造としてもよい。
【００４１】
撮像素子１０７は、撮像対象物Ｓからの光が結像することで、撮像素子の位置での光の強度分布を検出することが可能なものであり、例えば、各種のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ＭＯＳ）イメージセンサ等といった公知の撮像素子を利用することが可能である。また、本実施形態に係る撮像装置１０において、どのような波長帯域の光に対して感度を有する撮像素子を利用するかについては、特に限定するものではなく、着目する光の波長帯域に応じて、撮像素子の組み合わせを決定すればよい。
【００４２】
例えば、可視光帯域に属する光にのみ着目するのであれば、可視光用撮像素子のみを利用すればよいし、赤外光帯域に属する光に着目するのであれば、赤外光用撮像素子を利用すればよいし、可視光帯域に属する光と赤外光帯域に属する光の双方に着目するのであれば、可視光用撮像素子と赤外光用撮像素子の双方を利用すればよい。また、特定の波長帯域に属する蛍光に着目するのであれば、蛍光が属する波長帯域に感度を有する撮像素子を適宜利用すればよい。
【００４３】
また、本実施形態に係る撮像素子１０７として、特定用途のための撮像素子（例えば、飛行時間（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ：ＴＯＦ）法を実施するためのＴＯＦ測定用撮像素子等）が設けられてもよい。
【００４４】
なお、本実施形態に係る撮像装置１０では、上記のような分岐光学系１０１、照射光光源部１０３、照射位置制御部１０５及び撮像素子１０７に加えて、例えば図１Ｃに示したように、分岐光学系１０１と撮像対象物Ｓとの間に、フィールドレンズや１／４波長板等のような、各種の光学素子１０９が設けられていてもよい。例えばフィールドレンズのような光学素子１０９が設けられることで、撮像対象物Ｓに対して更に均等に照射光を照射することが可能となる。また、例えば１／４波長板等のような光学素子１０９が設けられることで、分岐光学系１０１において、更に複雑な光の分波を実現することが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態に係る撮像装置１０では、上記のような分岐光学系１０１、照射光光源部１０３、照射位置制御部１０５及び撮像素子１０７に加えて、例えば図１Ｄに示したように、第２光源部１１１が設けられていてもよい。かかる第２光源部１１１は、照射光光源部１０３から出射される照射光とは異なる、第２の光を照射するものであり、かかる第２の光は、分岐光学系１０１を介さずに撮像対象物Ｓに対して照射される。
【００４６】
このような第２光源部１１１を設けることで、例えば、ＩＣＧ法のような蛍光を利用する検査・分析行為や光線力学診断（ＰｈｏｔｏＤｙｎａｍｉｃ  Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ：ＰＤＤ）等において、撮像対象物である生体組織そのもの、又は、生体組織に含有されている各種の化学物質に対して、所定波長の励起光等を照射して、撮像対象物である生体組織そのもの、又は、生体組織に含有されている各種の化学物質を所望の状態へと遷移させることが可能となる。なお、蛍光を観察する場合においては、蛍光を励起するための励起光の波長を吸収するＥＭフィルタを撮像素子とプリズムとの間に配置して、撮像素子に励起光が入射しないようにすることにより、蛍光画像の信号品質を高めることも可能である。
【００４７】
なお、本実施形態に係る撮像装置１０において、上記のような分岐光学系１０１、照射光光源部１０３、照射位置制御部１０５及び撮像素子１０７に加えて、図１Ｃに示したような光学素子１０９と、図１Ｄに示したような第２光源部１１１と、の双方が更に設けられていてもよいことは、言うまでもない。
【００４８】
以上説明したような本実施形態に係る撮像装置１０は、例えば図３に示したように、演算処理装置２０を更に備えることが好ましい。かかる演算処理装置２０は、照射光光源部１０３、照射位置制御部１０５及び少なくとも１つの撮像素子１０７を一括して制御するとともに、少なくとも１つの撮像素子１０７で生成された撮像画像の画像データを取得する装置である。また、図３に示したように、本実施形態に係る撮像装置１０が第２光源部１１１を更に有している場合には、演算処理装置２０は、第２光源部１１１を更に制御することも可能である。かかる演算処理装置２０の機能については、以下で改めて詳細に説明する。
【００４９】
図１Ａ〜図３に示したような本実施形態に係る撮像装置１０は、以上説明したような非常に省スペース化が図られた分岐光学系１０１を有しているため、Ｃマウントが取り付けられた医療用観察機器、あるいは、Ｃマウントアダプタが取り付けられた医療用観察機器に対して、装着することが可能である。Ｃマウントは、図４に模式的に示したように、コネクタ部分から結像面までの距離が２７．５ｍｍと規定されている規格であるが、本実施形態に係る分岐光学系１０１は、この２７．５ｍｍという限られた領域に対しても導入することが可能である。従って、本実施形態に係る撮像装置１０は、例えば内視鏡や関節鏡等といった、使用者が手で持ちながら観察を行う小型の医療用観察機器に対しても、装着することが可能となる。
【００５０】
図５に、本実施形態に係る撮像装置１０を、内視鏡ユニットや関節鏡ユニットに装着した場合について、その光学系を模式的に示した。かかる場合では、図５に示したように、分岐光学系１０１と、内視鏡／関節鏡ユニットとの間に、光学素子１０９としてフィールドレンズを設けることが好ましい。これにより、照射光光源部１０３から射出された照射光を、内視鏡／関節鏡ユニットの先端まで均等に導光することが可能となる。また、内視鏡／関節鏡ユニットにより取得された生体組織等の像は、分岐光学系１０１によって分岐され、第１撮像素子１０７ａや第２撮像素子１０７ｂに結像する。本実施形態に係る分岐光学系１０１では、各光学プリズムの接合面に特定の機能を持たせることによって、内視鏡／関節鏡ユニットにより取得された生体組織等の像を、選択的に分岐させることが可能である。そのため、第１撮像素子１０７ａと第２撮像素子１０７ｂに結像する生体組織等の像を、意図的に変えることも可能となる。そのため、一方の撮像素子に可視光帯域における像を結像させるとともに、他方の撮像素子に例えば赤外光帯域における像を結像させることも可能となる。
【００５１】
以上、図１Ａ〜図５を参照しながら、本実施形態に係る撮像装置１０について、詳細に説明した。
【００５２】
＜撮像装置の構成例について＞
以下では、以上説明したような本実施形態に係る撮像装置１０の構成例について、いくつか例を挙げながら、具体的に説明する。
先だって説明したように、本実施形態に係る撮像装置１０は、各ポートに取り付ける照射光光源部１０３や撮像素子１０７を選択するとともに、各接合面に持たせる機能を適切に選択することで、様々な機能を実現することが可能である。
【００５３】
図６に、本実施形態に係る撮像装置１０で実現可能な機能の一例をまとめて示した。なお、図６に示した例は、あくまでも一例にすぎず、本実施形態に係る撮像装置１０で実現可能な機能が、図６に示した例に限定されるものではない。
【００５４】
[図６−Ｎｏ．１の構成例]
例えば、本実施形態に係る撮像装置１０は、照射光光源部１０３として、位置指示用可視光レーザ光源を設け、撮像素子１０７として、蛍光の撮像が可能な蛍光用撮像素子と、可視光用撮像素子と、を設けた上で、第１接合面１０１ｄには波長選択フィルタを配置し、第２接合面１０１ｅは、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）として機能させることができる（図６−Ｎｏ．１）。これにより、例えばＩＣＧ等の可視光帯域では確認できない蛍光を、蛍光用撮像素子からの撮像画像で確認し、生体組織における蛍光発光領域を、位置指示用レーザを用いて、レーザポインタのように指し示すことが可能となる。
【００５５】
乳がん手術においては、先だって説明したように、センチネルリンパ節の同定を行うために、ＩＣＧを用いた蛍光法が利用されることがあるが、かかる方法の導入率は、高い値ではない。その理由として、ＩＣＧからの蛍光は肉眼では観察できない波長であるため、術者である医師は、赤外光用撮像素子により観察されたセンチネルリンパ節の画像を、モニタ上でしか確認することができず、術野から視線を離さないとリンパ節の位置を知ることができないという点にある。硬性内視鏡又は軟性内視鏡を用いて手術を行っている医師の場合には、内視鏡画像を映し出すモニタ上にＩＣＧの観察画像を重畳することにより、術者である医師は、容易に切除する領域を認識することができる。しかしながら、乳がん手術のような開腹／開胸手術であり、かつ、切除動作において画像機器を用いない術式においては、術者である医師は、赤外光用撮像素子からの撮像画像（赤外光撮像画像）を注視するためには、術野から目線を外さなくてはならず、赤外光撮像画像の画像上での位置を術野で誤認識する危険性がある。従って、ＩＣＧ法によるセンチネルリンパ節生検が広く用いられるためには、開腹手術においても、術者である医師が、視線を術野から離さないでセンチネルリンパ節の位置を認識できる方法を実現することが重要となる。
【００５６】
このような状況において、プロジェクタを用いてＩＣＧなどの観察画像、又は、ＣＴなどの画像を、術野に投影する検討もなされているが、術野はスクリーンと異なり平面ではないためにピントが合わない位置があること、投影部分が大きくなってしまい投影部分を搭載するためにカメラのみを搭載するラックよりも大型のラックを必要とすること、等といった欠点がある。
【００５７】
しかしながら、本実施形態に係る撮像装置１０を術野の上方に設置しておくことで、撮像装置１０により蛍光発光の様子を撮像することが可能となるだけでなく、術者である医師は、撮像装置１０から術野に向かって位置指示用の可視光レーザが照射されることで、術野における蛍光発光領域を容易に特定することが可能となる。また、本実施形態に係る撮像装置１０では、照射位置制御部１０５によって位置指示用の可視光レーザの照射位置が走査されているため、平面ではない術野に対してもボケが気にならずに、位置を指定することが可能となる。
【００５８】
かかる構成例における光学系を、図７に模式的に示した。本構成例における撮像装置１０では、分岐光学系１０１のポートＣに対して、照射位置制御部１０５が設けられ、分岐光学系１０１のポートＡに対して、第１撮像素子１０７ａとして蛍光用撮像素子が設けられ、分岐光学系１０１のポートＢに対して、第２撮像素子１０７ｂとして可視光用撮像素子が設けられている。また、第１接合面１０１ｄには、波長選択フィルタとして、赤外光を反射し、かつ、可視光は透過させるようなフィルタ（例えば、波長７００ｎｍ以下の光は透過させ、波長７００ｎｍを超える光は反射させるフィルタ）を設け、第２接合面１０１ｅには、ＰＢＳが設けられている。また、照射光光源部１０３としては、例えば緑色などの可視光レーザ光源が、位置指示用レーザ光源として設けられている。また、位置指示用の可視光レーザ光をより均質に投射するために、分岐光学系１０１と撮像対象物Ｓとの間には、光学素子１０９として、フィールドレンズが設けられている。
【００５９】
また、本構成例では、ＩＣＧ等の蛍光物質を励起するために、第２光源部１１１として、用いられている蛍光物質の励起波長に適合する励起光光源が設けられ、分岐光学系１０１を介さずに励起光が照射される。
【００６０】
図７に示した撮像装置は、可視光又は赤外光の画像観察を可能とし、可視光のレーザ光を撮像対象物である生体組織等にスポット照射することが可能となる。また、照射光光源部１０３からの照射光を、第２接合面１０１ｅに設けられたＰＢＳを透過可能なように偏光制御しておくことにより、照射光を効率良く撮像対象物に照射させることが可能となるとともに、分岐光学系１０１内の迷光発生を十分に抑制することが可能となる。
【００６１】
ＩＣＧを用いたセンチネルリンパ節の同定等では、先だって言及しているように、執刀医師が赤外光観察画像を目視観察することができないため、執刀医師がモニタに表示される画像を見なければならないことが一般的である。しかしながら、本構成例における撮像装置１０では、赤外光観察画像を助手がモニタで確認した上で、撮像装置１０（より具体的には、演算処理装置２０）に対して所定のユーザ操作を実施することで、照射位置制御部１０５を制御させることができる。これにより、可視光のレーザポインタで術野を照明して、執刀医に蛍光発光位置を知らせることができる。蛍光発光位置の指示方法は、特に限定されるものではないが、例えば、蛍光発光位置の外形に対応する位置をなぞるように、照射位置制御部１０５を制御することが好ましい。これにより、執刀医は、術野から目線をそらすことなく、センチネルリンパ節の位置を知ることが可能となる。
【００６２】
また、かかる方法においては、助手がユーザ操作により照射位置制御部１０５を制御しなくとも、赤外光観察画像において輝度値の高い領域をレーザポインタが指し示すように、制御を自動化することも可能である。
【００６３】
ここで、センチネルリンパ節の大きさは、通常、数ｍｍ程度（約３ｍｍ〜１０ｍｍ）である。ここで、撮像装置１０の観察視野が５０ｃｍ程度である場合ついて、レーザポインタの必要分解能（必要スポットサイズ）について注目する。ここで、撮像装置１０により撮像される画像が６、１９２０画素×１０８０画素というハイビジョン画像であり、光学系がかかる解像度に対応する光学系であるものとする。この際に、一般的な瞳径が６ｍｍ程度のレンズを用いると、約０．２５ｍｍのスポット径で照射エリアを照明する場合には、直径６ｍｍのビームをレンズに入射することが重要となる。ここで、ＭＥＭＳミラーなどにおいてリレーレンズを用いない場合には、直径１ｍｍ程度がＭＥＭＳミラーの大きさであるため、図２Ａに示したような方法により、４５度の角度でＭＥＭＳミラーを配置する場合には、ビーム径は、直径０．６ｍｍ程度となる。この直径０．６ｍｍ程度のビームを直径６ｍｍの瞳径のレンズに照射すると、ビーム径は約１／１０となるために、解像度も１０倍劣化してしまうこととなるが、以前として、２．５ｍｍ程度のスポット径に絞れていることとなる。しかしながら、上述のようにセンチネルリンパ節の大きさは数ｍｍ程度（約３ｍｍ〜１０ｍｍ）であるため、照射スポットのサイズが２．５ｍｍであっても、センチネルリンパ節よりは小さい大きさとなっている。従って、大型のガルバノミラーを用いずに、小型のＭＥＭＳスキャンミラーなどを用いた照射位置制御部１０５であっても、蛍光発光領域を医師に知らせることができる。また、照射位置制御部１０５として、ガルバノミラーを用いなくとも良くなるため、撮像装置１０全体を、小型かつ軽量に構成することができる。撮像装置１０が軽量であるということは、撮像装置１０を支えるアームを軽量化して安価なものとすることができることを意味し、手術室等の限られた大きさの空間において、更なる省スペース化を図ることが可能となる。
【００６４】
[図６−Ｎｏ．２，Ｎｏ．３の構成例]
また、本実施形態に係る撮像装置１０は、撮像対象物である生体組織を肉眼で観察しつつ、ＯＣＴの撮像を行うような機能を実現することも可能である（図６−Ｎｏ．２，Ｎｏ．３）。
【００６５】
日本においては、ベッド数の多い病院におけるＭＲＩ普及率が高いだけでなく、ＭＲＩやＣＴなどの画像装置を所有し、これら機器を利用した画像診断を外来で行う施設も多く存在するため、個人経営の整形外科の患者であってもＭＲＩ診断を受ける機会に恵まれている。しかしながら、日本以外の国ではＭＲＩの普及率は低いため、日本であればＭＲＩによる診断を受ける疾患の患者であっても、海外においてはＭＲＩによる診断を受ける機会は少ない。すなわち、膝関節などの軟骨に疾患のある患者、より具体的には、例えば半月板損傷などの疾患の患者は、日本においてはＭＲＩにより半月板損傷などの診断を得て、その後に治療が必要であれば関節鏡を用いた外科治療が施術されることになる。しかしながら、ＭＲＩの普及率が低いアメリカ等においては、ＣＴにより描出することができない半月板などの疾患は、ＭＲＩ診断がなされることなく、関節鏡観察が施術されることになる。
【００６６】
ところが、関節鏡には透視機能がないため、ＭＲＩで診断することができた半月板の疾患に対して関節鏡を適用しても、診断できない疾患が存在する。例えば、半月板には、断絶・き裂症例があり、関節鏡のみでは、ＭＲＩによる診断性能を補うことはできない。人体の組織に対して透過特性の高い波長を用いて内部を観察する手法の一つとして、光断層撮影法（ＯＣＴ）があるが、かかるＯＣＴユニットを、直径４ｍｍ程度の関節鏡に実装しつつ、関節鏡の大きさを、医師が手に持つことができる程度にとどめることは、困難であった。
【００６７】
しかしながら、本実施形態に係る小型化された撮像装置１０を、関節鏡や内視鏡等のＣマウントコネクタに装着することで、ＯＣＴ機能を有する関節鏡や内視鏡を実現することが可能となる。
【００６８】
かかる構成例の一つとして、図６−Ｎｏ．２に挙げた構成がある。
この構成では、分岐光学系１０１のポートＣに対して、照射位置制御部１０５が設けられ、分岐光学系１０１のポートＡに対して、第１撮像素子１０７ａとして可視光用撮像素子が設けられる。また、第１接合面１０１ｄには、波長選択フィルタとして、可視光を反射し、かつ、赤外光は透過させるようなフィルタ（例えば、波長７００ｎｍ以下の光は反射させ、波長７００ｎｍを超える光は透過させるフィルタ）を設ける。また、照射光光源部１０３として、ＯＣＴユニットを実装する。更に、ＯＣＴユニットからの赤外光をより均質に投射するために、分岐光学系１０１と撮像対象物Ｓとの間には、光学素子１０９として、フィールドレンズを設けることが好ましい。
【００６９】
この場合に、可視光帯域の観察光は、可視光が第１接合面１０１ｄにより反射されるため、可視光用撮像素子に結像して、可視光帯域での画像観察が実現される。また、かかる可視光用撮像素子で生成された可視光観察画像を利用して、医師による観察がなされ、医師によりＯＣＴ情報を取得したいとされた領域が特定されると、ＯＣＴユニットから照射された例えば波長１３００ｎｍの赤外光は、照射位置制御部１０５により、該当する領域に対応するポートＣの位置にビームが集光される。その後、かかる赤外光は、第２接合面１０１ｅ及び第１接合面１０１ｄを透過し、関節鏡を介して、生体組織における所望の部位に照射されることとなる。また、ＯＣＴユニットからの照射光の反射光は、関節鏡を介して、Ｃマウントを通過し、第１接合面１０１ｄ及び第２接合面１０１ｅを透過して、最終的に、ＯＣＴユニットにより分析される。
【００７０】
また、上記Ｎｏ．２の構成例では、第１接合面１０１ｄに、波長選択フィルタを配置し、第２接合面１０１ｅには、特定の反射機能を持たせないようにしたが、例えば、図６−Ｎｏ．３に示したような構成例を採ることで、ＯＣＴユニットから照射された赤外光の管撮像を取得することも可能となる。この構成における光学系を、図８に模式的に示した。
【００７１】
かかる場合、Ｎｏ．２の構成例では使用されていなかった、分岐光学系１０１のポートＢに対して、第２撮像素子１０７ｂとして赤外光用撮像素子を配置した上で、第２接合面１０１ｅに、偏光ビームスプリッタＰＢＳ又はビームスプリッタＢＳの機能を実現させる。これにより、ＯＣＴユニットからの照射光の反射光は、関節鏡を介して第２接合面１０１ｅまで到達し、赤外光用撮像素子とＯＣＴユニットの双方に結像することとなる。
【００７２】
図８に示した構成例では、赤外光用撮像素子と可視光用撮像素子との間で位置合わせを予め実施しておくことで、極めて容易に、可視光観察画像と赤外光観察画像との統合画像を生成することが可能となる。
【００７３】
また、第２接合面１０１ｅに適切なＰＢＳを実装し、ＯＣＴユニットからの赤外光が第２接合面１０１ｅを透過するように偏光制御しておくことで、ＯＣＴユニットからの光は効率よく撮像対象物に照射され、偏光が変化しない撮像対象物のＯＣＴ測定などの場合では、反射光をそのままＯＣＴ解析することが可能となるとともに、ＩＲカメラの機能を実現することも可能となる。
【００７４】
かかる構成例により、顕微鏡、関節鏡、内視鏡など、Ｃマウントのカメラマウントが搭載されている医療用観察機器において、可視光画像を取得するととともに、簡易なＯＣＴなどのレーザ分析を実施することが可能となる。
【００７５】
なお、かかる構成例を関節鏡に適用した場合において、関節鏡におけるＯＣＴ用途などにおいても、ハイビジョンで観察される１画素の分解能までは求められておらず、もう少し大きいサイズの分解能でも十分である旨が判明している。そのため、かかる場合においても、照射位置制御部１０５として、ＭＥＭＳミラーを用いたスキャン機構を利用し、撮像装置そのものをより小型化することが好ましい。具体的には、観察視野が４０ｍｍであるとすると、ハイビジョン画像による１画素は、２０．８μｍとなるが、かかる分解能の数値は、髪の毛の太さよりも細かい分解能となる。一方、半月板の診断をＭＲＩにて行う場合の分解能は、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度が必要であるとされており、光学カメラの分解能の１５倍程度でＭＲＩ診断がなされているため、瞳径の１／１５の径のビームを入射させてもＭＲＩ程度の診断が可能な分解能を実現することができる。そのため、ガルバノミラーを用いた体積の大きな照射位置制御部１０５ではなく、ＭＥＭＳミラーを用いた体積の小さな照射位置制御部１０５を用いた場合であっても、ＭＲＩ程度の分解能を実現することができる。この際、小型のスキャンミラーを用いてもリレーレンズを用いることによりビーム径を大きくすることができるため、リレーレンズ光学系を用いることでＭＥＭＳミラーであってもより精度の良い分解能を得ることも可能である。しかしながら、リレーレンズがスペースを所有するために、ＭＥＭＳミラーを用いてより精度の良い分解能を得るためには、比較的大きな光学系となってしまう可能性がある。
【００７６】
[図６−Ｎｏ．４の構成例]
また、本実施形態に係る撮像装置１０は、撮像対象物である生体組織を肉眼で観察しつつ、撮像対象物までの距離を測定する機能（ＴＯＦ測定機能）を実現することも可能である（図６−Ｎｏ．４）。
【００７７】
かかる構成例における光学系を、図９に模式的に示した。本構成例における撮像装置１０では、分岐光学系１０１のポートＣに対して、照射位置制御部１０５が設けられ、分岐光学系１０１のポートＡに対して、第１撮像素子１０７ａとして可視光用撮像素子が設けられ、分岐光学系１０１のポートＢに対して、第２撮像素子１０７ｂとしてＴＯＦ測定撮像素子（例えば、ＴＯＦ測定が可能なＴＯＦカメラ等）が設けられている。また、第１接合面１０１ｄには、波長選択フィルタとして、可視光を反射し、かつ、赤外光は透過させるようなフィルタ（例えば、波長７００ｎｍ以下の光は反射させ、波長７００ｎｍを超える光は透過させるフィルタ）を設け、第２接合面１０１ｅには、偏光ビームスプリッタＰＢＳが設けられている。また、照射光光源部１０３としては、ＴＯＦ測定のためのＴＯＦ測定光源が設けられている。更に、分岐光学系１０１と撮像対象物Ｓとの間には、光学素子１０９として、１／４波長板（ＱＷＰ）が設けられている。
【００７８】
この場合に、第２接合面１０１ｅを透過可能なように偏光制御されたＴＯＦ測定用の光は、第２接合面１０１ｅ及び第１接合面１０１ｄを透過して、１／４波長板まで到達し、偏光方向が、第２接合面１０１ｅを透過しないような向きへと制御される。その後、ＴＯＦ測定用の光は、距離を測定したい位置まで到達した後反射し、第１接合面１０１ｄを透過して第２接合面１０１ｅまで到達する。かかる反射光は、第２接合面１０１ｅを透過できないような向きに偏光が制御されているため、第２接合面１０１ｅで反射して、ＴＯＦ測定用撮像素子に結像することとなる。一方で、撮像対象物からの可視光帯域の光は、第１接合面１０１ｄで反射して、可視光用撮像素子に結像することとなる。これにより、撮像対象物である生体組織を肉眼で観察しつつ、撮像対象物までの距離を測定する機能（ＴＯＦ測定機能）を実現することが可能となる。
【００７９】
ここで、本構成例では、ＴＯＦ測定用の光は、照射位置制御部１０５によって照射位置が制御されているため、ＴＯＦ測定用撮像素子の分解能が不足している場合であっても、照射位置制御部１０５による照射位置の走査によって、分解能を補うことが可能となる。
【００８０】
[図６−Ｎｏ．５の構成例]
また、本実施形態に係る撮像装置１０は、撮像対象物である生体組織を肉眼で観察しつつ、光線力学診断（ＰＤＤ）を実施する機能を実現することも可能である（図６−Ｎｏ．５）。この際、ＰＤＤでは、がんに対応する部位から所定波長の蛍光が発生するが、蛍光発光領域と、術野上の位置との相関を取りにくいという問題があった。そこで、Ｎｏ．１の構成例と同様にして、生体組織における蛍光発光領域を、位置指示用レーザを用いて、レーザポインタのように指し示すことを実現する。
【００８１】
かかる構成例における光学系を、図１０に模式的に示した。本構成例における撮像装置１０では、分岐光学系１０１のポートＡに対して、照射位置制御部１０５が設けられ、分岐光学系１０１のポートＢに対して、第１撮像素子１０７ａとして可視光用撮像素子が設けられ、分岐光学系１０１のポートＣに対して、蛍光を励起するための励起光の波長を吸収するＥＭフィルタと、可視光用撮像素子とが設けられている。また、第１接合面１０１ｄには、偏光ビームスプリッタＰＢＳが設けられており、第２接合面１０１ｅには、ビームスプリッタＢＳが設けられている。また、照射光光源部１０３としては、例えば緑色などの可視光レーザ光源が、位置指示用レーザ光源として設けられている。また、位置指示用の可視光レーザ光をより均質に投射するために、分岐光学系１０１と撮像対象物Ｓとの間には、光学素子１０９として、フィールドレンズが設けられている。
【００８２】
また、本構成例では、生体組織に投与された蛍光物質を励起するために、第２光源部１１１として、用いられている蛍光物質の励起波長に適合する励起光光源が設けられ、分岐光学系１０１を介さずに励起光が照射される。
【００８３】
図１０に示した撮像装置では、撮像対象物からの可視光は、第１接合面１０１ｄを透過した後、第２接合面１０１ｅにより２つに分岐され、分岐された一方の可視光は、可視光用撮像素子１０７ａに結像することとなる。また、励起光光源からの励起光によって発生する蛍光については、第１接合面１０１ｄ及び第２接合面１０１ｅを透過した後、ＥＭフィルタによって励起光波長が除かれた後、可視光用撮像素子１０７ｂへと結像される。可視光用撮像素子１０７ｂから生成される観察画像に着目することで、蛍光発光領域（すなわち、がんである部位）を特定することが可能となる。
【００８４】
また、位置指示用レーザ光源から射出された可視光レーザ光は、第１接合面１０１ｄにおける偏光ビームスプリッタで反射されるように偏光が制御されており、照射位置制御部１０５により、蛍光発光領域に照射されるように照射位置が制御される。照射位置の制御された可視光レーザ光は、第１接合面１０１ｄで反射されて、蛍光発光領域に対応する位置に照射される。これにより、術者である医師は、撮像装置１０から術野に向かって位置指示用の可視光レーザが照射されることで、術野における蛍光発光領域を容易に特定することが可能となる。また、本実施形態に係る撮像装置１０では、照射位置制御部１０５によって位置指示用の可視光レーザの照射位置が走査されているため、平面ではない術野に対してもボケが気にならずに、位置を指定することが可能となる。
【００８５】
[図６−Ｎｏ．６の構成例]
また、本実施形態に係る撮像装置１０は、撮像対象物である生体組織を肉眼で観察しつつ、光線力学療法（ＰｈｏｔｏＤｙｎａｍｉｃ  Ｔｈｅｒａｐｙ：ＰＤＴ）を実施する機能を実現することも可能である（図６−Ｎｏ．６）。
【００８６】
かかる構成例における光学系を、図１１に模式的に示した。本構成例における撮像装置１０では、分岐光学系１０１のポートＡに対して、照射位置制御部１０５が設けられ、分岐光学系１０１のポートＢに対して、第１撮像素子１０７ａとして可視光用撮像素子が設けられ、分岐光学系１０１のポートＣに対して、光感受性物質を励起するための治療用可視光の波長を吸収するＥＭフィルタと、可視光用撮像素子とが設けられている。また、第１接合面１０１ｄには、偏光ビームスプリッタＰＢＳが設けられており、第２接合面１０１ｅには、ビームスプリッタＢＳが設けられている。また、照射光光源部１０３としては、患部に取り込まれた光感受性物質を励起してＰＤＴによる治療を実現するための治療用可視光レーザ光源が設けられている。また、治療用の可視光レーザ光をより均質に投射するために、分岐光学系１０１と撮像対象物Ｓとの間には、光学素子１０９として、フィールドレンズが設けられている。
【００８７】
図１１に示した撮像装置では、撮像対象物からの可視光は、第１接合面１０１ｄを透過した後、第２接合面１０１ｅにより２つに分岐され、分岐された一方の可視光は、可視光用撮像素子１０７ａに結像することとなる。また、もう一方の可視光は、治療用の可視光レーザ光源からの照射光がＥＭフィルタによって除かれた後、可視光用撮像素子１０７ｂへと結像される。
【００８８】
また、治療用の可視光レーザ光源から射出された可視光レーザ光は、第１接合面１０１ｄにおける偏光ビームスプリッタで反射されるように偏光が制御されており、照射位置制御部１０５により、所望の領域に照射されるように照射位置が制御される。照射位置の制御された可視光レーザ光は、第１接合面１０１ｄで反射されて、ＰＤＴを実施する患部へと照射される。
【００８９】
[図６−Ｎｏ．７の構成例]
また、本実施形態に係る撮像装置１０は、撮像対象物である生体組織を肉眼で観察しつつ、光免疫療法（Ｐｈｏｔｏ  Ｉｍｍｕｎｏ  Ｔｈｅｒａｐｙ：ＰＩＴ）を実施する機能を実現することも可能である（図６−Ｎｏ．７）。このＰＩＴは、がん細胞にのみ結合する色素を利用し、かかる色素に対して近赤外光を照射することで色素を発熱させて、がんを死滅させる療法である。
【００９０】
かかる構成例における光学系を、図１２に模式的に示した。本構成例における撮像装置１０では、分岐光学系１０１のポートＡに対して、照射位置制御部１０５が設けられ、分岐光学系１０１のポートＢに対して、第１撮像素子１０７ａとして、色素に照射される近赤外光を吸収するＥＭフィルタと、赤外光用撮像素子とが設けられており、分岐光学系１０１のポートＣに対して、可視光用撮像素子が設けられている。また、第１接合面１０１ｄには、偏光ビームスプリッタＰＢＳが設けられており、第２接合面１０１ｅには、波長選択フィルタとして、可視光を透過し、かつ、赤外光は反射させるようなフィルタ（例えば、波長７００ｎｍ以下の光は透過させ、波長７００ｎｍを超える光は反射させるフィルタ）が設けられている。また、照射光光源部１０３としては、患部に取り込まれた色素に吸収される治療用赤外光レーザ光源が設けられている。また、治療用の赤外光レーザ光をより均質に投射するために、分岐光学系１０１と撮像対象物Ｓとの間には、光学素子１０９として、フィールドレンズが設けられている。
【００９１】
図１２に示した撮像装置では、撮像対象物からの可視光は、第１接合面１０１ｄ及び第２接合面１０１ｅを透過した後、可視光用撮像素子に結像することとなる。また、撮像対象物からの赤外光は、第１接合面１０１ｄを透過した後、第２接合面１０１ｅによって反射し、治療用の赤外光レーザ光源からの照射光がＥＭフィルタによって除かれた後、赤外光用撮像素子へと結像される。
【００９２】
また、治療用の赤外光レーザ光源から射出された赤外光レーザ光は、第１接合面１０１ｄにおける偏光ビームスプリッタで反射されるように偏光が制御されており、照射位置制御部１０５により、所望の領域に照射されるように照射位置が制御される。照射位置の制御された赤外光レーザ光は、第１接合面１０１ｄで反射されて、ＰＩＴを実施する患部へと照射される。
【００９３】
以上、図６〜図１２を参照しながら、本実施形態に係る撮像装置１０の構成例について、具体的に説明した。
【００９４】
なお、図６〜図１２を参照しながら説明した、本実施形態に係る撮像装置１０の構成例において、可視光用撮像素子としては、任意のものを利用可能であるが、例えば図１３に示したような３板分光プリズムを利用した可視光用撮像素子を利用することも可能である。図１３に示したような３板分光プリズムを用いることで、かかるプリズムに入射する可視光を、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分へと精度良く分離することが可能となり、より優れた可視光観察画像を得ることが可能となる。
【００９５】
また、以上の説明では、分岐光学系１０１として、１つの光路が３つの光路へと分岐される分岐光学系を例に挙げたが、例えば図１４に示したような分岐光学系を用いることで、１つの光路を４つの光路へと分岐させることも可能である。この分岐光学系１０１は、第１光学プリズム１５１ａ、第２光学プリズム１５１ｂ、第３光学プリズム１５１ｃ、及び、第４光学プリズム１５１ｄから構成されている。また、第１接合面１５１ｅ、第２接合面１５１ｆ及び第３接合面１５１ｇの機能を適切に選択することで、ポートＡ〜ポートＤの４種類の光路を実現することができる。
【００９６】
また、１つの光路を５つ以上の光路へと分岐させたい場合には、図１４と同様にして、５個以上の光学プリズムを組み合わせることで、所望の分岐光路数を実現することができる。
【００９７】
＜演算処理装置の構成について＞
次に、図１５〜図１７を参照しながら、本実施形態に係る演算処理装置２０の構成について、簡単に説明する。図１５は、本実施形態に係る撮像装置が有する演算処理装置の構成の一例を模式的に示したブロック図である。図１６は、本実施形態に係る演算処理装置における画像処理の一例を模式的に示した説明図であり、図１７は、本実施形態に係る演算処理装置におけるデータ解析処理の一例を模式的に示した説明図である。
【００９８】
本実施形態に係る演算処理装置２０は、先だって説明したように、照射光光源部１０３、照射位置制御部１０５及び少なくとも１つの撮像素子１０７を一括して制御するとともに、少なくとも１つの撮像素子１０７で生成された撮像画像の画像データを取得する装置である。また、本実施形態に係る撮像装置１０が第２光源部１１１を更に有している場合には、演算処理装置２０は、第２光源部１１１を更に制御することも可能である。
【００９９】
この演算処理装置２０は、例えば図１５に示したように、撮像制御部２０１と、データ取得部２０３と、画像処理部２０５と、データ解析部２０７と、結果出力部２０９と、表示制御部２１１と、記憶部２１３と、を主に有している。
【０１００】
撮像制御部２０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、通信装置等により実現される。撮像制御部２０１は、照射光光源部１０３、照射位置制御部１０５及び少なくとも１つの撮像素子１０７に対して、所定の制御信号をそれぞれ出力することで、照射光光源部１０３、照射位置制御部１０５及び少なくとも１つの撮像素子１０７を所望の状態に制御する。また、本実施形態に係る撮像装置１０が第２光源部１１１を更に有している場合、撮像制御部２０１は、第２光源部１１１に対しても所定の制御信号を出力することで、第２光源部１１１からの第２の光の照射状態を制御することができる。
【０１０１】
撮像制御部２０１は、演算処理装置２０に対して各種の方法により入力されたユーザ操作に応じて、撮像装置１０が備える照射光光源部１０３、照射位置制御部１０５、撮像素子１０７等を制御することも可能である。これにより、例えば先だって説明したような、位置指示用レーザ光源を利用した構成例等において、位置指示用レーザ光の照射位置を、所望の位置（例えば、蛍光発光領域等）に制御することが可能となる。
【０１０２】
また、撮像制御部２０１は、後述するデータ解析部２０７からのデータ解析結果に基づいて、撮像装置１０が備える照射光光源部１０３、照射位置制御部１０５、撮像素子１０７等を制御することも可能である。
【０１０３】
データ取得部２０３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。データ取得部２０３は、照射光光源部１０３から出力されるデータ（例えば、照射光光源部１０３がＯＣＴユニットである場合に、ＯＣＴユニットから出力される光断層画像のデータ等）や、各撮像素子１０７から出力される各種の観察画像のデータ等を取得する。
【０１０４】
データ取得部２０３が取得したこれらの画像データは、必要に応じて、後述する画像処理部２０５やデータ解析部２０７へと出力され、所定の処理が実施される。また、データ取得部２０３が取得したこれらの画像データは、後述する結果出力部２０９によって様々な形でユーザに出力されてもよい。また、データ取得部２０３は、取得した各種の画像データに、当該画像データを取得した日時等のデータを関連付けた上で、履歴情報として記憶部２１３等に格納してもよい。
【０１０５】
画像処理部２０５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。画像処理部２０５は、少なくとも１つの撮像素子１０７で生成された撮像画像（観察画像）の画像データに対して、所定の画像処理を実施する処理部である。かかる画像処理部２０５で実施される画像処理については、特に限定されるものではなく、公知の各種の画像処理を実施することが可能である。
【０１０６】
また、本実施形態に係る撮像装置１０において、複数の撮像素子１０７が設けられている場合に、画像処理部２０５は、それぞれの撮像素子１０７により生成された撮像画像を統合した統合画像を生成することが可能である。例えば図１６に示したように、本実施形態に係る撮像装置１０において、蛍光用撮像素子と、可視光用撮像素子と、が設けられている場合、画像処理部２０５は、蛍光用撮像素子で生成された蛍光撮像画像と、可視光用撮像素子で生成された可視光撮像画像と、を統合することで、統合画像を生成することができる。
【０１０７】
ここで、例えば可視光撮像画像に対して各種の撮像画像（例えば、蛍光撮像画像）を統合する際に、画像処理部２０５は、蛍光撮像画像における蛍光結像領域の色調を、本来の蛍光の色調ではなく、統合させた画像には存在しない色調に変更することが好ましい。これにより、蛍光結像領域の存在が統合画像中に埋没してしまい、統合画像を参照した医師等の使用者が、蛍光結像領域の存在に気付かないという事態を防止することが可能となる。
【０１０８】
また、画像処理部２０５は、撮像対象となった患者について、外部の画像サーバ等から、マンモグラフィ画像、ＣＴ画像、ＭＲＩ画像、超音波画像等のような診断画像の少なくとも１つを取得した上で、本実施形態に係る撮像装置１０により生成された各種の撮像画像との統合画像を生成することも可能である。
【０１０９】
画像処理部２０５は、以上のような各種の画像処理を実施すると、処理後の各種画像を、データ解析部２０７や結果出力部２０９等に出力してもよい。
【０１１０】
データ解析部２０７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。データ解析部２０７は、少なくとも１つの撮像素子１０７で生成された撮像画像の画像データに対して、各種のデータ解析処理を実施する処理部である。
【０１１１】
データ解析部２０７で実施されるデータ解析処理については、特に限定されるものではなく、公知の各種のデータ解析処理を実施することが可能である。
【０１１２】
このようなデータ解析処理の一つとして、例えば、本実施形態に係る撮像装置１０がＴＯＦ測定機能を有している場合に、ＴＯＦ測定用光源から光が照射された時点から、ＴＯＦ測定用撮像素子において光が検出されるまでに要した時間に基づき、撮像対象物までの距離を算出する処理が挙げられる。
【０１１３】
また、データ解析部２０７は、本実施形態に係る撮像装置１０が、位置指示用レーザ光源を有している場合に、例えば図１７に示したように、少なくとも１つの撮像素子１０７により生成された撮像画像（例えば、蛍光撮像画像やＰＤＤ画像等）を解析して、かかる撮像画像において所定の閾値以上の輝度値を有している部位（高輝度領域）を特定することが可能である。
【０１１４】
データ解析部２０７は、これらの撮像画像を解析することで、高輝度領域の位置を特定すると、得られた特定結果を、撮像制御部２０１へと出力する。撮像制御部２０１は、データ解析部２０７による解析結果に基づき、照射光光源部１０３及び照射位置制御部１０５を制御して、高輝度領域に対応する撮像対象物に向けて、位置指示用レーザ光源からのレーザ光を照射させることが可能となる。これにより、位置指示用のレーザ光を、得られた撮像画像に基づいて自動的に適切な位置へと照射させることが可能となる。高輝度領域を明示する方法としては、例えば、高輝度領域の輪郭部分にレーザ光を照射する方法や、高輝度領域を塗りつぶすようにレーザ光を照射する方法などがある。
【０１１５】
結果出力部２０９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、出力装置、通信装置等により実現される。結果出力部２０９は、本実施形態に係る撮像装置１０で撮像された各種の撮像画像や、画像処理部２０５により実施された各種の画像処理結果や、データ解析部２０７により実施された各種のデータ解析処理結果等を、ユーザへと出力する。例えば、結果出力部２０９は、これらの結果に関する情報を、表示制御部２１１へと出力することが可能である。これにより、これらの結果に関する情報が、演算処理装置２０が備える表示部（図示せず。）や、演算処理装置２０の外部に設けられた表示部（例えば、外部のモニタ等）に出力されることとなる。また、結果出力部２０９は、得られた結果に関する情報を、印刷物として出力したり、データとして外部の情報処理装置やサーバ等に出力したりすることが可能である。
【０１１６】
表示制御部２１１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、出力装置等により実現される。表示制御部２１１は、結果出力部２０９から出力された各種の結果を、演算処理装置２００が備えるディスプレイ等の出力装置や演算処理装置２００の外部に設けられた出力装置等に表示する際の表示制御を行う。これにより、撮像装置１０の利用者は、各種の結果を、その場で把握することが可能となる。
【０１１７】
記憶部２１３は、演算処理装置２０が備える記憶装置の一例である。記憶部２１３には、本実施形態に係る演算処理装置２０が、何らかの処理を行う際に保存する必要が生じた様々なパラメータや処理の途中経過等、又は、各種のデータベースやプログラム等が、適宜記録される。この記憶部２１３は、撮像制御部２０１、データ取得部２０３、画像処理部２０５、データ解析部２０７、結果出力部２０９、表示制御部２１１等が、自由にリード／ライト処理を実施することが可能である。
【０１１８】
以上、本実施形態に係る演算処理装置２０の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、ＣＰＵ等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。
【０１１９】
なお、上述のような本実施形態に係る演算処理装置の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
【０１２０】
［データ解析部２０７によるデータ解析処理の一例］
以下では、本実施形態に係る撮像装置１０において、照射光光源部１０３として、所定の偏光成分を有する可視光を照射する位置指示用レーザ光源が設けられている場合を取り上げ、演算処理装置２０におけるデータ解析部２０７のデータ解析処理の一例を、具体的に説明する。
【０１２１】
従来、画像を投影するためのプロジェクタを用いた手術ガイドシステム等が提案されている。かかる手術ガイドシステムにおいて、プロジェクタを用いて画像を投影する際には、手術室に設けられた無影灯を消灯しなければならなかった。その理由について、以下に簡単に説明する。
【０１２２】
例えば、ハイビジョン画質（画素数：１９２０×１０８０）のレーザプロジェクタを用いて画像を投影する際には、１点のレーザ光源から出射されたレーザ光を縦方向と横方向の２つのスキャンミラーによって走査する動作と、レーザ光源のオン／オフ動作と、を適切に同期させることで、画像が投影されてきた。また、レーザ光の走査は、画像の内容によらずに、投影可能範囲全てについて行われている。この際に、例えば投影を行いたい点が１画素分である場合には、レーザ光が発光する時間は、全画素を明るく表示させる場合と比較して、１／（１９２０×１０８０）となる。すなわち、ビームスキャナを用いず１点にレーザ光を表示した場合と比較して、その明るさは、１／（１９２０×１０８０）＝５．０×１０−７となってしまう。
【０１２３】
一方で、以上説明したような本実施形態に係る撮像装置１０を利用して、レーザ光を照明したい領域（又は輪郭）等を照明する場合には、上記のような一般的なレーザプロジェクタを用いる場合と比較して、画像をより明るく描画することが可能となる。例えば、１点（１画素）しか照明を行わない場合を考えると、一般的なレーザプロジェクタを用いた場合と比較して、５．０×１０７倍の明るさを得ることが可能となり、１００点（１００画素）の照明を行う場合であっても、一般的なレーザプロジェクタを用いた場合と比較して、５．０×１０５倍の明るさを得ることが可能となる。従って、照明を行う点数が少なければ少ないほど、レーザ光源から出射されるレーザ光の輝度を有効に利用することが可能となると言える。かかる理由から、本実施形態に係る撮像装置１０を利用することで、無影灯下であっても、鮮明な照明を行うことが可能となる。
【０１２４】
以下では、データ解析部２０７が、少なくとも１つの撮像素子により生成された撮像画像を解析して、撮像画像において所定の閾値以上の輝度値を有している部位を特定し、撮像制御部２０１が、照射光光源部１０３及び照射位置制御部１０５を制御して、所定の閾値以上の輝度値を有している部位に対応する撮像対象物に向けて、位置指示用レーザ光源からのレーザ光を照射させる際に着目し、データ解析部２０７において実施されるデータ解析処理の一例について、図１８及び図１９を参照しながら説明する。図１８及び図１９は、本実施形態に係る演算処理装置におけるデータ解析処理の一例を模式的に示した説明図である。
【０１２５】
なお、図１８に示したデータ解析処理に先立ち、データ解析部２０７は、少なくとも１つの撮像素子１０７により生成された撮像画像（例えば、蛍光撮像画像やＰＤＤ画像等）を解析して、センチネルリンパ節に対応する位置等といった、かかる撮像画像において所定の閾値以上の輝度値を有している部位（高輝度領域）を特定しているものとする（処理０）。例えば、高輝度領域が、例えば、波長８０８ｎｍのレーザ光を用いた蛍光撮像画像により特定可能なものである場合、センチネルリンパ節に対応する高輝度領域は、波長８０８ｎｍのレーザ光を点灯する前の蛍光撮像画像と、波長８０８ｎｍのレーザ光を点灯した後の蛍光撮像画像とを比較することで、容易に特定することが可能である。
【０１２６】
まず、データ解析部２０７は、予め特定されている高輝度領域に関する画像を利用して、特定した高輝度領域の輪郭を表す輪郭情報を生成する（処理１）。かかる輪郭情報の生成処理の詳細については、特に限定されるものではないが、例えば、高輝度領域を含む撮像画像を所定の閾値に基づき２値化した後、任意の拡大率で均一に拡大し、拡大前後の撮像画像を比較することで、輪郭形状に対応する輪郭情報を生成することが可能である。
【０１２７】
その後、データ解析部２０７は、生成した輪郭情報を用いて、輪郭を構成する画素の位置を表す画素データの集合を抽出する（処理２）。図１９に示した例では、高輝度領域の輪郭を表す輪郭情報から、１４個の画素データが抽出された場合を示している。このようにして抽出された画像データの集合は、例えば、画素の位置を表す座標に基づき、所定のデータ配列（例えば、座標値に基づく昇べきの順や降べきの順など）で配列している。図１９では、データ配列の一例として、画素データが行ごとに配列している場合を模式的に示しており、図中の番号は、便宜的に画素データの配列順を示している。
【０１２８】
続いて、データ解析部２０７は、抽出した画素データの集合を構成する画素データの配列を、輪郭を表す輪郭線の延伸方向を基準として、並べ替える（処理３）。このような画素データの並び替えを行うことで、並び替え後の画素データの配列では、輪郭を構成する画素の位置が、一筆書きが可能なように再配置されることとなる。図１９では、１４個の画素データが、反時計回りの方向に順に並べ替えられる場合について図示している。このような配列とすることで、輪郭線の描画時に、撮像装置１０の使用者は、高輝度領域の輪郭を認識しやすくなる。
【０１２９】
上記のような並び替え処理の後に、データ解析部２０７は、並び替え後の画素データの集合から、所定の割合で画素データの間引きを行う（処理４）。これにより、高輝度領域の輪郭を描画する際に、必要以上の画素を位置指示用レーザ光源からのレーザ光で照射する必要がなくなり、より確実に、鮮明な高輝度領域の輪郭線を描画することが可能となる。どの程度の割合で画素データを間引くかについては、特に限定されるものではなく、用いるレーザ光源の出力や対象とする高輝度領域の一般的な大きさ等に基づいて、描画時におけるレーザ光の輝度値が低下しないように、適宜決定すればよいが、例えば、データ数が１／５程度となるように、画素データの間引きを行うことが可能である。
【０１３０】
その後、データ解析部２０７は、間引き後の画素データの集合を、高輝度領域を描画するための描画用データとして、撮像制御部２０１に出力する（処理５）。
【０１３１】
描画用データを取得した撮像制御部２０１は、取得した描画用データに基づき、照射光光源部１０３及び照射位置制御部１０５を制御することで、高輝度領域の輪郭線を、より鮮明、かつ、撮像装置１０の使用者が輪郭を認識しやすい状態で、描画することが可能となる。
【０１３２】
以上、図１８及び図１９を参照しながら、本実施形態に係る演算処理装置２０におけるデータ解析部２０７のデータ解析処理の一例を、具体的に説明した。
【０１３３】
以上、本実施形態に係る撮像装置１０について、詳細に説明した。
【０１３４】
以上説明したような、本実施形態に係る撮像装置１０を用いることで、分岐光学系を用いて、可視光帯域におけるカメラ観察と、レーザ光源又はレーザ測定・分析ユニットとの分波を行うことにより、高効率なレーザ光利用及び省スペースでの合波を実現することが可能となる。また、結像光学系の瞳径よりも細いビームを走査して、分岐光学系に入射させることで、カメラ観察における画素に対応する分解能よりも走査により照明されるスポットの分解能が低いことが許される用途において、小型軽量のカメラスキャンユニットを実現することができる。
【０１３５】
また、以上説明したような、本実施形態に係る撮像装置１０を利用することで、かかる撮像装置を備える各種の医療用観察機器を実現することが可能となる。このような医療用観察機器については、特に限定されるものではないが、例えば、顕微鏡、内視鏡、関節鏡等といった、各種の医療用観察機器を挙げることができる。また、光線力学診断装置、光線力学療法装置、光免疫療法装置等といった各種の診断装置や治療装置に対して、可視光帯域におけるカメラ観察機能を導入することも可能となる。
【０１３６】
＜撮像方法について＞
以上説明したような、本実施形態に係る撮像装置１０を利用することで、入射する光を、互いに異なる少なくとも３種類以上の光路へと同軸で分岐する分岐光学系１０１を用い、少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路を、撮像対象物へと光を導光する光路、及び、撮像対象物からの光を導光する光路として利用し、分岐光学系１０１における第１の光路を介して、照射位置の制御された所定波長の光を、撮像対象物へと照射するとともに、分岐光学系１０１における第１の光路以外の光路を介して、撮像対象物からの光を、少なくとも１つの撮像素子へと導光する撮像方法が実現される。
【０１３７】
＜ハードウェア構成について＞
次に、図１８を参照しながら、本開示の実施形態に係る演算処理装置２０のハードウェア構成について、詳細に説明する。図１８は、本開示の実施形態に係る演算処理装置２０のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
【０１３８】
演算処理装置２０は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、を備える。また、演算処理装置２０は、更に、ホストバス９０７と、ブリッジ９０９と、外部バス９１１と、インターフェース９１３と、入力装置９１５と、出力装置９１７と、ストレージ装置９１９と、ドライブ９２１と、接続ポート９２３と、通信装置９２５とを備える。
【０１３９】
ＣＰＵ９０１は、中心的な処理装置及び制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１９、又はリムーバブル記録媒体９２７に記録された各種プログラムに従って、演算処理装置２０内の動作全般又はその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるホストバス９０７により相互に接続されている。
【０１４０】
ホストバス９０７は、ブリッジ９０９を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バス９１１に接続されている。
【０１４１】
入力装置９１５は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ及びレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９１５は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、演算処理装置２０の操作に対応した携帯電話やＰＤＡ等の外部接続機器９２９であってもよい。さらに、入力装置９１５は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。ユーザは、この入力装置９１５を操作することにより、演算処理装置２０に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
【０１４２】
出力装置９１７は、取得した情報をユーザに対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置及びランプなどの表示装置や、スピーカ及びヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置９１７は、例えば、演算処理装置２０が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、演算処理装置２０が行った各種処理により得られた結果を、テキスト又はイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。
【０１４３】
ストレージ装置９１９は、演算処理装置２０の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１９は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、又は光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１９は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ、及び外部から取得した各種データなどを格納する。
【０１４４】
ドライブ９２１は、記録媒体用リーダライタであり、演算処理装置２０に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２７に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２７に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２７は、例えば、ＤＶＤメディア、ＨＤ−ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）メディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２７は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ：ＣＦ）、フラッシュメモリ、又は、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２７は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｃａｒｄ）又は電子機器等であってもよい。
【０１４５】
接続ポート９２３は、機器を演算処理装置２０に直接接続するためのポートである。接続ポート９２３の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。接続ポート９２３の別の例として、ＲＳ−２３２Ｃポート、光オーディオ端子、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。この接続ポート９２３に外部接続機器９２９を接続することで、演算処理装置２０は、外部接続機器９２９から直接各種データを取得したり、外部接続機器９２９に各種データを提供したりする。
【０１４６】
通信装置９２５は、例えば、通信網９３１に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置９２５は、例えば、有線又は無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９２５は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）用のルータ、又は、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９２５は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９２５に接続される通信網９３１は、有線又は無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信又は衛星通信等であってもよい。
【０１４７】
以上、本開示の実施形態に係る演算処理装置２０の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。
【０１４８】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１４９】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【０１５０】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）撮像対象物へと照射される所定波長の光を出射する照射光光源部と、
前記照射光光源部から出射された照射光の前記撮像対象物での照射位置を制御する照射位置制御部と、
撮像対象物からの光が結像する少なくとも１つの撮像素子と、
入射する光を、互いに異なる少なくとも３種類以上の光路へと同軸で分岐する分岐光学系と、
を備え、
前記分岐光学系では、前記少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路が、前記撮像対象物へと光を導光する光路、及び、前記撮像対象物からの光を導光する光路として利用され、前記分岐光学系における第１の光路を介して、前記照射位置の制御された前記照射光が前記撮像対象物へと照射されるとともに、前記分岐光学系における前記第１の光路以外の光路を介して、前記撮像対象物からの光が前記少なくとも１つの撮像素子へと導光される、撮像装置。
（２）前記分岐光学系は、３種類以上の光学プリズムが互いに接合された分光プリズムであり、
互いに隣り合う前記光学プリズム間の接合面が、ビームスプリッタ、偏光ビームスプリッタ、又は、波長選択フィルタの少なくとも何れかとして機能することで、前記３種類以上の光路が生成される、（１）に記載の撮像装置。
（３）それぞれの前記光学プリズムによって分岐される光路の末端に、前記照射位置制御部、又は、前記少なくとも１つの撮像素子が設けられる、（２）に記載の撮像装置。
（４）前記照射光光源部として、所定の偏光成分を有する可視光を照射する位置指示用レーザ光源が設けられ、
前記少なくとも１つの撮像素子として、前記撮像対象物からの蛍光を撮像する蛍光用撮像素子と、可視光を撮像する可視光用撮像素子と、が設けられ、
前記位置指示用レーザ光源が設けられた光路に対応する前記光学プリズムと、当該位置指示用レーザ光源が設けられた光路に対応する光学プリズムに隣接する他の前記光学プリズムと、の接合面が、偏光ビームスプリッタとして機能し、
前記蛍光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、前記可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、の接合面が、波長選択フィルタとして機能する、（３）に記載の撮像装置。
（５）前記照射光光源部として、前記撮像対象物に対して赤外波長帯域の照射光を照射するとともに、前記撮像対象物からの前記赤外波長帯域の照射光の反射光を検出することで、前記撮像対象物の光断層画像を取得する光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）ユニットが設けられ、
前記少なくとも１つの撮像素子として、可視光波長帯域に属する光を撮像する可視光用撮像素子が設けられ、
前記ＯＣＴユニットが設けられた光路に対応する前記光学プリズムと、当該ＯＣＴユニットが設けられた光路に対応する光学プリズムに隣接する他の前記光学プリズムと、の接合面が、偏光ビームスプリッタとして機能する、（３）に記載の撮像装置。
（６）最も前記撮像対象物側に位置する前記光学プリズムと、前記撮像対象物と、の間に、１／４波長板が設けられ、
前記照射光光源部として、飛行時間（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ：ＴＯＦ）法に用いられる、所定の偏光成分を有する照射光を照射するＴＯＦ測定光源が設けられ、
前記少なくとも１つの撮像素子として、ＴＯＦ測定用撮像素子と、可視光波長帯域に属する光を撮像する可視光用撮像素子と、が設けられ、
前記ＴＯＦ測定光源が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、当該ＴＯＦ測定光源が設けられる光路に対応する光学プリズムに隣接する、前記ＴＯＦ測定用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、の接合面が、偏光ビームスプリッタとして機能し、
前記ＴＯＦ測定用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、前記可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、の接合面が、波長選択フィルタとして機能する、（３）に記載の撮像装置。
（７）前記照射光光源部として、所定の偏光成分を有する可視光を照射する位置指示用レーザ光源が設けられ、
前記少なくとも１つの撮像素子として、所定波長の励起光が前記撮像対象物に照射されることで当該撮像対象物から発生する可視光波長帯域に属する蛍光を撮像する第１可視光用撮像素子と、前記励起光の波長以外の可視光を撮像する第２可視光用撮像素子と、が設けられ、
前記位置指示用レーザ光源が設けられた光路に対応する前記光学プリズムと、当該位置指示用レーザ光源が設けられた光路に対応する光学プリズムに隣接する他の前記光学プリズムと、の接合面が、偏光ビームスプリッタとして機能し、
前記第１可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、前記第２可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、の接合面が、ビームスプリッタとして機能する、（３）に記載の撮像装置。
（８）前記照射光光源部として、所定の偏光成分を有し、前記撮像対象物又は当該撮像対象物が含有する化学物質によって吸収される波長のレーザ光を照射するレーザ光源が設けられ、
前記少なくとも１つの撮像素子として、可視光を撮像する第１可視光用撮像素子と、前記レーザ光の波長以外の可視光を撮像する第２可視光用撮像素子と、が設けられ、
前記レーザ光源が設けられた光路に対応する前記光学プリズムと、当該レーザ光源が設けられた光路に対応する光学プリズムに隣接する他の前記光学プリズムと、の接合面が、偏光ビームスプリッタとして機能し、
前記第１可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、前記第２可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、の接合面が、ビームスプリッタとして機能する、（３）に記載の撮像装置。
（９）前記照射光光源部として、所定の偏光成分を有し、前記撮像対象物又は当該撮像対象物が含有する化学物質によって吸収される赤外波長帯域に属するレーザ光を照射するレーザ光源が設けられ、
前記少なくとも１つの撮像素子として、前記レーザ光の波長以外の赤外光を撮像する赤外光用撮像素子と、可視光を撮像する可視光用撮像素子と、が設けられ、
前記レーザ光源が設けられた光路に対応する前記光学プリズムと、当該レーザ光源が設けられた光路に対応する光学プリズムに隣接する他の前記光学プリズムと、の接合面が、偏光ビームスプリッタとして機能し、
前記赤外光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、前記可視光用撮像素子が設けられる光路に対応する前記光学プリズムと、の接合面が、波長選択フィルタとして機能する、（３）に記載の撮像装置。
（１０）前記照射位置制御部は、ガルバノミラー又はＭＥＭＳミラーを少なくとも有する走査ユニットである、（１）〜（９）の何れか１つに記載の撮像装置。
（１１）前記照射位置制御部は、前記照射光を導光する光ファイバの出射端の位置を制御することで前記照射光の走査を行う走査ユニットである、（１）〜（９）の何れか１つに記載の撮像装置。
（１２）前記照射光とは異なる第２の光を照射する第２光源部を更に備え、
前記第２の光は、前記分岐光学系を介さずに前記撮像対象物に対して照射される、（１）〜（１１）の何れか１つに記載の撮像装置。
（１３）前記照射光光源部、前記照射位置制御部及び前記少なくとも１つの撮像素子を制御するとともに、前記少なくとも１つの撮像素子で生成された撮像画像の画像データを取得する演算処理装置を更に備え、
前記演算処理装置は、
前記照射光光源部、前記照射位置制御部及び前記少なくとも１つの撮像素子を制御する撮像制御部を有するとともに、
前記少なくとも１つの撮像素子で生成された前記撮像画像の画像データに対して所定の画像処理を実施する画像処理部と、
前記少なくとも１つの撮像素子で生成された前記撮像画像の画像データに対して所定のデータ解析処理を実施するデータ解析部と、
の少なくとも何れかを有する、（１）〜（１２）の何れか１つに記載の撮像装置。
（１４）前記少なくとも１つの撮像素子として、２つ以上の前記撮像素子が設けられており、
前記画像処理部は、それぞれの前記撮像素子により生成された撮像画像を統合した統合画像を生成する、（１３）に記載の撮像装置。
（１５）前記照射光光源部として、所定の偏光成分を有する可視光を照射する位置指示用レーザ光源が設けられており、
前記データ解析部は、前記少なくとも１つの撮像素子により生成された撮像画像を解析して、当該撮像画像において所定の閾値以上の輝度値を有している部位を特定し、
前記撮像制御部は、前記データ解析部による解析結果に基づき、前記照射光光源部及び前記照射位置制御部を制御して、前記所定の閾値以上の輝度値を有している部位に対応する前記撮像対象物に向けて、前記位置指示用レーザ光源からのレーザ光を照射させる、（１３）又は（１４）に記載の撮像装置。
（１６）前記データ解析部は、特定した前記所定の閾値以上の輝度値を有している部位の輪郭を表す輪郭情報を生成し、生成した輪郭情報に基づき、輪郭を構成する画素の位置を表す画素データの集合を抽出し、抽出した前記画素データの集合を構成する前記画素データの配列を、前記輪郭を表す輪郭線の延伸方向を基準として並び替え、並び替えられた前記画素データの集合から、所定の割合で前記画素データを間引き、間引き後の前記画素データの集合を、前記所定の閾値以上の輝度値を有している部位を描画するための描画用データとし、
前記撮像制御部は、前記描画用データに基づき、前記照射光光源部及び前記照射位置制御部を制御する、（１５）に記載の撮像装置。
（１７）前記分岐光学系は、内視鏡又は関節鏡に対して光学的に接続されており、
前記内視鏡又は関節鏡を介して、前記撮像対象物が撮像される、（１）〜（１６）の何れか１つに記載の撮像装置。
（１８）入射する光を、互いに異なる少なくとも３種類以上の光路へと同軸で分岐する分岐光学系を用い、前記少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路を、撮像対象物へと光を導光する光路、及び、撮像対象物からの光を導光する光路として利用し、
前記分岐光学系における第１の光路を介して、照射位置の制御された所定波長の光を、前記撮像対象物へと照射するとともに、前記分岐光学系における前記第１の光路以外の光路を介して、前記撮像対象物からの光を、少なくとも１つの撮像素子へと導光する、撮像方法。
（１９）生体組織へと照射される所定波長の光を出射する照射光光源部と、
前記照射光光源部から出射された照射光の前記生体組織での照射位置を制御する照射位置制御部と、
生体組織からの光が結像する少なくとも１つの撮像素子と、
入射する光を、互いに異なる少なくとも３種類以上の光路へと同軸で分岐する分岐光学系と、
を有し、
前記分岐光学系では、前記少なくとも３種類以上の光路のうち少なくとも一部の光路が、前記生体組織へと光を導光する光路、及び、前記生体組織からの光を導光する光路として利用され、前記分岐光学系における第１の光路を介して、前記照射位置の制御された前記照射光が前記生体組織へと照射されるとともに、前記分岐光学系における前記第１の光路以外の光路を介して、前記生体組織からの光が前記少なくとも１つの撮像素子へと導光される撮像装置を少なくとも備える、医療用観察機器。
【符号の説明】
【０１５１】
１０    撮像装置
２０    演算処理装置
１０１    分岐光学系
１０３    照射光光源部
１０５    照射位置制御部
１０７    撮像素子
１０９    光学素子
１１１    第２光源部
２０１    撮像制御部
２０３    データ取得部
２０５    画像処理部
２０７    データ解析部
２０９    結果出力部
２１１    表示制御部
２１３    記憶部
【図１Ａ】
2017176811.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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