【手続補正書】
【提出日】平成30年9月4日(2018.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光波長帯域に属する光と蛍光波長帯域に属する光とを分離するダイクロイック膜を有する色分解プリズムと、
前記色分解プリズムの後段に設けられ、前記ダイクロイック膜により分離された前記蛍光波長帯域に属する光が結像する蛍光画像撮像用撮像素子と、
前記色分解プリズムの後段に設けられ、前記ダイクロイック膜により分離された前記可視光波長帯域に属する光が結像する可視光画像撮像用撮像素子と、
前記色分解プリズムと、前記蛍光画像撮像用撮像素子と、の間に配置され、光軸に対して垂直な入射面を有するバンドパスフィルタと、
を備え、
前記色分解プリズムを経て前記蛍光画像撮像用撮像素子に結像する蛍光用光路の光路長と、前記色分解プリズムを経て前記可視光画像撮像用撮像素子に結像する可視光用光路の光路長と、の光路差が、前記色分解プリズムの前段に装着される結像レンズによって生じる蛍光結像位置と可視光結像位置とのズレ量に対応するように、前記蛍光画像撮像用撮像素子及び前記可視光画像撮像用撮像素子が配設される、撮像装置。
【請求項２】
前記蛍光画像撮像用撮像素子及び前記可視光画像撮像用撮像素子は、前記光路差が前記ズレ量に対応するように、それぞれ固定されている、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記蛍光画像撮像用撮像素子は、前記色分解プリズム、前記可視光画像撮像用撮像素子及び前記バンドパスフィルタからなる光学ユニットと、の間の離隔距離が可変となるように設けられており、
前記ダイクロイック膜により分離された前記蛍光波長帯域に属する光を、前記蛍光画像撮像用撮像素子に合焦させる蛍光画像合焦機構を更に備え、
前記蛍光画像合焦機構は、前記光学ユニットにおける前記色分解プリズムの前段に装着される結像レンズに応じて、前記光路差が前記ズレ量に対応するように前記離隔距離を制御する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記色分解プリズムの前段には、前記結像レンズとして、少なくとも可視光波長帯域において軸上色収差が補正されたカプラー光学系が装着され、
前記蛍光画像撮像用撮像素子は、前記カプラー光学系の装着された前記光学ユニットと、の間の離隔距離が可変となるように設けられており、
前記ダイクロイック膜により分離された前記可視光波長帯域に属する光を、前記可視光画像撮像用撮像素子に合焦させる可視光画像合焦機構を更に備え、
前記可視光画像合焦機構は、前記カプラー光学系を光軸方向に可動させることで、前記ダイクロイック膜により分離された前記可視光波長帯域に属する光を、前記可視光画像撮像用撮像素子に合焦させ、
前記蛍光画像合焦機構は、前記可視光波長帯域に属する光が前記可視光画像撮像用撮像素子に合焦している際の前記光路差が前記ズレ量に対応するように、前記離隔距離を制御する、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記蛍光画像合焦機構は、前記光学ユニットを、前記蛍光画像撮像用撮像素子に対して光軸方向に可変させて、前記離隔距離を制御する、請求項３又は４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記蛍光画像合焦機構は、前記蛍光画像撮像用撮像素子を、前記光学ユニットに対して光軸方向に可変させて、前記離隔距離を制御する、請求項３又は４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記ダイクロイック膜は、入射光を、所定の蛍光波長帯域及び当該所定の蛍光波長帯域よりも長波長の帯域に属する光と、前記所定の蛍光波長帯域よりも短波長の帯域に属する光と、に分離する、請求項１〜６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記色分解プリズムは、
前記可視光波長帯域に属する光及び前記蛍光波長帯域に属する光が入射するとともに、前記可視光波長帯域に属する光が導光される可視光用光路として機能する第１プリズムと、
前記蛍光波長帯域に属する光が導光される蛍光用光路として機能する第２プリズムと、
が互いに接合されたプリズムであり、
前記第１プリズムと前記第２プリズムとは、前記ダイクロイック膜を介して互いに接合されており、
前記ダイクロイック膜により分離された前記蛍光波長帯域に属する光は、前記第２プリズム内を直進して、前記バンドパスフィルタに垂直に入射し、
前記ダイクロイック膜により分離された前記可視光波長帯域に属する光は、前記第１プリズム内で全反射した後に、可視光画像撮像用撮像素子に結像する、請求項１〜７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記色分解プリズムを出射した前記可視光波長帯域に属する光を、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の３色に分離する３色分解プリズムを更に有する、請求項１〜８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記ダイクロイック膜は、７８０ｎｍ〜８８０ｎｍの波長帯域において透過率が９０％以上であり、かつ、４００ｎｍ〜７２０ｎｍの波長帯域において透過率が１０％以下である、請求項１〜９の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記バンドパスフィルタは、８２０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長帯域において透過率が９０％以上であり、かつ、４００ｎｍ〜８０５ｎｍの波長帯域、及び、８６０ｎｍ〜１０００ｎｍの波長帯域において透過率が１０％以下である、請求項１〜１０の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
撮像対象物の拡大像を生成する顕微鏡ユニットと、
前記顕微鏡ユニットにより生成された前記拡大像を撮像する撮像装置と、
を備え、
前記顕微鏡ユニットは、
前記撮像対象物の可視光波長帯域及び蛍光波長帯域での拡大像を結ぶ対物レンズと、
前記撮像対象物の可視光波長帯域及び蛍光波長帯域での拡大像を前記撮像装置に結像させる結像レンズと、
を少なくとも有し、
前記撮像装置は、
可視光波長帯域に属する光と蛍光波長帯域に属する光とを分離するダイクロイック膜を有する色分解プリズムと、
前記色分解プリズムの後段に設けられ、前記ダイクロイック膜により分離された前記蛍光波長帯域に属する光が結像する蛍光画像撮像用撮像素子と、
前記色分解プリズムの後段に設けられ、前記ダイクロイック膜により分離された前記可視光波長帯域に属する光が結像する可視光画像撮像用撮像素子と、
前記色分解プリズムと、前記蛍光画像撮像用撮像素子と、の間に配置され、光軸に対して垂直な入射面を有するバンドパスフィルタと、
を有し、
前記色分解プリズムを経て前記蛍光画像撮像用撮像素子に結像する蛍光用光路の光路長と、前記色分解プリズムを経て前記可視光画像撮像用撮像素子に結像する可視光用光路の光路長と、の光路差が、前記色分解プリズムの前段に装着される結像レンズによって生じる蛍光結像位置と可視光結像位置とのズレ量に対応するように、前記蛍光画像撮像用撮像素子及び前記可視光画像撮像用撮像素子が配設される、顕微鏡撮像システム。
【請求項１３】
所定の撮像対象物について、可視光波長帯域及び蛍光波長帯域での空中像を生成する内視鏡ユニットと、
前記内視鏡ユニットにより生成された前記可視光波長帯域及び蛍光波長帯域での空中像を撮像する撮像装置と、
前記内視鏡ユニットと前記撮像装置との間に設けられ、可視光波長帯域及び蛍光波長帯域の各波長帯域内において軸上色収差が補正されており、前記内視鏡ユニットにより生成された前記可視光波長帯域及び蛍光波長帯域での空中像を、前記撮像装置に結像させるカプラー光学系と、
を備え、
前記内視鏡ユニットは、
前記撮像対象物の可視光波長帯域及び蛍光波長帯域での空中像を結ぶ対物レンズと、
前記撮像対象物の可視光波長帯域及び蛍光波長帯域での空中像を等倍リレー結像するリレーレンズと、
前記リレーレンズにより等倍リレー結像された前記空中像を、アフォーカル結像する接眼レンズと、
を少なくとも有し、
前記撮像装置は、
可視光波長帯域に属する光と蛍光波長帯域に属する光とを分離するダイクロイック膜を有する色分解プリズムと、
前記色分解プリズムの後段に設けられ、前記ダイクロイック膜により分離された前記蛍光波長帯域に属する光が結像する蛍光画像撮像用撮像素子と、
前記色分解プリズムの後段に設けられ、前記ダイクロイック膜により分離された前記可視光波長帯域に属する光が結像する可視光画像撮像用撮像素子と、
前記色分解プリズムと、前記蛍光画像撮像用撮像素子と、の間に配置され、光軸に対して垂直な入射面を有するバンドパスフィルタと、
を有し、
前記色分解プリズムを経て前記蛍光画像撮像用撮像素子に結像する蛍光用光路の光路長と、前記色分解プリズムを経て前記可視光画像撮像用撮像素子に結像する可視光用光路の光路長と、の光路差が、前記色分解プリズムの前段に装着される結像レンズによって生じる蛍光結像位置と可視光結像位置とのズレ量に対応するように、前記蛍光画像撮像用撮像素子及び前記可視光画像撮像用撮像素子が配設される、内視鏡撮像システム。
【請求項１４】
前記色分解プリズムは、
前記可視光波長帯域に属する光及び前記蛍光波長帯域に属する光が入射するとともに、前記可視光波長帯域に属する光が導光される可視光用光路として機能する第１プリズムと、
前記蛍光波長帯域に属する光が導光される蛍光用光路として機能する第２プリズムと、
が互いに接合されたプリズムであり、
前記第１プリズムと前記第２プリズムとは、前記ダイクロイック膜を介して互いに接合されており、
前記ダイクロイック膜により分離された前記蛍光波長帯域に属する光は、前記第２プリズム内を直進して、前記バンドパスフィルタに垂直に入射し、
前記ダイクロイック膜により分離された前記可視光波長帯域に属する光は、前記第１プリズム内で全反射した後に、可視光画像撮像用撮像素子に結像する、請求項１３に記載の内視鏡撮像システム。
【請求項１５】
前記内視鏡ユニットの前記対物レンズ、前記リレーレンズ、及び、前記接眼レンズの中心を通る内視鏡ユニット光軸は、前記ダイクロイック膜により分離された前記蛍光波長帯域に属する光が前記第２プリズム内を直進して前記バンドパスフィルタに垂直に入射するときの光軸と重なる、請求項１４に記載の内視鏡撮像システム。
【請求項１６】
前記第１プリズムは、前記内視鏡ユニット光軸に対して垂直な方向から見て四辺形であり、
前記第２プリズムは、前記内視鏡ユニット光軸に対して垂直な方向から見て台形であり、
前記第１プリズムと前記第２プリズムは、前記ダイクロイック膜を介して、前記第２プリズムの斜辺と前記第１プリズムの一辺とが接合されている、請求項１５に記載の内視鏡撮像システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、上記特許文献２では、近赤外線蛍光を分離するための光分離器の分光特性に求められる条件や距離Δを実現する方法について何ら開示されておらず、観察対象からの蛍光分光特性によっては軸上色収差を完全には補正することができず、良好な重畳画像が得られなくなってしまう。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本開示によれば、ダイクロイック膜を有する色分解プリズムにより、入射光が、可視光波長帯域に属する光と蛍光波長帯域に属する光とに分離され、可視光帯域に属する光は、可視光画像撮像用撮像素子に導光されるとともに、蛍光波長帯域に属する光は、蛍光画像撮像用撮像素子に導光される。この際、色分解プリズムと蛍光画像撮像用撮像素子との間に配置されたバンドパスフィルタによって、色分解プリズムにより分離された蛍光波長帯域に属する光が、更に波長選択される。この際、蛍光画像撮像用撮像素子及び可視光画像撮像用撮像素子の配設位置が上記のように設定されることで、蛍光画像撮像用撮像素子に結像する蛍光に含まれる軸上色収差が完全に補正される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【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２】同実施形態に係る撮像装置に設けられるダイクロイック膜の分光透過率特性の一例を示したグラフ図である。
【図３】同実施形態に係る撮像装置に設けられるバンドパスフィルタの分光透過率特性の一例を示したグラフ図である。
【図４】同実施形態に係る撮像装置を利用して構成される２ピースカメラシステムの構成の一例を模式的に示した説明図である。
【図５】同実施形態に係る撮像装置に利用可能なカメラコントロールユニットの構成の一例を示したブロック図である。
【図６】同実施形態に係る撮像装置を利用して構成される顕微鏡撮像システムの構成の一例を模式的に示した説明図である。
【図７Ａ】同実施形態に係る撮像装置の構成の別の一例を模式的に示した説明図である。
【図７Ｂ】同実施形態に係る撮像装置の構成の別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を利用して構成される内視鏡撮像システムの構成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に利用可能なカメラコントロールユニットのハードウェア構成の一例を示したブロック図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
＜撮像装置の構成の一例＞
まず、図１Ａ〜図３を参照しながら、本実施形態に係る撮像装置の構成の一例について、詳細に説明する。図１Ａ及び図１Ｂ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２は、本実施形態に係る撮像装置に設けられるダイクロイック膜の分光透過率特性の一例を示したグラフ図である。図３は、本実施形態に係る撮像装置に設けられるバンドパスフィルタの分光透過率特性の一例を示したグラフ図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
続いて、蛍光画像合焦機構１１９を利用した合焦方法について、簡単に説明する。
本実施形態に係る撮像装置１０に装着可能な、各社から発売されている公知の結像レンズは、フォーカス機構を有している。このフォーカス機構を使うことで、可視光画像を合焦する（すなわち、可視光線を可視光画像撮像用撮像素子１１１に合焦させる）ことが可能である。このとき、結像レンズは、可視光波長帯域のみで軸上色収差が補正されていることが一般的であるため、近赤外蛍光波長帯域までは、軸上色収差は補正されていないことが多い。そのため、可視光画像を合焦させただけの場合には、蛍光画像はボケた状態にある。そこで、先だって説明したような蛍光画像合焦機構１１９により、光学ユニット１１と蛍光画像撮像用撮像素子１１７との相対的な位置を調整することで、蛍光画像を合焦する。このようにすることで、可視光画像の合焦状態を保持したまま、蛍光画像を合焦することが可能となる。