特許 7261301 光学装置、光源装置、集光方法及び内視鏡システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-11

(45)【発行日】2023-04-19

(54)【発明の名称】光学装置、光源装置、集光方法及び内視鏡システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/00 20060101AFI20230412BHJP

   A61B 1/07 20060101ALI20230412BHJP

   A61B 1/06 20060101ALI20230412BHJP

【ＦＩ】

A61B1/00 553

A61B1/07 731

A61B1/06 611

【請求項の数】 30

(21)【出願番号】P 2021536536

(86)(22)【出願日】2019-07-31

(86)【国際出願番号】 JP2019029982

(87)【国際公開番号】W WO2021019716

(87)【国際公開日】2021-02-04

【審査請求日】2022-01-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000000376

【氏名又は名称】オリンパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123962

【弁理士】

【氏名又は名称】斎藤 圭介

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 靖夫

(72)【発明者】

【氏名】亀江 宏幸

【審査官】山口 裕之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１３８６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００５３６９１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １／００

Ａ６１Ｂ １／０７

Ａ６１Ｂ １／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源部と、本体部と、を有し、
前記光源部は、
第１照射光を出射する第１光源と、
第２照射光を出射する第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源を制御する光源制御部と、
前記第１照射光と前記第２照射光が入射する集光部と、を有し、
前記本体部は、硬質で管状の挿入部、又は軟質で管状の挿入部を有し、
前記挿入部は、
屈折率が１よりも大きい透明な媒質で形成された導光部材と、
被検体からの戻り光が入射する光学系と、
第１測定光に基づいて、前記被検体の画像情報を出力する第１イメージャと、
第２測定光に基づいて、前記光学系から前記被検体までの距離情報をＴｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ方式により測定する第２イメージャと、を有し、
前記第２照射光では、光強度が時間的に変調され、
前記導光部材は、前記集光部側に位置する入射端面と、前記被検体側に位置する射出端面と、を有し、
前記集光部から射出された第３照射光は、前記挿入部から前記被検体に向けて射出され、
前記第１測定光には、前記第１照射光の波長帯域の一部と同じ波長帯域の光が含まれ、
前記第２測定光には、前記第２照射光の波長帯域と同じ波長帯域の光が含まれ、
前記第２照射光が入射する入射端面における前記第２照射光の入射角は、前記第１照射光が入射する入射端面における前記第１照射光の入射角よりも小さいことを特徴とする光学装置。

【請求項2】

前記第２照射光は、赤外波長域よりも短波長側の波長帯域の光であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項3】

前記第２照射光は、４６０ｎｍ以上、５１０ｎｍ以下の波長帯域を含むことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。

【請求項4】

前記第２照射光は、４６０ｎｍ以上、５１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。

【請求項5】

前記第２照射光の波長帯域は、ヘモグロビンでの吸収の大きい波長帯域を含むことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。

【請求項6】

前記第２照射光は、紫外光であることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。

【請求項7】

前記第２照射光の入射角は、５．７°以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項8】

前記第１光源の点灯と前記第２光源の点灯を交互に行うことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項9】

前記挿入部は、１つの入射端面を有し、
前記１つの入射端面は、第１入射領域と、第２入射領域と、を有し、
前記第１入射領域に、前記第１照射光が入射し、前記第２入射領域に、前記第２照射光が入射することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項10】

前記挿入部は、複数の入射端面を有し、
前記複数の入射端面は、空間的に分離されおり、
前記第１照射光が入射する入射端面と前記第２照射光が入射する入射端面は異なることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項11】

前記第２光源は、前記本体部に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の光学装置。

【請求項12】

前記第２照射光が入射する入射端面における前記第２照射光の入射角は、９．９°以下であることを特徴とする請求項１１に記載の光学装置。

【請求項13】

前記第２照射光が入射する第２入射端面の面積は、前記第１照射光が入射する第１入射端面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１１に記載の光学装置。

【請求項14】

前記挿入部は、複数の射出端面を有し、
前記第２照射光は、予め決められた実質的に１つの射出端面だけから射出されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項15】

前記挿入部は、複数の射出端面を有し、
２つ以上の射出端面から、前記第２照射光が射出され、前記第２照射光は同時刻には１つの射出端面のみから射出されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項16】

前記２つ以上の射出端面は、第１射出端面と、第２射出端面と、を有し、
前記第１射出端面と前記第２射出端面では、前記第１射出端面からの前記第２照射光の射出と、前記第２射出端面からの前記第２照射光の射出と、が交互に行われることを特徴とする請求項１５に記載の光学装置。

【請求項17】

前記第１照射光でも、光強度が時間的に変調され、
前記第１照射光における変調と前記第２照射光における変調とが同じであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項18】

前記画像情報の取得と前記距離情報の取得が、交互に行われることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項19】

請求項１に記載の光学装置と、処理装置と、を有し、
前記処理装置は、支援情報を生成する支援情報生成部を有し、
前記支援情報は、前記画像情報と前記距離情報に基づいて生成され、
前記支援情報には、病変候補領域の位置に関する情報と形状に関する情報と、それに基づいて距離情報により計算した必要な点間の長さが含まれていることを特徴とする内視鏡システム。

【請求項20】

請求項１に記載の光学装置と、処理装置と、を有し、
前記画像情報に基づいて、前記被検体の観察用画像が生成され、
前記観察用画像の画素における距離、又は距離と傾きを、前記距離情報に基づいて補完及び推定し、
前記推定した結果から、長さ情報を取得することを特徴とする内視鏡システム。

【請求項21】

病変候補領域の特定、病変部の特定、前記特定後の修正、病変部の抽出、又は病変部の診断を人工知能で行うことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の内視鏡システム。

【請求項22】

第１イメージャによって被検体の画像情報を取得するための第１照射光を出射する第１光源と、
Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ方式の第２イメージャによって光学系から前記被検体までの距離情報を取得するための第２照射光を出射する第２光源と、
前記第１照射光と前記第２照射光が入射し、導光部材の入射端面に光を集光する集光部と、
前記第１光源及び前記第２光源を制御する光源制御部と、を有し、
前記第２照射光が入射する入射端面における前記第２照射光の入射角は、前記第１照射光が入射する入射端面における前記第１照射光の入射角よりも小さいことを特徴とする光源装置。

【請求項23】

前記第２照射光が入射する入射端面における前記第２照射光の入射角は、５．７°以下であることを特徴とする請求項２２に記載の光源装置。

【請求項24】

前記第２照射光が入射する入射端面における前記第２照射光の入射角は、９．９°以下であることを特徴とする請求項２２に記載の光源装置。

【請求項25】

前記第２照射光が入射する第２入射端面の面積は、前記第１照射光が入射する第１入射端面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項２４に記載の光源装置。

【請求項26】

前記第２照射光の波長帯域は、ヘモグロビンでの吸収の大きい波長帯域を含むことを特徴とする請求項２２に記載の光源装置。

【請求項27】

前記画像情報の取得と前記距離情報の取得が、交互に行われることを特徴とする請求項２２に記載の光源装置。

【請求項28】

請求項２２に記載の光源装置と、処理装置と、を有し、
前記処理装置は、支援情報を生成する支援情報生成部を有し、
前記支援情報は、前記画像情報と前記距離情報に基づいて生成され、
前記支援情報には、病変候補領域の位置に関する情報と形状に関する情報と、それに基づいて距離情報により計算した必要な点間の長さが含まれていることを特徴とする内視鏡システム。

【請求項29】

請求項２２に記載の光源装置と、処理装置と、を有し、
前記画像情報に基づいて、前記被検体の観察用画像が生成され、
前記観察用画像の画素における距離、又は距離と傾きを、前記距離情報に基づいて補完及び推定し、
前記推定した結果から、長さ情報を取得することを特徴とする内視鏡システム。

【請求項30】

導光部材の入射端面に光を集光する方法であって、
第１光源が、第１イメージャによって被検体の画像情報を取得するための第１照射光を出射し、
第２光源が、Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ方式の第２イメージャによって光学系から前記被検体までの距離情報を取得するための第２照射光を出射し、
集光部が、入射した前記第１照射光と前記第２照射光を、前記導光部材の入射端面に光を集光し、
前記第２照射光が入射する入射端面における前記第２照射光の入射角は、前記第１照射光が入射する入射端面における前記第１照射光の入射角よりも小さいことを特徴とする集光方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学装置、光源装置、集光方法及び内視鏡システムに関する。

【背景技術】

【0002】

胃の内視鏡検査では、胃の内部の画像が取得される。腸の内視鏡検査では、腸の内部の画像が取得される。取得した画像から、腫瘍等の病変を発見することができる。

【0003】

病変が発見されると、その病変に対する治療方針を決めることになる。治療方針の決定では、病変部のサイズが関わってくる。そのため、病変部のサイズを正確に把握することが重要になる。

【0004】

病変部のサイズを正確に把握するためには、内視鏡から病変部までの距離を正確に測定することが必要になる。距離の測定では、例えば、視差を利用することができる。しかしながら、視差を利用する測定では、内視鏡から病変部までの距離が長くなるにつれて、視差が小さくなる。視差が小さくなると、測定精度が低下する。そのため、内視鏡から病変部までの距離が長い場合、内視鏡から病変部までの距離を正確に測定することが困難になる。

【0005】

別の測定方法として、Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ方式（以下、「ＴＯＦ方式」という）による測定方法が、特許文献１に開示されている。ＴＯＦ方式では、光強度が時間的に変調された光と、ＴＯＦイメージャと、が用いられる。

【0006】

図２６は、ＴＯＦ方式の測定原理を示す図である。図２６（ａ）は白色光源における光強度を示す図、図２６（ｂ）はＴＯＦ用光源における光強度を示す図、図２６（ｃ）は測定の様子を示す図である。

【0007】

内視鏡では、対象物の照明に、白色光源が用いられる。白色光源としては、例えば、白色ＬＥＤ、白色ＬＤ、ハロゲンランプ、又はキセノンランプが用いられる。白色ＬＥＤでは、複数のＬＥＤが用いられるか、又は、ＬＥＤと蛍光体が用いられる。白色ＬＤでは、複数のＬＤが用いられるか、又は、ＬＤと蛍光体が用いられる。

【0008】

白色光源からは、図２６（ａ）に示すように、波長帯域ΔλＬ_ｗの照明光Ｌ_ｗが射出される。波長帯域ΔλＬ_ｗには、可視域の波長が含まれている。光学フィルタを用いることで、波長帯域ΔλＬ_ｗよりも狭い波長帯域の光を、白色光源から取り出すことができる。狭い波長帯域の光は、例えば、ＮＢＩ（Narrow Band Imaging）に用いることができる。

【0009】

また、照明光Ｌ_ｗでは、図２６（ａ）に示すように、光強度ＩＬ_ｗは時間の経過と共に変化しない。すなわち、光強度が時間的に変調されていない光が、照明光Ｌ_ｗに用いられる。ただし、光強度が時間的に変調されている光（以下、「連続パルス光」という）を、照明光Ｌ_ｗに用いても良い。

【0010】

連続パルス光では、時間の経過に伴って、光強度が周期的に変化している。連続パルス光として、矩形パルス光、又は正弦波パルス光を用いることができる。矩形パルス光は、光強度の変化が矩形波で表される連続パルス光である。正弦波パルス光は、光強度の変化が正弦波で表される連続パルス光である。

【0011】

光強度の変調では、点灯と消灯が繰り返される。白色光源では、例えば、繰り返しの周期は１μs以上である。繰り返しの周波数は、１ＭＨｚ以下である。光強度の変調には、パルス幅変調が用いられることが多い。パルス幅変調では、点灯時のパルス幅を変えることで、光強度を変化させることができる。

【0012】

ＴＯＦ用光源では、図２６（ｂ）に示すように、波長帯域ΔλＬ_ＴＯＦの照明光Ｌ_ＴＯＦが射出される。波長帯域ΔλＬ_ＴＯＦは、通常近赤外域にある。波長帯域ΔλＬ_ＴＯＦの帯域幅は、波長帯域ΔλＬ_ｗの帯域幅と比べて狭い。

【0013】

近赤外域が選ばれるのは、人間の目に見えない（測定していることがわからない）、光源が比較的、安価、通常のシリコン系イメージャが利用可能、等の理由による。

【0014】

また、照明光Ｌ_ＴＯＦでは、光強度ＩＬ_ＴＯＦは、図２６（ｂ）に示すように、時間の経過と共に変化する。例えば、照明光Ｌ_ＴＯＦでは、１０ＭＨｚ～１００ＭＨｚの周波数で、光強度が時間的に変調されている。

【0015】

ＴＯＦ方式の測定では、連続パルス光が照明光として用いられる。連続パルス光として、矩形パルス光、又は正弦波パルス光を用いることができる。

【0016】

連続パルス光が矩形パルス光の場合、１つのパルス光の光強度の分布形状（以下、「パルス形状」という）は矩形である。以下では、パルス形状が矩形であるという前提で測定原理を説明する。

【0017】

ＴＯＦ方式の測定では、光源から対象物までの間の光と、対象物から光検出器までの間の光と、が比較される。光源と対象物との間には、通常、光学素子、例えば、レンズが配置されている。また、対象物と光検出器との間にも、光学素子が配置されている。

【0018】

光路中に光学素子が配置されていると、光学素子を通過した光は光学素子の影響を受ける。ただし、光学素子の影響を説明しなくても、測定原理は説明できる。よって、光学素子が配置されていない状態で、測定原理を説明する。

【0019】

図２６（ｃ）に示すように、照明光Ｌ_ＩＬＬで対象物が照明される。対象物からは、戻り光Ｌ_Ｒが射出される。戻り光Ｌ_Ｒは、対象物で反射された光、又は対象物で散乱された光である。戻り光Ｌ_Ｒは、ＴＯＦイメージャ（不図示）によって検出される。

【0020】

照明光Ｌ_ＩＬＬはパルス光なので、戻り光Ｌ_Ｒもパルス光である。光源から射出されたパルス光は、対象物で反射され、ＴＯＦイメージャによって検出される。よって、１つのパルス光に着目すると、光源からパルス光が射出された時刻とＴＯＦイメージャにパルス光が到達した時刻との間に差が生じる。

【0021】

図２７は、ＴＯＦ方式の測定原理を示す図である。図２７（ａ）は対象物までの距離が短い場合を示す図、図２７（ｂ）は対象物までの距離が長い場合を示す図である。

【0022】

ＴＯＦイメージャでは、２つ以上のゲート信号が用いられる。図２７では、ゲート信号として、第１の信号ＧＡＴＥ１と、第２の信号ＧＡＴＥ２と、が用いられている。ＴＯＦイメージャでは、第１の信号ＧＡＴＥ１がＨｉｇｈの時、第１の蓄積部に電荷が蓄積される。また、第１の信号ＧＡＴＥ１と同様に、第２の信号ＧＡＴＥ２がＨｉｇｈの時、第２の蓄積部に電荷が蓄積される。

【0023】

照明光Ｌ_ＩＬＬと戻り光Ｌ_Ｒは、共に、パルス光である。照明光Ｌ_ＩＬＬにおけるパルス形状と、戻り光Ｌ_Ｒおけるパルス形状は、共に、矩形である。そこで、パルス形状の立ち上がりの部分で、照明光Ｌ_ＩＬＬと戻り光Ｌ_Ｒを比較する。

【0024】

対象物までの距離が短い場合、図２７（ａ）に示すように、照明光Ｌ_ＩＬＬと戻り光Ｌ_Ｒとの間で、差Δｔｎが生じる。この場合、第１の信号ＧＡＴＥ１がＨｉｇｈの間では、時間ｔ１ｎで第１の蓄積部に電荷が蓄積される。蓄積された電荷から、信号Ｉ１ｎが得られる。第２の信号ＧＡＴＥ２がＨｉｇｈの間では、時間ｔ２ｎで第２の蓄積部に電荷が蓄積される。蓄積された電荷から、信号Ｉ２ｎが得られる。

【0025】

対象物までの距離が長い場合、図２７（ｂ）に示すように、照明光Ｌ_ＩＬＬと戻り光Ｌ_Ｒとの間で、差Δｔｆが生じる。この場合、第１の信号ＧＡＴＥ１がＨｉｇｈの間では、時間ｔ１ｆで第１の蓄積部に電荷が蓄積される。蓄積された電荷から、信号Ｉ１ｆが得られる。第２の信号ＧＡＴＥ２がＨｉｇｈの間では、時間ｔ２ｆで第２の蓄積部に電荷が蓄積される。蓄積された電荷から、信号Ｉ２ｆが得られる。

【0026】

時間と信号の関係は、以下のようになる。
対象物までの距離が短い場合：ｔ２ｎ＜ｔ１ｎ、Ｉ２ｎ＜Ｉ１ｎ
対象物までの距離が長い場合：ｔ１ｆ＜ｔ２ｆ、Ｉ１ｆ＜Ｉ２ｆ

【0027】

このように、対象物までの距離が変化すると、第１の信号ＧＡＴＥ１がＨｉｇｈのときに得られる信号と第２の信号ＧＡＴＥ２がＨｉｇｈのときに得られる信号との比が変化する。よって、２つの信号から、対象物までの距離を測定することができる。

【0028】

ＴＯＦイメージャは、複数の受光部を有する。各受光部で、対象物までの距離を測定することができる。よって、対象物のサイズを把握することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0029】

【文献】特開２０１４－１３８６９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0030】

ＴＯＦ方式では、距離の測定に、矩形パルス光又は正弦波パルス光が用いられる。戻り光Ｌ_Ｒにおけるパルス形状が照明光Ｌ_ＩＬＬにおけるパルス形状と異なると、矩形パルス光が用いられる場合であっても、正弦波パルス光が用いられる場合であっても、精度の良い測定が困難になる。

【0031】

図２６（ｃ）に示すように、光源から射出された照明光Ｌ_ＩＬＬは、戻り光Ｌ_ＲとなってＴＯＦイメージャに到達する。ただし、上述のように、通常、光源と対象物との間、及び対象物と光検出器との間には、光学素子が配置されている。

【0032】

そのため、矩形パルス光が用いられる場合であっても、正弦波パルス光が用いられる場合であっても、パルス形状は、光学素子の影響を受けて変化する。また、パルス形状は、対象物の影響を受けて変化する。パルス形状の変化は、距離情報に誤差情報が加わることを意味している。

【0033】

光学系に入射した正弦波パルス光は、光学系から射出される。このとき、場合によっては、入射した正弦波パルス光よりも位相の遅れた正弦波パルス光が、光学系から射出される。位相の遅れは、光学系で時間遅れを伴ったパルス光が重ね合わせられることで生じる。位相の遅れによって、結果的に距離情報に誤差情報が加わることもある。よって、この位相の遅れも、パルス形状の変化に含める。

【0034】

特許文献１では、光学部材の影響によるパルス形状の変化や、対象物の影響によるパルス形状の変化については、考慮されていない。そのため、場合によっては、距離情報に大きな誤差情報が加わってしまう。その結果、対象物のサイズを正確に把握することが困難になる。

【0035】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、距離情報に含まれる誤差情報が低減されている光学装置、光源装置、集光方法及び内視鏡システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0036】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る光学装置は、
光源部と、本体部と、を有し、
光源部は、
第１照射光を出射する第１光源と、
第２照射光を出射する第２光源と、
第１光源及び第２光源を制御する光源制御部と、
第１照射光と第２照射光が入射する集光部と、を有し、
本体部は、硬質で管状の挿入部、又は軟質で管状の挿入部を有し、
挿入部は、
屈折率が１よりも大きい透明な媒質で形成された導光部材と、
被検体からの戻り光が入射する光学系と、
第１測定光に基づいて、被検体の画像情報を出力する第１イメージャと、
第２測定光に基づいて、光学系から被検体までの距離情報をＴｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ方式により測定する第２イメージャと、を有し、
第２照射光では、光強度が時間的に変調され、
導光部材は、集光部側に位置する入射端面と、被検体側に位置する射出端面と、を有し、
集光部から射出された第３照射光は、挿入部から被検体に向けて射出され、
第１測定光には、第１照射光の波長帯域の一部と同じ波長帯域の光が含まれ、
第２測定光には、第２照射光の波長帯域と同じ波長帯域の光が含まれ、
第２照射光が入射する入射端面における第２照射光の入射角は、第１照射光が入射する入射端面における第１照射光の入射角よりも小さいことを特徴とする。

【0037】

また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る内視鏡システムは、
上述の光学装置と、処理装置と、を有し、
処理装置は、支援情報を生成する支援情報生成部を有し、
支援情報は、画像情報と距離情報に基づいて生成され、
支援情報には、病変候補領域の位置に関する情報と形状に関する情報と、それに基づいて距離情報により計算した必要な点間の長さが含まれていることを特徴とする。
また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る内視鏡システムは、
上述の光学装置と、処理装置と、を有し、
画像情報に基づいて、被検体の観察用画像が生成され、
観察用画像の画素における距離、又は距離と傾きを、距離情報に基づいて補完及び推定し、
推定した結果から、長さ情報を取得することを特徴とする。
また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る光源装置は、
第１イメージャによって被検体の画像情報を取得するための第１照射光を出射する第１光源と、
光学系から被検体までの距離情報を取得するための第２照射光を出射する第２光源と、
第１照射光と第２照射光が入射し、導光部材の入射端面に光を集光する集光部と、
第１光源及び第２光源を制御する光源制御部と、を有し、
第２照射光が入射する入射端面における第２照射光の入射角は、第１照射光が入射する入射端面における第１照射光の入射角よりも小さいことを特徴とする。
また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る内視鏡システムは、
上述の光源装置と、処理装置と、を有し、
処理装置は、支援情報を生成する支援情報生成部を有し、
支援情報は、画像情報と距離情報に基づいて生成され、
支援情報には、病変候補領域の位置に関する情報と形状に関する情報と、それに基づいて距離情報により計算した必要な点間の長さが含まれていることを特徴とする。
また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る内視鏡システムは、
上述の光源装置と、処理装置と、を有し、
画像情報に基づいて、被検体の観察用画像が生成され、
観察用画像の画素における距離、又は距離と傾きを、距離情報に基づいて補完及び推定し、
推定した結果から、長さ情報を取得することを特徴とする。
また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る集光方法は、
導光部材の入射端面に光を集光する方法であって、
第１光源が、第１イメージャによって被検体の画像情報を取得するための第１照射光を出射し、
第２光源が、Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ方式の第２イメージャによって光学系から被検体までの距離情報を取得するための第２照射光を出射し、
集光部が、入射した第１照射光と第２照射光を、導光部材の入射端面に光を集光し、
第２照射光が入射する入射端面における第２照射光の入射角は、第１照射光が入射する入射端面における第１照射光の入射角よりも小さいことを特徴とする。

【発明の効果】

【0038】

本発明によれば、距離情報に含まれる誤差情報が低減されている光学装置、光源装置、集光方法及び内視鏡システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】本実施形態の光学装置を示す図である。

【図2】本実施形態の光学装置を示す図である。

【図3】光源部を示す図である。

【図4】照射光の波長帯域を示す図である。

【図5】光源部と照射光の波長を示す図である。

【図6】光源部を示す図である。

【図7】光源部を示す図である。

【図8】第１照射光の波長帯域と第２照射光の波長帯域を示す図である。

【図9】照射光と測定光を示す図である。

【図10】照射光と測定光を示す図である。

【図11】第１照射光の波長帯域と第２照射光の波長帯域を示す図である。

【図12】照射光と測定光を示す図である。

【図13】照射光と測定光を示す図である。

【図14】測定光を示す図である。

【図15】測定光を示す図である。

【図16】入射端面の射出領域を示す図である。

【図17】本実施形態の光学装置を示す図である。

【図18】本実施形態の光学装置を示す図である。

【図19】射出端面の第１例と射出領域を示す図である。

【図20】射出端面の第２例を示す図である。

【図21】導光部材を示す図である。

【図22】導光部材を示す図である。

【図23】本実施形態の光学装置と入射領域を示す図である。

【図24】本実施形態の光学装置を示す図である。

【図25】本実施形態の内視鏡システムを示す図である。

【図26】ＴＯＦ方式の測定原理を示す図である。

【図27】ＴＯＦ方式の測定原理を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

実施例の説明に先立ち、本発明のある態様にかかる実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様はあくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。

【0041】

（本実施形態の光学装置１）
本実施形態の光学装置は、光源部と、本体部と、を有し、光源部は、第１照射光を出射する第１光源と、第２照射光を出射する第２光源と、第１光源及び第２光源を制御する光源制御部と、第１照射光と第２照射光が入射する集光部と、を有し、本体部は、硬質で管状の挿入部、又は軟質で管状の挿入部を有し、挿入部は、屈折率が１よりも大きい透明な媒質で形成された導光部材と、被検体からの戻り光が入射する光学系と、第１測定光に基づいて、被検体の画像情報を出力する第１イメージャと、第２測定光に基づいて、光学系から被検体までの距離情報を出力する第２イメージャと、を有し、第２照射光では、光強度が時間的に変調され、導光部材は、集光部側に位置する入射端面と、被検体側に位置する射出端面と、を有し、集光部から射出された第３照射光は、挿入部から被検体に向けて射出され、第１測定光には、第１照射光の波長帯域の一部と同じ波長帯域の光が含まれ、第２測定光には、第２照射光の波長帯域と同じ波長帯域の光が含まれ、距離情報に含まれる誤差情報が低減されていることを特徴とする。

【0042】

（光学装置１：第１例）
図１は、光学装置を示す図である。図１（ａ）は、光学装置の全体を示す図である。図１（ｂ）は、光学装置の先端を示す図である。

【0043】

図１（ａ）に示すように、光学装置１は、光源部２と、本体部３と、を有する。光学装置１では、光源部２は、本体部３から離れた場所に配置されている。

【0044】

光源部２は、第１光源４と、第２光源５と、光源制御部６と、集光部７と、を有する。第１光源４から、第１照射光が射出される。第２光源５から、第２照射光が射出される。

【0045】

光源制御部６は、第１光源４と第２光源５を制御する。光源制御部６では、例えば、第１光源４の点灯と消灯、第２光源５の点灯と消灯、第１照射光の光強度の調整、又は第２照射光の光強度の調整が行われる。

【0046】

集光部７には、第１照射光と第２照射光が入射する。集光部７の具体的な構成は、後述する。集光部７から、第３照射光が射出される。第３照射光には、第１照射光の波長帯域の一部と同じ波長帯域を有する光と第２照射光が含まれるか、又は、第１照射光と第２照射光が含まれる。

【0047】

本体部３は、挿入部８を有する。挿入部８は、硬質で管状の部材、又は軟質で管状の部材で形成されている。挿入部８は、導光部材９と、光学系１１と、光学フィルタ１２と、第１イメージャ１３と、第２イメージャ１４と、を有する。挿入部８は、更に、レンズ１０を備えていても良い。

【0048】

挿入部８は、同軸光学系を有する。同軸光学系では、光学系１１から光学フィルタ１２までの間に、１つの光路が形成されている。光学フィルタ１２によって、２つの光路が形成されている。一方の光路に第１イメージャ１３が配置され、他方の光路に第２イメージャ１４が配置されている。

【0049】

光学フィルタ１２には、例えば、ダイクロイックミラー、又はハーフミラーを用いることができる。第１イメージャ１３には、例えば、ＣＣＤ、又はＣＭＯＳを用いることができる。第２イメージャ１４には、ＴＯＦイメージャが用いられる。

【0050】

導光部材９は、屈折率が１よりも大きい透明な媒質で形成されている。導光部材９として、単ファイバ、又はファイババンドルを用いることができる。導光部材９の代わりに、リレー光学系を用いることができる。

【0051】

後述のように、導光部材９には、第３照射光が入射する。第３照射光は、導光部材９の内部を伝搬し、導光部材９から射出される。その結果、挿入部８から、第３照射光が射出される。第３照射光は、被検体１５に照射される。これにより、被検体１５が照明される。

【0052】

光学系１１には、被検体からの戻り光が入射する。戻り光には、光学系１１に向かう反射光と、光学系１１に向かう散乱光と、が含まれている。戻り光については、後述する。

【0053】

光学系１１に入射した戻り光は、光学フィルタ１２に到達する。戻り光は、光学フィルタ１２で、透過光と反射光とに分かれる。透過光は第１測定光で、反射光は第２測定光である。

【0054】

第１測定光は、第１イメージャ１３に入射する。第１測定光に基づいて、第１イメージャ１３から、被検体の画像情報が出力される。第２測定光は、第２イメージャ１４に入射する。第２測定光に基づいて、第２イメージャ１４から、光学系から被検体までの距離情報が出力される。

【0055】

第１測定光と第２測定光は、第３照射光が被検体から戻ってきたときの光に含まれている。第１測定光の波長帯域と第２測定光の波長帯域は、各々、第３照射光の波長帯域の一部を含んでいる。

【0056】

第１光源４は、画像取得用光源である。画像取得では、被検体１５の明るさ情報を取得できると良い。例えば、白色光照明で画像を取得すること、又はＮＢＩによって画像を取得することで、明るさ情報が得られる。以下、白色光照明で画像を取得する場合について説明する。

【0057】

第１照射光は、白色光にすることができる。第１光源４には、例えば、白色ＬＥＤ、白色ＬＤ、ハロゲンランプ、又はキセノンランプを用いることができる。白色光には、スペクトルが連続している光と、スペクトルが連続していない光と、が含まれる。

【0058】

スペクトルが連続していない光では、光強度が実質的にゼロになる波長が複数含まれている。スペクトルが連続していない光における波長帯域は、光強度が実質的にゼロになる波長のうち、最も短い波長と最も長い波長で決まる。

【0059】

第２光源５は、ＴＯＦ用光源である。よって、第２照射光は、単色光、又は準単色光（以下、「狭帯域光」という）である。第２光源５には、例えば、ＬＤ、又はＬＥＤが用いられる。

【0060】

第１照射光は白色光であるので、第１照射光の波長帯域は、第２照射光の波長帯域よりも広い。また、第１照射光には、光強度が時間的に変調されていない光、又は連続パルス光が用いられる。一方、第２照射光には、連続パルス光が用いられる。

【0061】

導光部材９は、集光部７側に位置する入射端面９ａと、被検体１５側に位置する射出端面９ｂと、を有する。

【0062】

入射端面９ａは、集光部７と対向している。上述のように、集光部７から、第３照射光が射出される。よって、入射端面９ａに、第３照射光が入射する。導光部材９に入射した第３照射光は、導光部材９の内部を伝搬し、射出端面９ｂに到達する。

【0063】

射出端面９ｂから、第３照射光が射出される。射出端面９ｂ側には、レンズ１０が配置されている。レンズ１０は、被検体１５と対向している。よって、第３照射光は、レンズ１０を介して、被検体１５に照射される。その結果、第３照射光で、被検体１５が照明される。

【0064】

戻り光について説明する。照明光が被検体１５に照射されると、被検体１５の表面付近で反射される光と、被検体１５の内部に到達する光と、が生じる。被検体１５の内部に到達した光は、被検体の内部で散乱される。散乱された一部の光は被検体１５から射出し、反射光と一緒に光学系１１に入射する。よって、戻り光には、反射光と散乱光が含まれる。

【0065】

図１（ｂ）に示すように、被検体１５は照明光Ｌ_ＩＬＬで照明される。照明光Ｌ_ＩＬＬには、第１照射光と第２照射光が含まれている。

【0066】

被検体１５が生体組織の場合、被検体１５では、反射光Ｌ_ＲＥＦと散乱光Ｌ_ＤＩＦが生じる。反射光Ｌ_ＲＥＦは、被検体１５で照明光Ｌ_ＩＬＬが反射されたときの光である。散乱光Ｌ_ＤＩＦは、被検体１５で照明光Ｌ_ＩＬＬが散乱されたときの光である。

【0067】

レンズ１０と光学系１１は、並んで配置されている。この場合、照明光Ｌ_ＩＬＬは、被写体１５に対して斜めから照射される。すなわち、照明光Ｌ_ＩＬＬは、光学系１１の視野の外側から視野の内側に向かって進行する。

【0068】

照明光Ｌ_ＩＬＬには、様々な角度の光線が含まれている。反射光Ｌ_ＲＥＦのうち、ほとんどの反射光は光学系１１の視野の外側に向かい、残りの反射光は光学系１１に向かう。一方、散乱光は、あらゆる方向に向かう。散乱光Ｌ _ＤＩＦのうち、一部の散乱光は光学系１１に向かう。

【0069】

光学系１１には、被検体１５からの戻り光Ｌ_Ｒが入射する。戻り光Ｌ_Ｒは、光学系１１に向かう反射光Ｌ_ＲＥＦと、光学系１１に向かう散乱光Ｌ _ＤＩＦを含んでいる。戻り光Ｌ_Ｒは、光学フィルタ１２で、透過光と反射光とに分かれる。透過光は第１測定光で、反射光は第２測定光である。

【0070】

透過光と反射光は、共に、反射光Ｌ_ＲＥＦと散乱光Ｌ _ＤＩＦを含んでいる。よって、第１測定光と第２測定光は、共に、反射光Ｌ_ＲＥＦと散乱光Ｌ _ＤＩＦを含んでいる。

【0071】

第１測定光には、重複波長帯域の光が含まれている。重複波長帯域は、第１照射光の波長帯域と同じ波長帯域である。

【0072】

重複波長帯域が、第１照射光の波長帯域の一部と一致する場合、第１測定光の波長帯域は、第１照射光の波長帯域と異なる。重複波長帯域が、第１照射光の波長帯域の全部と一致する場合、第１測定光の波長帯域は、第１照射光の波長帯域と同じになる。

【0073】

重複波長帯域が第１照射光の波長帯域の一部と一致する場合、第１測定光の波長帯域は、第１照射光の波長帯域から特定の波長帯域が欠落している波長帯域と同じになる。欠落している特定の波長帯域が狭ければ、第１測定光の波長帯域は、第１照射光の波長帯域と同じと見なすことができる。

【0074】

上述のように、第１照射光は白色光である。第１測定光の波長帯域が第１照射光の波長帯域と同じ場合、第１測定光は白色光である。第１測定光の波長帯域が第１照射光の波長帯域と異なる場合、欠落している特定の波長帯域を狭くすることで、第１測定光は白色光とみなすことができる。

【0075】

第１イメージャ１３には、白色光で照明された被検体の光学像が形成される。よって、第１イメージャ１３からは、白色光で照明したときの画像情報が出力される。

【0076】

第２測定光の波長帯域には、第２照射光の波長帯域と同じ波長帯域の光が含まれている。よって、第２測定光の波長帯域は、第２照射光の波長帯域と異なるか、又は第２照射光の波長帯域と同じになる。

【0077】

上述のように、第２照射光は狭帯域光である。第２測定光の波長帯域が第２照射光の波長帯域と同じ場合、第２測定光は狭帯域光である。第２測定光の波長帯域が第２照射光の波長帯域と異なる場合、第２照射光以外の光を除去することで、第２測定光を狭帯域光にすることができる。

【0078】

第２イメージャ１４には、狭帯域光で照明された被検体の光学像が形成される。更に、第２測定光には、光強度が時間的に変調された光が含まれている。よって、第２イメージャ１４からは、光学系１１から被検体までの距離情報が出力される。

【0079】

（光学装置１：第２例）
図２は、光学装置を示す図である。図１と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0080】

光学装置２０は、光源部２と、本体部３と、を有する。光学装置２０では、光源部２は、本体部３の内部に配置されている。挿入部８は、導光部材２１を有する。導光部材２１は、集光部７側に位置する入射端面２１ａと、被検体側に位置する射出端面２１ｂと、を有する。

【0081】

挿入部８は、並列光学系を有する。並列光学系は、第１光学系２２と、第２光学系２３と、を有する。第１光学系２２と、第２光学系２３は、並んで配置されている。第１光学系２２と第２光学系２３とで、２つの光路が形成されている。第１光学系２２の光路に第１イメージャ１３が配置され、第２光学系２３の光路に第２イメージャ１４が配置されている。

【0082】

並列光学系では、２つの光学系が並んでいる。そのため、同軸光学系に比べると、１つの光学系におけるレンズの外径が小さくなる。その結果、並列光学系では、同軸光学系に比べると、光学系の分解能が低下する。また、並列光学系では、同軸光学系に比べると、１つの光学系に入射する光束の大きさが小さくなる。

【0083】

図１と図２は、光学装置の概略図である。よって、図１と図２では、１つの導光部材、１つの入射端面、及び１つの射出端面が図示されている。

【0084】

しかしながら、導光部材の数は、１つに限られない。光学装置は、複数の導光部材を有していても良い。また、入射端面の数は、１つに限られない。光学装置は複数の入射端面を有していても良い。射出端面の数は、１つに限られない。光学装置は、複数の射出端面を有していても良い。

【0085】

光源部について説明する。図３は、光源部を示す図である。図３（ａ）は、光源部の第１例を示す図である。図３（ｂ）は、光源部の第２例を示す図である。

【0086】

（光源部：第１例）
光源部３０は、同軸入射タイプの光源部である。図３（ａ）に示すように、光源部３０は、第１光源３１と、第２光源３２と、レンズ３３と、レンズ３４と、ダイクロイックミラー３５と、導光部材３６と、を有する。導光部材３６は、入射端面３６ａを有する。光源部３０では、１つの導光部材が用いられている。

【0087】

光源部３０では、２つの照明光路が形成されている。２つの照明光路のうち、一方の照明光路に第１光源３１とレンズ３３が配置され、他方の照明光路に、第２光源３２とレンズ３４が配置されている。ダイクロイックミラー３５は、２つの照明光路が交差する位置に配置されている。

【0088】

第１光源３１から、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。第１照射光Ｌ_Ｗは、白色光である。第１照射光Ｌ_Ｗは、レンズ３３を通過して、ダイクロイックミラー３５に入射する。第２光源３２から、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、狭帯域光である。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、レンズ３４を通過して、ダイクロイックミラー３５に入射する。

【0089】

第１照射光Ｌ_Ｗは、ダイクロイックミラー３５で反射される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、ダイクロイックミラー３５を透過する。その結果、第３照射光は、同一の照明光路を進行し、入射端面３６ａから導光部材３６に入射する。

【0090】

（光源部：第２例）
光源部３７は、並列入射タイプの光源部である。図３（ｂ）に示すように、光源部３７は、第１光源３１と、第２光源３２と、レンズ３３と、レンズ３４と、導光部材３８と、導光部材３９と、を有する。

【0091】

光源部３７では、２つの導光部材が用いられている。導光部材３８は、入射端面３８ａを有する。導光部材３９は、入射端面３９ａを有する。

【0092】

第１光源３１から、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。第１照射光Ｌ_Ｗは、白色光である。第１照射光Ｌ_Ｗはレンズ３３を通過して、入射端面３８ａから導光部材３８に入射する。

【0093】

第２光源３２から、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、狭帯域光である。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、レンズ３４を通過して、入射端面３９ａから導光部材３９に入射する。

【0094】

以上、第１光源３１と第２光源３２光源に点光源を用いて、光源部の説明を行った。しかしながら、第１光源３１と第２光源３２光源に、面光源を用いても良い。

【0095】

この場合、光源部３０では、ダイクロイックミラー３５と入射端面３６ａとの間に、レンズを配置すれば良い。光源部３７では、レンズ３３と入射端面３８ａとの間、及び、レンズ３４と入射端面３９ａとの間に、レンズを配置すれば良い。このようにすることで、面光源の像を入射端面上に形成することができる。

【0096】

上述のように、光学系には、同軸光学系、又は並列光学系を用いることができる。光源部には、同軸入射タイプの光源部、又は並列入射タイプの光源部を用いることができる。光源部と光学系は、各々２つのタイプに分かれるので、４通りの光源部と光学系の組み合わせが得られる。

【0097】

同軸入射タイプの光源部では、第３照射光は、１つのファイバに入射する。並列入射タイプの光源部では、第３照射光は第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦに分かれて、別々のファイバに入射する。

【0098】

同軸光学系では、戻り光Ｌ_Ｒは、１つの光学系に入射する。並列光学系では、戻り光Ｌ_Ｒは、別々の光学系に入射する。

【0099】

光学装置１と光学装置２０では、距離情報に含まれる誤差情報が低減されている。そのため、対象物までの距離を精度良く測定することができる。

【0100】

（本実施形態の光学装置２）
本実施形態の光学装置では、誤差情報の低減に、第２光源が用いられ、第２照射光は、通常利用される赤外波長域よりも短波長側の波長帯域の光であることが好ましい。

【0101】

第２照射光が被検体に照射されると、戻り光Ｌ _Ｒ 、すなわち、反射光Ｌ_ＲＥＦと散乱光Ｌ_ＤＩＦが生じる。散乱光Ｌ_ＤＩＦは、被検体の内部で散乱された光である。

【0102】

被検体の内部では、光が到達した全ての位置で散乱光が生じる。被検体の表面に近い場所、すなわち、表層に到達した光の強度が大きい。そのため、表層で生じた散乱光（以下、「表層散乱光」という）の光強度は大きい。一方、被検体の表面から離れた場所、すなわち、深層に到達した光の強度が小さい。そのため、深層で生じた散乱光（以下、「深層散乱光」という）の光強度は小さい。

【0103】

表層散乱光も深層散乱光も、被検体から戻ってきた光なので、距離情報を有している。表層散乱光は、被検体の表面に近い場所で生じた散乱光である。表層散乱光は、正確な距離情報を持っているので、距離情報の取得に利用できる。

【0104】

一方、深層散乱光は、被検体の表面に近い場所で生じた散乱光ではない。深層散乱光は、正確な距離情報を持っていると言えないので、距離情報の取得に利用できない。すなわち、深層散乱光は、誤差情報を生じる光と見なさなくてはならない。このように、第１測定光と第２測定光には、距離情報を持つ光と誤差情報を生じる光とが含まれる。

【0105】

第２測定光は距離情報の取得に用いられる。そのため、第２測定光に誤差情報を生じる光が多く含まれていると、パルス形状が矩形でなくなる。パルス形状が矩形でなくなると、精度の良い測定が困難になる。距離を精度良く測定するためには、誤差情報を生じる光を少なくすれば良い。

【0106】

光は、波長が短くなる程、散乱され易くなる。そのため、光の波長を短くするほど、表層散乱光の割合が多くなる。表層散乱光の割合が多くなると、被検体の表面から離れた場に到達する光の量が少なくなる。その結果、深層散乱光の量が少なくなる。

【0107】

図４は、照射光の波長帯域を示す図である。図４に示すように、第１照射光Ｌ_Ｗの波長帯域は、紫外波長域ＵＶと赤外波長域ＩＲの間に位置している。第２照射光Ｌ_ＴＯＦの波長帯域は、第１照射光Ｌ_Ｗの波長帯域よりも狭い。そして、第２照射光Ｌ_ＴＯＦの波長帯域は、赤外波長域ＩＲよりも短波長側に位置している。

【0108】

このように、光学装置では、第２照射光Ｌ_ＴＯＦに、赤外波長域よりも短波長側の波長帯域の光（以下、「短波長光」という）が用いられている。そのため、深層散乱光、すなわち、誤差情報を生じる光を少なくすることができる。その結果、誤差情報を低減することができる。

【0109】

第１照射光Ｌ_Ｗに白色光が用いられている場合、紫外波長域ＵＶと赤外波長域ＩＲの間は、白色光の波長帯域を示している。白色光は、肉眼で白色に見える光である。白色光は、可視光に置き換えることができる。可視光の波長帯域は４００ｎｍ～７００ｎｍである。

【0110】

（光学装置２：第３例）
本実施形態の光学装置では、第２照射光は、４６０ｎｍ以上、５１０ｎｍ以下の波長帯域を含むことが好ましい。

【0111】

オキシヘモグロビンは、動脈を流れる血液中に含まれている。静脈中ではオキシヘモグロビンから酸素が離れたデオキシヘモグロビンの比率が増加する。血液は、動脈、毛細血管、静脈の順で流れていく。毛細血管は、動脈と静脈の中間に位置する。よって、毛細血管には、オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンが含まれている。

【0112】

４６０ｎｍ以上、５１０ｎｍ以下の波長帯域の光では、オキシヘモグロビンでの吸収が小さい。オキシヘモグロビンでの吸収が小さいと、オキシヘモグロビンでの吸収による第２照射光のロスが少ない分、動脈、及び毛細血管を含む領域からの戻り光が大きくなる。

【0113】

また、この波長帯域の光では、デオキシヘモグロビンでの吸収が小さい。デオキシヘモグロビンでの光の吸収が小さいと、デオキシヘモグロビンでの吸収による第２照射光のロスが少ない分、静脈、及び毛細血管を含む領域からの戻り光が大きくなる。

【0114】

この光学装置では、第２照射光に、波長帯域が４６０ｎｍ以上、５１０ｎｍ以下の光が含まれている。この波長帯域は、近赤外光より短い波長帯域である。そのため、この波長帯域の光を照射光に用いると、被検体の内部からの散乱光を低減できる一方で、表面近傍からの散乱光を比較的多くできるので、誤差情報を低減できる。

【0115】

加えて、この波長帯域の光を用いると、血管を含む領域での戻り光を大きくできる。よって、第３例では、血管を含む領域での距離の測定精度を向上させることができる。

【0116】

被検体が粘膜を有する場合、毛細血管が表面近傍に位置している領域がある。表面近傍からの散乱光により距離の測定を行いたいが、場所によってはその表面近傍に毛細血管が分布している。

【0117】

このような被検体では、第２照射光の波長帯域がオキシヘモグロビンの吸収が大きい波長帯域を含んでいると、毛細血管が分布する領域では、戻り光の光強度が小さくなる。そのため、距離の測定精度が悪化する。第２照射光の波長帯域としてオキシヘモグロビンの吸収が小さい波長帯域を選べば、血管が分布する領域からの戻り光の光強度が大きくなる。よって、距離の測定精度の向上が見込める。

【0118】

また、第２照射光の波長帯域がデオキシヘモグロビンの吸収が大きい波長帯域を含んでいると、血管からの戻り光の光強度が小さくなる。そのため、距離の測定精度が悪化する。第２照射光の波長帯域としてデオキシヘモグロビンの吸収が小さい領域を選べば、血管からの戻り光の光強度が大きくなる。よって、距離の測定精度の向上が見込める。

【0119】

この光学装置では、オキシヘモグロビンでの吸収が小さい波長帯域の光と、デオキシヘモグロビンでの吸収が小さい波長帯域の光が、第２照射光に含まれている。よって、第２照射光を用いることで、被検体までの距離を、より良い精度で測定することができる。

【0120】

（光学装置２：第４例）
本実施形態の光学装置では、第２照射光は、４６０ｎｍ以上、５１０ｎｍ以下であることが好ましい。

【0121】

この光学装置では、第２照射光に、波長帯域が４６０ｎｍ以上、５１０ｎｍ以下の光が用いられる。上述のように、この波長帯域では、オキシヘモグロビンでの吸収とデオキシヘモグロビンでの吸収が小さい。よって、この光学装置では、オキシヘモグロビンでの吸収が小さい光と、デオキシヘモグロビンでの吸収が小さい光が、第２照射光に用いられている。その結果、被検体までの距離を、より良い精度で測定することができる。

【0122】

（光学装置２：第５例）
本実施形態の光学装置では、第２照射光の波長帯域は、ヘモグロビンでの吸収の大きい波長帯域を含むことが好ましい。

【0123】

本例の光学装置では、第３例の光学装置及び第４例の光学装置と異なり、第２照射光に、ヘモグロビンでの吸収が大きい波長帯域の光を利用している。

【0124】

本例の光学装置では、戻り光は非常に小さくなるので、ＳＮ比が若干低下する点で不利になる。しかしながら、戻り光を高いＳＮ比で検出可能なシステムであれば、より精度の高い距離の測定が可能になる。

【0125】

被検体によっては、被検体の表面に近い場所に、毛細血管が位置している。このような被検体に第２照射光を照射すると、第２照射光は毛細血管を通過して、被検体の表面から離れた場所に到達する。

【0126】

この光学装置では、第２照射光の波長帯域は、ヘモグロビンでの吸収の大きい波長帯域を含んでいる。この場合、第２照射光は毛細血管で大きく吸収される。そのため、第２照射光が被検体の表面から離れた場所に到達しても、到達した第２照射光の量は非常に少ない。その結果、深層散乱光の光強度が小さくなる。

【0127】

また、被検体の表面に向かう深層散乱光は、毛細血管を通過する。深層散乱光の波長帯域も、ヘモグロビンでの吸収の大きい波長帯域を含んでいる。よって、深層散乱光は毛細血管で大きく吸収される。その結果、被検体の表面に到達する深層散乱光の光強度は、更に小さくなる。

【0128】

上述のように、深層散乱光は、誤差情報を生じる光である。深層散乱光の光強度を小さくなると、誤差情報が低減される。

【0129】

表層散乱光には、被検体の表面から毛細血管までの間で生じる散乱光と、毛細血管で生じる散乱光が含まれる。第２照射光の波長帯域は、ヘモグロビンでの吸収の大きい波長帯域を含んでいる。そのため、第２照射光が４６０ｎｍ以上、５１０ｎｍ以下の波長帯域を含む場合に比べると、毛細血管で生じる散乱光の光強度は小さい。

【0130】

被検体の表面に近い場所に毛細血管が位置している場合、毛細血管の位置は被検体の表面の位置を表していると見なすことができる。ただし、毛細血管は、被検体の表面には位置していない。そのため、毛細血管の位置が、被検体の表面から離れすぎると、毛細血管で生じる散乱光は、深層散乱光と同様に、誤差情報を生じる光になる。

【0131】

上述のように、この光学装置では、第２照射光の波長帯域は、ヘモグロビンでの吸収の大きい波長帯域を含んでいる。そのため、毛細血管で生じる散乱光の光強度は、被検体の表面から毛細血管までの間で生じる散乱光の光強度よりも小さくなる。毛細血管で生じる散乱光が誤差情報を生じる光であっても、誤差情報を低減することができる。

【0132】

被検体の表面から毛細血管までの間で生じる散乱光の光強度は小さい。第２イメージャに、ＳＮ比の高いイメージャを用いることで、被検体の表面から毛細血管までの間で生じる散乱光を、高いＳＮ比で検出することができる。

【0133】

このように、この光学装置では、被検体の表面近傍からの戻り光だけで、距離を測定できる。そのため、距離を精度良く測定することができる。

【0134】

（光学装置２：第６例）
本実施形態の光学装置では、第２照射光は、紫外光であることが好ましい。

【0135】

第１照射光に白色光が用いられ、第２照射光に可視域の光が用いられると、第２照射光の波長帯域は、第１照射光の波長帯域と重なってしまう。上述のように、光学フィルタでは、戻り光が第１測定光と第２測定光とに分離される。第２照射光の波長帯域が第１照射光の波長帯域に重なっていると、第２測定光に含まれる第２照射光の割合を多くすることが困難になる。

【0136】

後述の本実施形態の光学装置５のように、第２照射光以外の波長帯域の光は、バンドパスフィルタ等を利用すれば、第２測定光から除去可能である。しかしながら、第２照射光の波長帯域の光は、バンドパスフィルタ等を利用しても、第２測定光から除去できない。

【0137】

この光学装置では、第２照射光に、紫外光が用いられている。第２照射光に紫外光が用いられると、第２照射光の波長帯域は、第１照射光の波長帯域と重ならなくなる。

【0138】

キセノンランプから射出された光には、紫外光が含まれている。第１照射光が広帯域光、例えば、キセノンランプから射出された光のような光である場合、第１照射光には紫外光が含まれる。紫外光は、第１イメージャでの被検体の画像情報の取得のためには不要な光である。そのため、紫外光は、被検体に照射される前に、適当な光学フィルタによって除去して良い。

【0139】

本例の光学装置では、集光部に入射する前に第１照射光の紫外域は除去されている。従って第２照射光の波長帯域は、第１照射光の波長帯域と重ならない。

【0140】

そのため、第２照射光を全て第２測定光に含ませることができる。被検体が生体でない場合、第２照射光に紫外光を用いることで、第１イメージャに形成される被検体の光学像と、第２イメージャに形成される被検体の光学像を、共に明るくすることができる。よって、画像情報の精度と距離情報の精度を、高めることができる。

【0141】

被検体が生体の場合、第２照射光に紫外光を用いると、被検体に悪影響を及ぼす場合がある。しかしながら、光強度と照射時間を適切に設定することで、悪影響を少なくすることができる。よって、被検体が生体の場合であっても、第２照射光に紫外光を用いることで、画像情報の精度と距離情報の精度を、高めることができる。

【0142】

（光源部：第３例）
以上のように、光学装置では、様々な波長帯域の光を、第２照射光に用いることができる。様々な波長帯域の光は、光源部で生成される。このような光源部の例を、次に示す。

【0143】

図５は、光源部と照射光の波長を示す図である。図５（ａ）は、光源部を示す図である。図５（ｂ）は、第２照射光の波長帯域の第１例を示す図である。図５（ｃ）は、第２照射光の波長帯域の第２例を示す図である。図５（ｄ）は、第２照射光の波長帯域の第３例を示す図である。

【0144】

図５（ａ）では、第１光源は図示されていない。光源部は、第２光源部４０と、集光部４１と、を有する。光源部は、更に、ミラー４２ａ、ダイクロイックミラー４２ｂ、ダイクロイックミラー４２ｃ、光学フィルタ４３ａ、光学フィルタ４３ｂ、及び光学フィルタ４３ｃを有する。

【0145】

第２光源部４０は、第２光源を複数有する。具体的には、第２光源部４０は、第２光源４０ａ、第２光源４０ｂ、及び第２光源４０ｃを有する。集光部４１は、レンズを複数有する。具体的には、集光部４１は、レンズ４１ａ、レンズ４１ｂ、及びレンズ４１ｃを有する。

【0146】

第２光源４０ａから、第２照射光Ｌ_ＴＯＦａが射出される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦａは、ピーク波長λ_ＴＯＦａを有する光である。図５（ｂ）に示すように、ピーク波長λ_ＴＯＦａは、赤外波長域ＩＲの近くに位置している。第２照射光Ｌ_ＴＯＦａは、例えば、赤色の光である。

【0147】

第２光源４０ｂから、第２照射光Ｌ_ＴＯＦｂが射出される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦｂは、ピーク波長λ_ＴＯＦｂを有する光である。図５（ｃ）に示すように、ピーク波長λ_ＴＯＦｂは、ピーク波長λ _ＴＯＦａ よりも、紫外波長域ＵＶ側に位置している。第２照射光Ｌ_ＴＯＦｂは、例えば、緑色の光である。

【0148】

第２光源４０ｃから、第２照射光Ｌ_ＴＯＦｃが射出される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦｃは、ピーク波長λ_ＴＯＦｃを有する光である。図５（ｄ）に示すように、ピーク波長λ_ＴＯＦｃは、紫外波長域ＵＶの近くに位置している。第２照射光Ｌ_ＴＯＦｃは、例えば、青色の光である。

【0149】

第２照射光Ｌ_ＴＯＦａは、レンズ４１ａに入射する。第２照射光Ｌ_ＴＯＦａはレンズ４１ａで平行光束に変換された後、レンズ４１ａから射出される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦａは、ミラー４２ａに入射する。

【0150】

第２照射光Ｌ_ＴＯＦｂは、レンズ４１ｂに入射する。第２照射光Ｌ_ＴＯＦｂはレンズ４１ｂで平行光束に変換された後、レンズ４１ｂから射出される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦｂは、ダイクロイックミラー４２ｂに入射する。

【0151】

第２照射光Ｌ_ＴＯＦｃは、レンズ４１ｃに入射する。第２照射光Ｌ_ＴＯＦｃはレンズ４１ｃで平行光束に変換された後、レンズ４１ｃから射出される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦｃは、ダイクロイックミラー４２ｃに入射する。

【0152】

第２照射光Ｌ_ＴＯＦａは、ミラー４２ａで反射された後、ダイクロイックミラー４２ｂに入射する。ダイクロイックミラー４２ｂは、例えば、赤色の光を透過し、緑色の光を反射する特性を有する。よって、第２照射光Ｌ_ＴＯＦａはダイクロイックミラー４２ｂ透過し、第２照射光Ｌ_ＴＯＦｂはダイクロイックミラー４２ｂで反射される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦａと第２照射光Ｌ_ＴＯＦｂは、ダイクロイックミラー４２ｃに向かって進行する。

【0153】

第２照射光Ｌ_ＴＯＦａと第２照射光Ｌ_ＴＯＦｂは、ダイクロイックミラー４２ｃに入射する。ダイクロイックミラー４２ｃは、例えば、青色の光を透過し、赤色の光と緑色の光を反射する特性を有する。よって、第２照射光Ｌ_ＴＯＦｃはダイクロイックミラー４２ｃ透過し、第２照射光Ｌ_ＴＯＦａと第２照射光Ｌ_ＴＯＦｂはダイクロイックミラー４２ｃで反射される。

【0154】

第２照射光Ｌ_ＴＯＦａ、第２照射光Ｌ_ＴＯＦｂ、及び第２照射光Ｌ_ＴＯＦｃは、同一の光路を進行する。上述のように、光源部は、光学フィルタ４３ａ、光学フィルタ４３ｂ、及び光学フィルタ４３ｃを有する。これらの光学フィルは、各々、光路への挿入と、光路からの取り出しができる。

【0155】

光学フィルタ４３ａが光路に挿入されると、第２照射光Ｌ_ＴＯＦａが射出される。光学フィルタ４３ｂが光路に挿入されると、第２照射光Ｌ_ＴＯＦｂが射出される。光学フィルタ４３ｃが光路に挿入されると、第２照射光Ｌ_ＴＯＦｃが射出される。このようにして、様々な波長帯域の光を、第２照射光に用いることができる。

【0156】

この場合、第１照射光と第２照射光の合波はハーフミラーで行い、第１測定光と第２測定光の分波もハーフミラーで行い、第１光源の点灯と第２光源の点灯は、交互に行うことが望ましい。

【0157】

図５（ａ）に示す構成は、第１光源に用いることができる。光学フィルタ４３ａ、光学フィルタ４３ｂ、及び光学フィルタ４３ｃを用いなければ、白色光を得ることができる。

【0158】

（本実施形態の光学装置３）
本実施形態の光学装置では、誤差情報の低減に、第１光源、第２光源、及び集光部が用いられ、第２照射光が入射する入射端面における第２照射光の入射角は、第１照射光が入射する入射端面における第１照射光の入射角よりも小さいことが好ましい。

【0159】

図６と図７を用いて、光学装置の光源部について説明する。図６と図７は、光源部を示す図である。図１（ａ）と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0160】

この光学装置の光源部では、光源に面光源が用いることができる。面光源は発光面を有する。発光面は、点光源の集合体と見なすことができる。

【0161】

面光源には、例えば、ＬＥＤ、キセノンランプ、又はハロゲンランプが用いられる。ＬＤも、幅が１０μｍ、高さが０．１μｍ程度の発光エリアを持つ面光源である。ＬＤとファイバを組み合わせることで、さらに広い面積の面光源を形成することができる。この場合、ファイバの射出端面を発光面と見なせば良い。

【0162】

図６と図７では、見易さのために、発光面の１点から射出された光だけが図示されている。図示されている１点は、光学系の光軸上の点である。発光面の様々な位置から、図６に示す光、又は図７に示す光が射出されていると見なせば良い。

【0163】

図６と図７では、光源と導光部材の間に、光学系が配置されている。光学系によって、発光面の光学像が、導光部材の入射端面上に形成される。光学系は、厳密に発光面の光学像を結像する配置でなくてもよい。通常、導光部材の直径は光学系の直径に比べて小さい。そのため、発光面の光学像が導光部材の入射端面上にほぼ結像になるように、光学系は配置される。

【0164】

この光学装置では、誤差情報の低減に、第１光源、第２光源、及び集光部が用いられる。集光部から、第１照射光と第２照射光が射出される。第１照射光と第２照射光は、導光部材の入射端面に入射する。このとき、第２照射光が入射する入射端面における第２照射光の入射角は、第１照射光が入射する入射端面における第１照射光の入射角よりも小さいことが好ましい。

【0165】

図６に示すように、入射端面５６ａには、円錐形の光束が入射する。円錐形の光束は、レンズ５４を円形の光束が通過することによって形成される。θ１とθ２は入射角であって、入射端面５６ａと光軸ＡＸとの交点における円錐の母線と光軸のなす角である。

【0166】

軸上以外の点に略収束する光束も、ほぼ同じ入射角を持つ。レンズ５４を通過する光束は通常円形だが、円形から外れる場合は長径を基準とするのが適当である。

【0167】

θ１とθ２は、レンズ５４を通過する光束の直径によって決めることができる。光束の外周が明確な場合、外周の直径を光束の直径にすることができる。光束の外周が明確でない場合、半値全幅を光束の直径にすることができる。また、半値全幅の代わりに、例えば、最大強度の２０％における全幅を用いても良い。

【0168】

（光源部：第４例）
図６に示すように、光源部５０は、第１光源４と、第２光源５と、光源制御部６と、集光部５１と、を有する。集光部５１は、レンズ５２と、レンズ５３と、レンズ５４と、ダイクロイックミラー５５と、を有する。

【0169】

光源部５０では、２つの照明光路が形成されている。２つの照明光路のうち、一方の照明光路に、第１光源４とレンズ５２が配置され、他方の照明光路に、第２光源５とレンズ５３が配置されている。ダイクロイックミラー５５は、２つの照明光路が交差する位置に配置されている。

【0170】

第１光源４から、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。第１照射光Ｌ_Ｗは、白色光である。第１照射光Ｌ_Ｗは、レンズ５２を通過して、ダイクロイックミラー５５に入射する。第２光源５から、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、狭帯域光である。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、レンズ５２を通過して、ダイクロイックミラー５５に入射する。

【0171】

第１照射光Ｌ_Ｗは、ダイクロイックミラー５５を透過する。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、ダイクロイックミラー５５で反射される。その結果、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、同一の照明光路を進行する。

【0172】

同一の照明光路には、レンズ５４が配置されている。第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦはレンズ５４で集光される。集光位置に、導光部材５６の入射端面５６ａが配置されている。第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、一緒に導光部材５６に入射する。

【0173】

第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、入射端面５６ａに入射する。よって、入射端面５６ａは第１照射光Ｌ_Ｗが入射する入射端面であり、且つ、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する入射端面である。

【0174】

第１照射光Ｌ_Ｗは、角度θ１で入射端面５６ａに入射する。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、角度θ２で入射端面５６ａに入射する。光源部５０では、角度θ２は、角度θ１よりも小さい。

【0175】

角度θ１と角度θ２は、共に入射角を表している。よって、入射端面５６ａにおける第２照射光Ｌ_ＴＯＦの入射角は、入射端面５６ａにおける第１照射光Ｌ_Ｗの入射角よりも小さい。照射光の角度分布がガウス分布のように連続的に変化する分布である場合、角度θ１と角度θ２は、軸上の光強度に対して光強度が半値となる角度とする。

【0176】

上述のように、発光面は、点光源の集合体と見なすことができる。光源部５０では、発光面の各点から射出された第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、全て、概ね上で定義した入射角度θ２で入射端面５６ａに入射する。

【0177】

入射端面５６ａにおける第２照射光Ｌ_ＴＯＦの入射位置は、第２光源５の位置を変えることで調整可能である。

【0178】

（光源部：第５例）
図７に示すように、光源部６０は、第１光源４と、第２光源５と、光源制御部６と、集光部６１と、を有する。集光部６１は、レンズ６２と、レンズ６３と、レンズ６４と、レンズ６５と、を有する。

【0179】

光源部６０では、２つの照明光路が形成されている。２つの照明光路のうち、一方の照明光路に第１光源４、レンズ６２、及びレンズ６３が配置され、他方の照明光路に、第２光源５、レンズ６４、及びレンズ６５が配置されている。

【0180】

第１光源４から、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。第１照射光Ｌ_Ｗは、白色光である。第１照射光Ｌ_Ｗは、レンズ６２とレンズ６３で集光される。集光位置に、導光部材６６の入射端面６６ａが配置されている。第１照射光Ｌ_Ｗは、導光部材６６に入射する。

【0181】

第２光源５から、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、狭帯域光である。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、レンズ６４とレンズ６５で集光される。集光位置に、導光部材６７の入射端面６７ａが配置されている。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、導光部材６７に入射する。

【0182】

第１照射光Ｌ_Ｗは、入射端面６６ａに入射する。よって、入射端面６６ａは、第１照射光Ｌ_Ｗが入射する入射端面である。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、入射端面６７ａに入射する。よって、入射端面６７ａは、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する入射端面である。

【0183】

第１照射光Ｌ_Ｗは、角度θ１で入射端面６６ａに入射する。第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、角度θ２で入射端面６７ａに入射する。光源部６０では、角度θ２は、角度θ１よりも小さくなっている。

【0184】

角度θ１と角度θ２は、共に入射角を表している。よって、入射端面６７ａにおける第２照射光Ｌ_ＴＯＦの入射角は、入射端面６６ａにおける第１照射光Ｌ_Ｗの入射角よりも小さい。

【0185】

上述のように、発光面は、点光源の集合体と見なすことができる。光源部６０では、発光面の各点から射出された第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、全て、概ね角度θ２で入射端面６７ａに入射する。

【0186】

光源部５０と光源部６０では、第２照射光Ｌ_ＴＯＦに、パルス光が用いられている。パルス光では、パルス形状は矩形である。精度の良い測定を行うためには、パルス形状は変化しない方が良い。

【0187】

導光部材５６では、様々な伝搬モードが存在する。伝搬モードが異なると、パルス光の伝搬時間も異なる。導光部材５６からは、様々な伝搬モードで伝搬されたパルス光が合わさった状態で、パルス光が射出される。そのため、導光部材５６に入射する際にパルス形状が矩形であっても、導光部材５６から射出されたパルス光では、パルス形状が矩形でなくなる。すなわち、導光部材５６では、パルス光が導光部材５６を伝搬する間に、パルス形状が変化する。導光部材６７についても、同様である。

【0188】

本実施形態の光学装置では、角度θ２は、角度θ１よりも小さい。そのため、伝搬モードの数を少なくすることができる。その結果、第２照射光Ｌ_ＴＯＦにおけるパルス形状の変化を、少なくすることができる。

【0189】

本実施形態の光学装置では、１つの射出端面から射出される第２照射光のパルス形状の変化を、できるだけ小さくすることができる。そのため、距離の測定精度の向上に効果がある。

【0190】

なお、第２照射光が射出される射出端面が１つであると、後述の光学装置１１で説明するような理由で、さらに距離の測定精度の向上の効果が上がる。

【0191】

上述のように、パルス形状の変化は、距離情報に誤差情報が加わることを意味している。本実施形態の光学装置では、パルス形状の変化を少なくすることができるので、誤差情報を低減することができる。

【0192】

（光学装置３：第７例）
本実施形態の光学装置では、第２照射光の入射角は、５．７°以下であることが好ましい。

【0193】

光学装置は、軟性内視鏡に用いることができる。この場合、軟性内視鏡には、光源部５０、又は光源部６０を用いることができる。

【0194】

軟性内視鏡では、約５ｃｍの距離から、上部消化管の表面、例えば、胃の表面を観察が行われる。観察では、イメージャで取得した画像が、モニターに表示される。観察中に、病変部が検出される場合がある。

【0195】

約１０％の誤差で病変部のサイズを測定できると、測定結果を病変部の確定診断に利用することができる。約１０％の誤差で病変部のサイズ測定するためには、内視鏡から被検体の表面までの距離を、約１０％の誤差で測定できなくてはならい。

【0196】

図６に示すように、第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、集光された状態で入射端面５６ａに入射する。よって、角度が０°からθ２までの様々な角度で、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射端面５６ａに入射する。

【0197】

θ２の角度で導光部材５６に入射した第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、導光部材５６で繰り返し反射されながら、光部材５６を伝搬する。０°の角度で導光部材５６に入射した第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、導光部材５６で反射されること無く、導光部材５６を伝搬する。そのため、角度θ２で導光部材５６に入射した第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、角度が０°で導光部材５６に入射した第２照射光Ｌ_ＴＯＦよりも遅れて、導光部材５６の射出端面に到達する。

【0198】

例えば１００ＭＨｚで光強度が時間的に変調された光は、導光部材を伝搬する間に、パルス形状におけるエッジの部分がなまってしまう。また、位相遅れが生じる。この場合、パルス形状に変化が生じるので、パルス形状が矩形でなくなる。パルス形状の変化は、距離情報に誤差情報が加わることを意味している。

【0199】

誤差ｄは、以下の式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）で求めることができる。
ｄ＝ｎ×ｄｆ （Ａ）
ｄｆ＝（１－ｃｏｓφ）×Ｌ （Ｂ）
ｓｉｎθ／ｓｉｎφ＝ｎ （Ｃ）
ここで、
ｎは、導光部材の屈折率、
ｄｆは、導光部材の内部での、第１の光と第２の光との間で生じる遅れ、
θは、第１の光の入射角、
Ｌは、導光部材の全長、
第１の光は、角度θで導光部材に入射した光、
第２の光は、角度０°で導光部材に入射した光、
である。

【0200】

ｄｆは、導光部材の内部での、第１の光と第２の光との間で生じる遅れである。よって、誤差ｄは、導光部材の外側での、第１の光と第２の光との間で生じる遅れということになる。

【0201】

角度θは、導光部材に入射する光を、配光測定器で測定することで求めることができる。配光測定器では、配光分布を求めることができる。角度θは、配光分布における半値半角で求めることができる。

【0202】

式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）から分かるように、第１の光の入射角が大きくなるほど、又、導光部材の全長が長くなるほど、誤差ｄが大きくなる。

【0203】

被検体の表面に長さがｄＬの段差があると、段差で、２×ｄＬに相当する時間遅れが生じる。軟性内視鏡では、約５ｃｍの距離で、距離の測定が行われる。この場合、５ｃｍの距離に対して、誤差を１０％に抑えるためには、誤差を５ｍｍとすると、ｄは１０ｍｍ以内にする必要がある。

【0204】

軟性内視鏡には、光学装置１を用いることができる。このような軟性内視鏡で、光源部２が本体部３から離れた位置に配置されている場合、Ｌの値は３０００ｍｍになる。ｎ＝１．５、ｄ＝１０ｍｍとすると、θ≒５．７°になる。

【0205】

軟性内視鏡に光学装置１を用いた場合、軟性内視鏡の光源部に光源部５０を用いることができる。この場合、入射端面５６ａにおける第２照射光Ｌ_ＴＯＦの入射角は、５．７°以下にすると良い、このようにすることで、パルス形状の変化を少なくすることができる。その結果、誤差情報を低減することができる。

【0206】

軟性内視鏡の光源部に、光源部６０を用いても良い。この場合、入射端面６７ａにおける第２照射光Ｌ_ＴＯＦの入射角は、５．７°以下にすると良い、

【0207】

（光学装置３：第８例）
本実施形態の光学装置では、第２照射光の入射角は、２．５°以下であることが好ましい。

【0208】

上述のように、光学装置は軟性内視鏡に用いることができる。軟性内視鏡では、近接観察の場合、約１ｃｍの距離から、上部消化管の表面を観察する場合がある。この場合、誤差を１０％以下にするためには、ｄは０．２ｍｍ以内にする必要がある。

【0209】

軟性内視鏡には、光学装置１を用いることができる。このような軟性内視鏡で、光源部２が本体部３から離れた位置に配置されている場合、Ｌの値は３０００ｍｍになる。ｎ＝１．５、ｄ＝０．２ｍｍとすると、θ≒２．５°になる。

【0210】

上述のように、軟性内視鏡の光源部に光源部５０を用いることができる。この場合、入射端面５６ａにおける第２照射光Ｌ_ＴＯＦの入射角は、２．５°以下にすると良い、このようにすることで、パルス形状の変化を少なくすることができる。その結果、誤差情報を低減することができる。

【0211】

軟性内視鏡の光源部に、光源部６０を用いても良い。この場合、入射端面６７ａにおける第２照射光Ｌ_ＴＯＦの入射角は、２．５°以下にすると良い、

【0212】

（本実施形態の光学装置４）
本実施形態の光学装置では、誤差情報を生じる光は、第１照射光に含まれている所定の光であり、所定の光は、第２照射光の波長帯域と同じ波長帯域を含む光であり、第２測定光に含まれる所定の光が低減されていることが好ましい。

【0213】

本実施形態の光学装置では、誤差情報を生じる光は、第１照射光に含まれている所定の光であり、所定の光は、第２照射光の波長帯域と同じ波長帯域の光であり、第２測定光に含まれる所定の光が低減されていると、なお好ましい。

【0214】

図８は、第１照射光の分光分布と第２照射光の分光分布を示す図である。図８（ａ）は、分光分布の第１例を示す図である。図８（ｂ）は、分光分布の第２例を示す図である。第１照射光の分布曲線は実線で示され、第２照射光の分布曲線は破線で示されている。

【0215】

光学装置では、第１光源と第２光源が用いられる。第１光源は、画像取得用光源である。第２光源は、ＴＯＦ用光源である。ここでは、第１光源として白色ＬＥＤが用いられ、第２光源として単色ＬＤが用いられている。

【0216】

第１光源から、第１照射光が射出される。第２光源から、第２照射光が射出される。よって、図８（ａ）に示す分光分布と図８（ｂ）に示す分光分布は、白色ＬＥＤから射出された光の分光分布と、単色ＬＤから射出された光の分光分布を表している。

【0217】

（分光分布：第１例）
白色ＬＥＤには、複数のＬＥＤが用いられている。複数のＬＥＤは、例えば、ＬＥＤ－Ｂと、ＬＥＤ－Ｇと、ＬＥＤ－Ｒと、を有する。ＬＥＤ－Ｂは、青色の光を射出するＬＥＤ、ＬＥＤ－Ｇは緑色の光を射出するＬＥＤ、ＬＥＤ－Ｒは、赤色の光を射出するＬＥＤである。

【0218】

単色ＬＤには、例えば、ＬＤ－Ｇが用いられている。ＬＤ－Ｇは緑色の光を射出するＬＤである。

【0219】

図８（ａ）に示すように、ＬＥＤ－Ｂでは、波長帯域Ｂに光強度のピークが位置している。ＬＥＤ－Ｇでは、波長帯域Ｇに光強度のピークが位置している。ＬＥＤ－Ｒでは、波長帯域Ｒに光強度のピークが位置している。ＬＤ－Ｇでは、波長帯域Ｇ２に光強度のピークが位置している。

【0220】

ＬＥＤ－Ｂの分布曲線の長波長側とＬＥＤ－Ｇの分布曲線の短波長側では、光強度がゼロになる前に両者の曲線が交差している。ＬＥＤ－Ｇの分布曲線の長波長側とＬＥＤ－Ｒの分布曲線の短波長側では、光強度がゼロになる前に両者の曲線が交差している。

【0221】

図８（ａ）に示す白色ＬＥＤでは、波長帯域Ｂ、波長帯域Ｇ、及び波長帯域Ｒのいずれにおいても、光強度がゼロになっていない。よって、第１照射光は、連続したスペクトルを有する白色光である。

【0222】

（分光分布：第２例）
白色ＬＥＤには、１つのＬＥＤと１つの蛍光体が用いられている。このＬＥＤは、例えば、上述のＬＥＤ－Ｂである。蛍光体ＦＬＭは、例えば、黄色の蛍光を射出する蛍光体である。

【0223】

単色ＬＤには、例えば、ＬＤ－Ｇ’が用いられている。ＬＤ－Ｇ’は緑色の光を射出するＬＥＤである。

【0224】

図８（ｂ）に示すように、ＬＥＤ－Ｂでは、波長帯域Ｂに光強度のピークが位置している。蛍光体ＦＬＭでは、波長帯域Ｇに光強度のピークが位置している。ＬＤ－Ｇ’では、波長帯域Ｇ２に光強度のピークが位置している。

【0225】

図８（ｂ）に示す白色ＬＥＤの分光分布では、波長帯域Ｂ、波長帯域Ｇ、及び波長帯域Ｒのいずれにおいても、光強度がゼロになっていない。よって、第１照射光は、連続したスペクトルを有する白色光である。

【0226】

図８（ａ）と図８（ｂ）に示すように、白色ＬＥＤの波長帯域は、波長帯域Ｂ、波長帯域Ｇ、及び波長帯域Ｒで形成されている。単色ＬＤの波長帯域は、波長帯域Ｇ２に含まれている。

【0227】

白色ＬＥＤの波長帯域は第１照射光の波長帯域を表し、単色ＬＤの波長帯域は第２照射光の波長帯域を表している。よって、第１照射光には、第２照射光の波長帯域と同じ波長帯域を含む光（以下、「所定の光」という）が含まれている。

【0228】

所定の光が距離の測定に及ぼす影響について説明する。図８（ａ）と図８（ｂ）に示すように、第２照射光の波長帯域は、波長帯域Ｇ２に分布している。よって所定の光には、ＬＥＤ－Ｇの光の一部と、ＬＤ－Ｇの光が含まれている。

【0229】

（理想的なダイクロイックミラー）
図９は、照射光と測定光を示す図である。図９（ａ）は、照射光を示す図である。図９（ｂ）は、測定光を示す図である。図１（ａ）及び図３（ａ）と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0230】

第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、及び第１照射光Ｂは、実線の矢印で示されている。第２照射光Ｇ２’は、破線の矢印で示されている。

【0231】

第１光源３１と第２光源３２は同時点灯されている。ただし、波長帯域Ｇ２の光に着目して説明するため、図９（ａ）と図９（ｂ）では、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂについては、途中から図示が省略されている。

【0232】

図９では、ダイクロイックミラー３５と光学フィルタ１２に、理想的なダイクロイックミラーが用いられている。理想的なダイクロイックミラーでは、波長帯域Ｇ２の光に対する透過率は１００％であるか、又は波長帯域Ｇ２の光に対する反射率が１００％である。

【0233】

図９（ａ）に示すように、第１光源３１から、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、及び第１照射光Ｂが射出される。第２光源３２から、第２照射光Ｇ２’が射出される。第２照射光Ｇ２’の波長帯域は、所定の光Ｇ２波長帯域の一部と一致している。

【0234】

第１照射光Ｒは、波長帯域Ｒの光である。第１照射光Ｇ１は、波長帯域Ｇ１の光である。所定の光Ｇ２は、波長帯域Ｇ２の光である。第１照射光Ｂは、波長帯域Ｂの光である。第２照射光Ｇ２’は、波長帯域Ｇ２の一部と同じ波長帯域の光である。各波長帯域は、例えば、図８（ａ）又は図８（ｂ）に示されている。

【0235】

第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、第１照射光Ｂ、及び第２照射光Ｇ２’はダイクロイックミラー３５に入射する。図９（ａ）では、ダイクロイックミラー３５に、波長帯域Ｇ２の光に対する透過率が１００％のダイクロイックミラーが用いられている。

【0236】

所定の光Ｇ２は、ダイクロイックミラー３５を透過するので、ダイクロイックミラー３５で反射されない。第２照射光Ｇ２’は、ダイクロイックミラー３５を透過する。その結果、第２照射光Ｇ２’が被検体１５に照射される。

【0237】

図９（ｂ）に示すように、被検体１５から、第２照射光Ｇ２’が戻ってくる。第２照射光Ｇ２’は、光学フィルタ１２に入射する。

【0238】

光学フィルタ１２には、波長帯域Ｇ２’の光に対する反射率が１００％のダイクロイックミラーが用いられている。そのため、第２照射光Ｇ２’は光学フィルタ１２で反射される。その結果、第２照射光Ｇ２’だけが、第２測定光として第２イメージャ１４に入射する。

【0239】

理想的なダイクロイックミラーは、現実には、作製することが困難である。よって、現実的なダイクロイックミラーを使用することになる。

【0240】

（現実的なダイクロイックミラー）
図１０は、照射光と測定光を示す図である。図１０（ａ）は、照射光を示す図である。図１０（ｂ）は、測定光を示す図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0241】

第１光源３１と第２光源３２は同時点灯されている。ただし、波長帯域Ｇ２の光に着目して説明するため、図１０（ａ）と図１０（ｂ）でも、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂについては、途中から図示が省略されている。

【0242】

図１０では、ダイクロイックミラー３５と光学フィルタ１２に、現実的なダイクロイックミラーが用いられている。現実的なダイクロイックミラーでは、波長帯域Ｇ２の光に対する透過率は１００％未満であるか、又は波長帯域Ｇ２の光に対する反射率が１００％未満である。

【0243】

図１０（ａ）に示すように、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、第１照射光Ｂ、及び第２照射光Ｇ２’はダイクロイックミラー３５に入射する。ダイクロイックミラー３５には、波長帯域Ｇ２の光に対する透過率が１００％未満のダイクロイックミラーが用いられている。

【0244】

そのため、所定の光Ｇ２は、ダイクロイックミラー３５で反射される光と、ダイクロイックミラー３５を透過する光と、に分かれる。第２照射光Ｇ２’も、ダイクロイックミラー３５を透過する光と、ダイクロイックミラー３５で反射される光と、に別れる。その結果、所定の光Ｇ２と第２照射光Ｇ２’が被検体１５に照射される。

【0245】

図１０（ｂ）に示すように、被検体１５から、所定の光Ｇ２と第２照射光Ｇ２’が戻ってくる。所定の光Ｇ２と第２照射光Ｇ２’は、光学フィルタ１２に入射する。

【0246】

光学フィルタ１２には、波長帯域Ｇ２の光に対する反射率が１００％未満のダイクロイックミラーが用いられている。そのため、所定の光Ｇ２と第２照射光Ｇ２’は、光学フィルタ１２で反射される光と、光学フィルタ１２を透過する光と、に分かれる。その結果、所定の光Ｇ２と第２測定光Ｇ２’が、第２測定光として第２イメージャ１４に入射する。

【0247】

上述のように、理想的なダイクロイックミラーでは、所定の光Ｇ２は、ダイクロイックミラー３５で反射されない。そのため、被検体１５に照射される光に、所定の光Ｇ２は含まれない。すなわち、誤差情報を生じる光を含まない照射光が、被検体１５に照射される。

【0248】

この場合、第２照射光Ｇ２’だけが、第２測定光として第２イメージャ１４に入射する。第２照射光Ｇ２’は、距離情報を持つ光である。よって、高い精度で距離の測定を行うことができる。

【0249】

これに対して、現実的なダイクロイックミラーでは、所定の光Ｇ２は、ダイクロイックミラー３５で反射される。そのため、被検体１５に照射される光に、所定の光Ｇ２が含まれる。

【0250】

所定の光Ｇ２は、第１照射光に含まれている光である。第１照射光は、距離情報を持っていないので、誤差情報を生じる光である。よって、所定の光Ｇ２は、誤差情報を生じる光である。現実的なダイクロイックミラーでは、誤差情報を生じる光を含む照射光が、被検体１５に照射される。

【0251】

この場合、第２照射光Ｇ２’だけでなく、所定の光Ｇ２が、第２測定光として第２イメージャ１４に入射する。第２照射光Ｇ２’は距離情報を持つ光で、所定の光Ｇ２は誤差情報を生じる光である。

【0252】

所定の光Ｇ２の波長帯域のうちの一部の波長帯域は、第２照射光Ｇ２’の波長帯域と同じである。そのため、所定の光Ｇ２うちの一部の光は、第２照射光Ｇ２’から分離できない。すなわち、誤差情報を生じる光を、距離情報を含む光から分離できない。よって、高い精度で距離の測定を行うことが困難になる。

【0253】

しかしながら、光学装置では、第２測定光に含まれる所定の光が低減されている。よって、現実的なダイクロイックミラーを用いた場合であっても、高い精度で距離の測定を行うことができる。

【0254】

（光学装置４：第９例）
本実施形態の光学装置では、第２測定光に含まれる所定の光が低減されるための構成は、第１照射光の波長帯域は、第２照射光の波長帯域よりも広く、第１照射光は、光強度が極大となるピーク波長を複数有し、第２照射光は、光強度が極大となるピーク波長を１つ有し、第２照射光のピーク波長は、第１照射光の隣り合う２つのピーク波長の間に位置している構成であることが好ましい。

【0255】

図１１は、第１照射光の波長帯域と第２照射光の波長帯域を示す図である。図１１（ａ）は、第２照射光の分光分布の第１例を示す図である。図１１（ｂ）は、第２照射光の分光分布の第２例を示す図である。図１１（ｃ）は、第２照射光の分光分布の第３例を示す図である。

【0256】

第１照射光Ｌ_Ｗには、白色光を用いることができる。第２照射光Ｌ_ＴＯＦには、狭帯域光を用いることができる。この場合、図１１（ａ）に示すように、第１照射光Ｌ_Ｗの波長帯域は、第２照射光Ｌ_ＴＯＦの波長帯域よりも広い。

【0257】

第１照射光Ｌ_Ｗの光源には、白色ＬＥＤ、又は白色ＬＤを用いることができる。白色ＬＥＤでは、図８（ａ）と図８（ｂ）に示すように、光強度が極大となるピーク波長が複数存在することが多い。

【0258】

一方、第２照射光Ｌ_ＴＯＦの波長帯域は広い必要はない。通常は、第２照射光Ｌ_ＴＯＦの光源には、単色ＬＥＤ、又は単色のＬＤ等が用いられる。このような光源では、光強度が最大となるピーク波長は、１つの場合が多い。

【0259】

図１１（ａ）には、ピーク波長λ１、ピーク波長λ２、及びピーク波長λ_ＴＯＦが図示されている。ピーク波長λ１とピーク波長λ２は、第１照射光Ｌ_Ｗにおけるピーク波長である。ピーク波長λ_ＴＯＦは、第２照射光Ｌ_ＴＯＦおけるピーク波長である。第１照射光Ｌ_Ｗの波長帯域には、第２照射光Ｌ_ＴＯＦの波長帯域と同じ波長帯域が含まれている。

【0260】

第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、距離情報を持つ光である。一方、第１照射光Ｌ_Ｗは、距離情報を持っていないので、誤差情報を生じる光である。第２測定光に、所定の光と第２照射光Ｌ_ＴＯＦとが含まれている場合、所定の光と第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、分離することができない。

【0261】

所定の光は、ノイズ光とみなすことができる。所定の光の光強度が大きいと、第２測定光におけるＳＮ比が悪化する。その結果、距離情報を正確に得ることができない。

【0262】

本実施形態の光学装置では、第２照射光Ｌ_ＴＯＦのピーク波長λ_ＴＯＦは、ピーク波長λ１とピーク波長λ２の間に位置している。ピーク波長λ１とピーク波長λ２は、隣り合う２つのピーク波長である。

【0263】

ピーク波長λ１とピーク波長λ２との間では、第１照射光Ｌ_Ｗの光強度が小さい。そのため、ピーク波長λ１とピーク波長λ２との間にピーク波長λ_ＴＯＦを位置させることで、所定の光の光強度を、小さくすることができる。すなわち、第２測定光に含まれる所定の光を低減することができる。

【0264】

このように、ピーク波長λ_ＴＯＦを含み、且つ、所定の光の光強度が小さい波長帯域を第２照射光Ｌ_ＴＯＦの波長帯域に利用することで、誤差情報を低減することができる。その結果、距離情報を得ることができる。

【0265】

ピーク波長λ１とピーク波長λ２は、赤外波長域よりも短波長側の波長帯域に位置している。よって、本実施形態の光学装置では、第２照射光Ｌ_ＴＯＦに短波長光を用いることができる。その結果、誤差情報を低減することができる。

【0266】

第１照射光Ｌ_Ｗでは、複数のピーク波長は、可視域に含まれている。そのため、短波長光も、可視域の光になる。被検体が生体の場合、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが可視域よりも短い波長の光だと、被検体に悪影響を及ぼす場合がある。第２照射光Ｌ_ＴＯＦに用いられる短波長光が可視域の光なので、被検体が生体であっても、被検体に悪影響を及ぼすことなく、距離を精度良く測定することができる。

【0267】

（光学装置４：第１０例）
本実施形態の光学装置では、隣り合う第１照射光の２つのピーク波長の間に、光強度が極小となるボトム波長が含まれ、第２照射光の波長帯域は、ボトム波長を含むことが好ましい。

【0268】

図１１（ｂ）に示すように、第１照射光Ｌ_Ｗでは、ピーク波長λ１とピーク波長λ２の間に、ボトム波長λ３が位置している。第２照射光Ｌ_ＴＯＦのピーク波長λ_ＴＯＦは、ボトム波長λ３の近くに位置している。そのため、第２照射光Ｌ_ＴＯＦの波長帯域は、ボトム波長λ３を含んでいる。

【0269】

ボトム波長λ３では、第１照射光Ｌ_Ｗの光強度が非常に小さい。そのため、第２照射光Ｌ_ＴＯＦのピーク波長λ_ＴＯＦをボトム波長λ３の近くに位置させることで、所定の光の光強度を、更に小さくすることができる。すなわち、第２測定光に含まれる所定の光を、更に低減することができる。

【0270】

そのため、誤差情報を更に低減することができる。その結果、距離情報を、より正確に得ることができる。

【0271】

この光学装置では、第２照射光Ｌ_ＴＯＦに短波長光を用いることができる。その結果、誤差情報を低減することができる。また、第２照射光Ｌ_ＴＯＦに用いられる短波長光が可視域の光なので、被検体が生体であっても、被検体に悪影響を及ぼすことなく、距離を精度良く測定することができる。

【0272】

（光学装置４：第１１例）
本実施形態の光学装置では、第２照射光のピーク波長は、ボトム波長と一致していることが好ましい。

【0273】

図１１（ｃ）に示すように、第１照射光Ｌ_Ｗでは、ピーク波長λ１とピーク波長λ２の間に、ボトム波長λ３が位置している。第２照射光Ｌ_ＴＯＦのピーク波長λ_ＴＯＦは、ボトム波長λ３と一致している。そのため、第２照射光Ｌ_ＴＯＦの波長帯域は、ボトム波長λ３を含んでいる。

【0274】

ボトム波長λ３では、第１照射光Ｌ_Ｗの光強度が非常に小さい。そのため、第２照射光Ｌ_ＴＯＦのピーク波長λ_ＴＯＦをボトム波長λ３と一致させることで、所定の光の光強度を、更に小さくすることができる。すなわち、第２測定光に含まれる所定の光を、更に低減することができる。

【0275】

そのため、誤差情報を更に低減することができる。その結果、距離情報を、より正確に得ることができる。

【0276】

この光学装置では、第２照射光Ｌ_ＴＯＦに短波長光を用いることができる。その結果、誤差情報を低減することができる。また、第２照射光Ｌ_ＴＯＦに用いられる短波長光が可視域の光なので、被検体が生体であっても、被検体に悪影響を及ぼすことなく、距離を精度良く測定することができる。

【0277】

（光学装置４：第１２例）
本実施形態の光学装置では、第１照射光は、所定の光を含まないことが好ましい。

【0278】

このようにすることで、被検体に照射される光に、所定の光が含まれない。すなわち、誤差情報を生じる光を含まない照射光が、被検体に照射される。

【0279】

この場合、第２照射光だけが、第２測定光として第２イメージャに入射する。第２照射光は、距離情報を持つ光である。よって、高い精度で距離の測定を行うことができる。

【0280】

所定の光の波長帯域を狭くすることで、距離測定を行いつつ、白色光照明で画像を取得することができる。

【0281】

（本実施形態の光学装置５）
本実施形態の光学装置では、光学系は、バンドパスフィルタを有し、バンドパスフィルタは、第２照射光の波長帯域と同じ波長帯域を含む光を透過させ、第１照射光の波長帯域より狭い透過帯域をもつ分光特性を有し、第２測定光は、バンドパスフィルタを透過した光であることが好ましい。

【0282】

本実施形態の光学装置では、光学系は、バンドパスフィルタを有し、バンドパスフィルタは、第２照射光の波長帯域と同じ波長帯域の光だけを透過させる分光特性を有し、第２測定光は、バンドパスフィルタを透過した光であると、なお好ましい。

【0283】

上述のように、所定の光は、場合によっては、距離の測定に影響を及ぼす。所定の光以外の光（以下、「残りの光」という）も、場合によっては、距離の測定に影響を及ぼす。残りの光が距離の測定に及ぼす影響について説明する。

【0284】

上述の説明では、波長帯域Ｇ２の光だけを所定の光としている。よって、残りの光は、波長帯域Ｂの光、波長帯域Ｇ１の光、及び波長帯域Ｒの光である。

【0285】

（理想的なダイクロイックミラー）
図１２は、照射光と測定光を示す図である。図１２（ａ）は、照射光を示す図である。図１２（ｂ）は、測定光を示す図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0286】

第１光源３１と第２光源３２は同時点灯されている。ただし、残りの光に着目して説明するため、図１２（ａ）と図１２（ｂ）では、所定の光Ｇ２と第２照射光Ｇ２’については、途中から図示が省略されている。

【0287】

図１２では、ダイクロイックミラー３５と光学フィルタ１２に、理想的なダイクロイックミラーが用いられている。理想的なダイクロイックミラーでは、残りの光に対する透過率は１００％であるか、又は残りの光に対する反射率が１００％である。

【0288】

図１２（ａ）に示すように、第１光源３１から、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、及び第１照射光Ｂが射出される。第２光源３２から、第２照射光Ｇ２’が射出される。

【0289】

第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、第１照射光Ｂ、及び第２照射光Ｇ２’はダイクロイックミラー３５に入射する。図１２（ａ）では、ダイクロイックミラー３５に、残りの光に対する反射率が１００％のダイクロイックミラーが用いられている。

【0290】

第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、ダイクロイックミラー３５で反射されるので、ダイクロイックミラー３５を透過しない。その結果、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂが被検体１５に照射される。

【0291】

図１２（ｂ）に示すように、被検体１５から、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂが戻ってくる。第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、光学フィルタ１２に入射する。

【0292】

光学フィルタ１２には、残りの光に対する透過率が１００％のダイクロイックミラーが用いられている。この場合、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、光学フィルタ１２を透過するので、光学フィルタ１２で反射されない。その結果、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、第２測定光として第２イメージャ１４に入射しない。

【0293】

上述のように、理想的なダイクロイックミラーは、現実には、作製することが困難である。よって、現実的なダイクロイックミラーを使用することになる。

【0294】

（現実的なダイクロイックミラー）
図１３は、照射光と測定光を示す図である。図１３（ａ）は、照射光を示す図である。図１３（ｂ）は、測定光を示す図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0295】

第１光源３１と第２光源３２は同時点灯されている。ただし、残りの光に着目して説明するため、図１３（ａ）と図１３（ｂ）でも、所定の光Ｇ２と第２照射光Ｇ２’については、途中から図示が省略されている。

【0296】

図１３では、ダイクロイックミラー３５と光学フィルタ１２に、現実的なダイクロイックミラーが用いられている。現実的なダイクロイックミラーでは、残りの光に対する透過率は１００％未満であるか、又は残りの光に対する反射率が１００％未満である。

【0297】

図１３（ａ）に示すように、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、第１照射光Ｂ、及び第２照射光Ｇ２’はダイクロイックミラー３５に入射する。ダイクロイックミラー３５には、残りの光に対する透過率が１００％未満のダイクロイックミラーが用いられている。

【0298】

そのため、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、ダイクロイックミラー３５で反射光されると、ダイクロイックミラー３５を透過する光と、に分かれる。その結果、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂが被検体１５に照射される。

【0299】

図１３（ｂ）に示すように、被検体１５から、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂが戻ってくる。第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、光学フィルタ１２に入射する。

【0300】

光学フィルタ１２には、残りの光に対する透過率が１００％未満のダイクロイックミラーが用いられている。そのため、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、光学フィルタ１２を透過する光と、光学フィルタ１２で反射される光と、に分かれる。その結果、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、第２測定光として第２イメージャ１４に入射する。

【0301】

上述のように、理想的なダイクロイックミラーでは、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、光学フィルタ１２で反射されない。この場合、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、第２測定光として第２イメージャ１４に入射しない。

【0302】

第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、第１照射光に含まれている光である。第１照射光は、距離情報を持っていないので、誤差情報を生じる光である。よって、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、誤差情報を生じる光である。

【0303】

理想的なダイクロイックミラーでは、誤差情報を生じる光が第２イメージャ１４に入射しない。よって、高い精度で距離の測定を行うことができる。

【0304】

これに対して、現実的なダイクロイックミラーでは、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、光学フィルタ１２で反射される。そのため、誤差情報を生じる光が第２イメージャ１４に入射する。よって、高い精度で距離の測定を行うことが困難になる。

【0305】

高い精度で距離の測定を行うためには、残りの光の第２イメージャへの入射を阻止すれば良い。上述のように、光学装置は、光学系は、バンドパスフィルタを有する。バンドパスフィルタによって、残りの光の第２イメージャへの入射を阻止することができる。

【0306】

図１４は、測定光を示す図である。図１３（ｂ）と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0307】

図１４では、第１光源３１と第２光源３２は同時点灯されている。また、ダイクロイックミラー３５と光学フィルタ１２に、現実的なダイクロイックミラーが用いられている。そのため、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、第１照射光Ｂ、及び第２照射光Ｇ２’が、被検体１５に照射される。

【0308】

被検体１５からは、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、第１照射光Ｂ、及び第２照射光Ｇ２’が戻ってくる。これらの光は光学フィルタ１２に入射し、光学フィルタ１２で反射される光と、光学フィルタ１２を透過する光と、に分かれる。その結果、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、第１照射光Ｂ、及び第２照射光Ｇ２’が、第２イメージャ１４に向かって進行する。

【0309】

この光学系では、光学フィルタ１２と第２イメージャ１４との間に、バンドパスフィルタ１６が配置されている。第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、第１照射光Ｂ、及び第２照射光Ｇ２’は、バンドパスフィルタ１６に入射する。

【0310】

バンドパスフィルタ１６は、所定の光Ｇ２の波長帯域と同じ波長帯域の光だけを透過させる分光特性を有している。そのため、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂは、バンドパスフィルタ１６で反射される。

【0311】

その結果、第２照射光Ｇ２’と所定の光Ｇ２だけを、第２測定光として第２イメージャ１４に入射させることができる。所定の光Ｇ２は、誤差情報を生じる光である。しかしながら、上述のように、所定の光Ｇ２は低減することができる。よって、高い精度で距離の測定を行うことができる。

【0312】

上述のように、所定の光Ｇ２の波長帯域のうちの一部の波長帯域は、第２照射光Ｇ２’の波長帯域と同じで、残りの波長帯域は第２照射光Ｇ２’の波長帯域と異なる。

【0313】

バンドパスフィルタ１６の分光特性を、第２照射光Ｇ２’の波長帯域と同じ波長帯域の光だけを透過させるようにすれば、残りの波長帯域の光もバンドパスフィルタ１６で反射される。

【0314】

図２に示す光学装置２０では、第２光学系２３と第２イメージャ１４との間に、バンドパスフィルタ１６を配置すれば良い。

【0315】

第１光源と第２光源が同時点灯されている場合、第１照射光と第２照射光が同時に、被検体に照射される。この場合、ダイクロイックミラーの使用は、第２測定光における所定の光の低減に対して有効である。しかしながら、所定の光を完全に除去することはできない。

【0316】

また、バンドパスフィルタ１６の使用は、第２測定光における残りの光の除去に対して有効である。しかしながら、所定の光を完全に除去することはできない。

【0317】

そこで、上述のように、第２照射光のピーク波長を、第１照射光の隣り合うピーク波長長の間に位置させる。第１照射光の隣り合うピーク波長の間では、第１照射光の光強度が小さい。第２照射光のピーク波長を第１照射光の光強度が小さい波長帯域に位置させることは、第２測定光における所定の光を更に低減するために有効である。

【0318】

ダイクロイックミラー３５と光学フィルタ１２に、ハーフミラーを用いても良い。第１光源と第２光源が同時点灯されている場合、第１照射光と第２照射光が同時に、被検体に照射される。ハーフミラーを用いると、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、第１照射光Ｂ、及び第２照射光Ｇ２’が、第２イメージャ１４に向かって進行する。

【0319】

この場合も、バンドパスフィルタ１６を配置することで、第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、及び第１照射光Ｂを、バンドパスフィルタ１６で反射することができる。その結果、第２照射光Ｇ２’と所定の光Ｇ２だけを、第２測定光として第２イメージャ１４に入射させることができる。

【0320】

（本実施形態の光学装置６）
本実施形態の光学装置では、第１光源の点灯と第２光源の点灯を交互に行うことが好ましい。

【0321】

図１５は、測定光を示す図である。図１５（ａ）は、第１状態の測定光を示す図である。図１５（ｂ）は、第２状態の測定光を示す図である。図１４と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0322】

この光学装置では、第１光源の点灯と第２光源の点灯を交互に行うことができる。交互点灯によって、第１状態と第２状態が生じる。

【0323】

第１状態では、第１光源は点灯し、第２光源は消灯している。そのため、図１５（ａ）に示すように、第１照射光（第１照射光Ｒ、第１照射光Ｇ１、所定の光Ｇ２、及び第１照射光Ｂ）が、第１イメージャ１３と第２イメージャ１４に入射する。

【0324】

第１イメージャ１３上に、第１照射光による光学像が形成される。第１イメージャ１３では、光学像の取得が行われる。その結果、第１イメージャ１３から、被検体の画像情報を出力される。

【0325】

第２イメージャ１４上に、第１照射光による光学像が形成される。第１照射光は、誤差情報を生じる光である。第２イメージャ１４上に誤差情報を生じる光による光学像が形成されるが、第２イメージャ１４では光学像の取得は行われない。その結果、第２イメージャ１４からは、距離情報も誤差情報も出力されない。

【0326】

第２状態では、第１光源は消灯し、第２光源は点灯している。そのため、図１５（ｂ）に示すように、第２照射光（第２照射光Ｇ２’）が、第１イメージャ１３と第２イメージャ１４に入射する。

【0327】

第１イメージャ１３上に、第２照射光による光学像が形成される。第１イメージャ１３では、光学像の取得は行われない。その結果、第１イメージャ１３から、被検体の画像情報は出力されない。

【0328】

第２イメージャ１４上に、第２照射光による光学像が形成される。第２イメージャ１４では、光学像の取得が行われる。その結果、第２イメージャ１４からは、距離情報が出力される。

【0329】

第２状態では、第１照射光は存在しないので、第２イメージャ１４上に第１照射光による光学像が形成されない。すなわち、第２イメージャ１４上には、誤差情報を生じる光による光学像が形成されない。この場合、第２イメージャ１４で光学像の取得を行っても、第２イメージャ１４から出力される距離情報に誤差情報が含まれない。よって、高い精度で距離の測定を行うことができる。

【0330】

光学装置では、集光部から、第１照射光と第２照射光が射出される。第１照射光と第２照射光は、導光部材の入射端面に入射する。以下、導光部材について説明する。

【0331】

（本実施形態の光学装置７）
本実施形態の光学装置では、挿入部は１つの入射端面を有し、１つの入射端面は、第１入射領域と、第２入射領域と、を有し、第１入射領域に、第１照射光が入射し、第２入射領域に、第２照射光が入射することが好ましい。

【0332】

図１６は、入射端面と入射領域を示す図である。図１６（ａ）は、入射端面を示す図である。図１６（ｂ）は、入射領域の第１例を示す図である。図１６（ｃ）は、入射領域の第２例を示す図である。図１と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0333】

この光学装置では、光源部側に、導光部材７０と、平行平板７１が配置されている。図１６（ａ）に示すように、導光部材７０は、入射端面７０ａを有する。入射端面７０ａ側には、平行平板７１が配置されている。入射端面７０ａに、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する。

【0334】

図１６（ｂ）に示すように、入射端面７０ａは、第１入射領域７２と、第２入射領域７３と、を有する。第１入射領域７２には、第１照射光Ｌ_Ｗが入射する。第２入射領域７３には、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する

【0335】

図１６（ｃ）に示すように、入射端面７０ａは、第１入射領域７２と、第２入射領域７３と、第２入射領域７４と、を有する。第１入射領域７２には、第１照射光Ｌ_Ｗが入射する。第２入射領域７３と第２入射領域７４には、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する。

【0336】

図１６（ｂ）に示す入射端面７０ａでは、第１入射領域の数と第２入射領域の数は、共に、１つである。図１６（ｃ）に示す入射端面７０ａでは、第１入射領域の数は１つで、第２入射領域の数は２つである。

【0337】

平行平板７１には、ダイクロイックミラー、又はハーフミラーを用いることができる。平行平板７１がダイクロイックミラーの場合、第１照射光Ｌ_Ｗは第２領域に入射しない。第２照射光Ｌ_ＴＯＦだけが第２領域に入射する。平行平板７１がハーフミラーの場合、第２照射光Ｌ_ＴＯＦだけでなく、第１照射光Ｌ_Ｗも第２領域に入射する。

【0338】

平行平板７１がハーフミラーの場合、第１光源４から平行平板７１までの間に、遮光部材を配置しても良い。遮光部材では、第２領域に対応する部分が遮光されるようにする。このようにすると、第１照射光Ｌ_Ｗは第２領域に入射しない。よって、第２照射光Ｌ_ＴＯＦだけを、第２領域に入射させることができる。

【0339】

この光学装置では、第１照射光の導光と第２照射光の導光で、同じ導光部材が共用されている。導光部材の構成は、導光部材の全体形状１（後述）に示す通りである。挿入部とそれに連なる導光部材を共用化できるため、細径化のために効果がある。

【0340】

この光学装置では、後述の光学装置１１のように、射出端面が複数あるときにも、予め決められた１つの射出端面に導光される。入射端面の第２領域に第２照射光を入射させると共に、第２照射光を１つの射出端面から射出させることで、細径化のみならず、距離の測定を精度よく行うことも可能になる。

【0341】

（本実施形態の光学装置８）
本実施形態の光学装置では、挿入部は、複数の入射端面を有し、複数の入射端面は、空間的に分離されおり、第１照射光が入射する入射端面と第２照射光が入射する入射端面は異なることが好ましい。

【0342】

この光学装置では、図３（ｂ）に示す光源部３７を用いることができる。光源部３７は、並列入射タイプの光源部である。光源部３７では、光源部側に、２つの導光部材が配置されている。光源部３７は、導光部材３８と、導光部材３９と、を有する。導光部材３８と導光部材３９は、挿入部に配置されている。

【0343】

導光部材３８は、入射端面３８ａを有する。導光部材３９は、入射端面３９ａを有する。このように、光学装置では、挿入部は２つの入射端面を有する。

【0344】

光学装置では、入射端面３８ａと入射端面３９ａは、空間的に分離されている。入射端面３８ａには、第１照射光Ｌ_Ｗが入射する。入射端面３９ａには、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する。入射端面３８ａは、第１照射光Ｌ_Ｗが入射する入射端面である。入射端面３９ａは、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する入射端面である。

【0345】

この光学装置では、２つの入射端面が空間的に分離されているので、同軸入射タイプの光源部（図３（ａ）参照）を使うことなく、第１照射光と第２照射光を、導光部材に入射させことができる。

【0346】

また、入射端面と一対一に対応する射出端面を設けることができる。この場合、第２照射光Ｌ_ＴＯＦだけを、確実に導光部材から射出させることができる。

【0347】

「複数の入射端面が空間的に分離されている」とは、例えば、複数の入射端面が第１入射端面と第２入射端面とを有する場合、第１入射端面を有する導光部材と第２入射端面を有する導光部材が、独立して機能していることを意味する。２つの導光部材の間に空間が形成されていても、２つの導光部材が接触していても良い。

【0348】

（光学装置８：第１３例）
本実施形態の光学装置では、第２光源は、本体部に配置されていることが好ましい。

【0349】

この光学装置では、図３（ｂ）に示す光源部３７を用いることができる。光源部３７は、並列入射タイプの光源部である。光源部３７では、導光部材３８は、入射端面３８ａを有する。導光部材３９は、入射端面３９ａを有する。このように、光源部３７では、光学装置は、入射端面３８ａと、入射端面３９ａと、を有する。入射端面３８ａは、第１入射端面である。入射端面３９ａは、第２入射端面である。

【0350】

入射端面３８ａと入射端面３９ａは、空間的に分離されている。入射端面３８ａには、第１照射光Ｌ_Ｗが入射する。入射端面３９ａには、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する。

【0351】

光源部３７では、第２照射光Ｌ_ＴＯＦを入射させる導光部材は、第１照射光Ｌ_Ｗを入射させる導光部材と異なる。そのため、光源部３７を光学装置用いると、第２光源３２だけを、本体部３の内部に配置することができる。

【0352】

図１７は、光学装置を示す図である。図１と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0353】

光学装置８０は、第１光源部８１と、第２光源部８２と、本体部３と、を有する。光学装置８０では、第１光源部８１は、本体部３から離れた場所に配置されている。第２光源部８２は、本体部３の内部に配置されている。

【0354】

第１光源部８１は、第１光源８４と、第１光源制御部８５と、第１集光部８６と、を有する。第２光源部８２は、第２光源８７と、第２光源制御部８８と、第２集光部８９と、を有する。

【0355】

光学装置８０では、本体部３は、導光部材８３を有する。導光部材８３は、光源部側で、２つの導光部材に分かれている。よって、導光部材８３は、第１入射端面８３’ａと、第２入射端面８３”ａと、射出端面８３ｂと、を有する。

【0356】

第１入射端面８３’ａは、第１集光部８６と対向している。第２入射端面８３”ａは、第２集光部８９と対向している。射出端面８３ｂは、レンズ１０と対向している。

【0357】

上述のように、導光部材の全長が長くなるほど、誤差ｄが大きくなる。光学装置８０では、第２光源部８２は、本体部３の内部に配置されている。そのため、第２入射端面８３”ａから射出端面８３ｂまでの長さは、第１入射端面８３’ａから射出端面８３ｂまでの長さに比べて短い。よって、本実施形態の光学装置では、パルス形状の変化を少なくすることができる。その結果、誤差情報を低減することができる。

【0358】

図１８は、光学装置を示す図である。図１及び図１７と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0359】

光学装置９０は、第１光源部８１と、第２光源部８２と、本体部３と、を有する。光学装置９０では、第１光源部８１は、本体部３から離れた場所に配置されている。第２光源部８２は、本体部３の内部に配置されている。

【0360】

光学装置９０では、本体部３は、導光部材９１と、導光部材９２と、を有する。導光部材９１は、入射端面９１ａと、射出端面９１ｂと、を有する。導光部材９２は、入射端面９２ａと、射出端面９２ｂと、を有する。

【0361】

入射端面９１ａは、第１集光部８６と対向している。入射端面９２ａは、第２集光部８９と対向している。射出端面９１ｂは、レンズ１０と対向している。射出端面９２ｂは、レンズ９３と対向している。

【0362】

上述のように、導光部材の全長が長くなるほど、誤差ｄが大きくなる。光学装置９０では、第２光源部８２は、本体部３の内部に配置されている。そのため、入射端面９２ａから射出端面９２ｂまでの長さは、入射端面９１ａから射出端面９１ｂまでの長さに比べて短い。よって、本実施形態の光学装置では、パルス形状の変化を少なくすることができる。その結果、誤差情報を低減することができる。

【0363】

（光学装置８：第１４例）
本実施形態の光学装置では、第２照射光が入射する入射端面における第２照射光の入射角は、９．９°以下であることが好ましい。

【0364】

光学装置として、光学装置８０（図１７）、又は、光学装置９０（図１８）を用いることができる。光学装置８０、又は光学装置９０では、第２照射光Ｌ_ＴＯＦを伝搬する導光部材の長さを短くすることができる。

【0365】

この光学装置は、軟性内視鏡に用いることができる。この場合、軟性内視鏡には、光学装置８０、又は光学装置９０が用いられる。光学装置８０と光学装置９０では、光源部６０（図７参照）が用いられている。

【0366】

図７に示すように、第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、集光された状態で入射端面６７ａに入射する。よって、角度が０°からθ２までの様々な角度で、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射端面６７ａに入射する。

【0367】

この光学装置でも、約１０％の誤差で病変部のサイズを測定できると、測定結果を病変部の確定診断に利用することができる。上述のように、５ｃｍの距離に対して、誤差を１０％に抑えるためには、誤差を５ｍｍとすると、ｄは１０ｍｍ以内にする必要がある。

【0368】

上述のように、軟性内視鏡には、光学装置８０、又は光学装置９０が用いられている。このような軟性内視鏡では、第２光源部８２を内視鏡の操作部に設置することができる。この場合、Ｌの値は１０００ｍｍになる。ｎ＝１．５、ｄ＝１０ｍｍとすると、θ≒９．９°になる。

【0369】

よって、軟性内視鏡に光学装置８０が用いられる場合、入射端面８３”ａにおける第２照射光Ｌ_ＴＯＦの入射角は、９．９°以下にすると良い。このようにすることで、パルス形状の変化を少なくすることができる。その結果、誤差情報を低減することができる。

【0370】

内視鏡の操作部は、本体部３の一部に設置されている。操作部は、使用者が内視鏡の把持と、挿入部の操作のために使用される。操作部の内部、又は操作部の周囲には、第２光源部８２を収容するスペースを確保することができる。よって、第２光源部８２を本体部３の内部に配置することで、第２光源部８２を入射端面８３’ａ側に配置する場合に比べて、Ｌの値を小さくすることができる。

【0371】

（光学装置８：第１５例）
本実施形態の光学装置では、第２照射光が入射する入射端面における第２照射光の入射角は、４．４°以下であることが好ましい。

【0372】

上述のように、軟性内視鏡では、約１ｃｍの距離から、上部消化管の表面を観察する場合がある。この場合、誤差を１０％以下にするためには、ｄは０．２ｍｍ以内にする必要がある。

【0373】

上述のように、軟性内視鏡には、光学装置８０、又は光学装置９０が用いられている。このような軟性内視鏡では、Ｌの値は１０００ｍｍになる。ｎ＝１．５、ｄ＝０．２ｍｍとすると、θ≒４．４°になる。

【0374】

よって、軟性内視鏡に光学装置９０が用いられる場合、入射端面９２ａにおける第２照射光Ｌ_ＴＯＦの入射角は、４．４°以下にすると良い、このようにすることで、パルス形状の変化を少なくすることができる。その結果、誤差情報を低減することができる。

【0375】

（光学装置８：第１６例）
本実施形態の光学装置では、第２入射端面の面積は、第１入射端面の面積よりも小さいことが好ましい。

【0376】

光学装置は光源部３７（図３（ｂ）参照）を用いることができる。上述のように、光源部３７は、入射端面３８ａと、入射端面３９ａと、を有する。入射端面３８ａは、第１入射端面である。入射端面３９ａは、第２入射端面である。入射端面３８ａには、第１照射光Ｌ_Ｗが入射する。入射端面３９ａには、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する。

【0377】

光学装置が２つの入射端面を有する場合、図１７と図１８に示すように、一方の入射端面を、本体部の内部に配置することができる。

【0378】

上述のように、入射端面３９ａ、すなわち、第２入射端面には、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する。また、誤差情報を低減するためには、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが伝搬する導光部材は全長が短いほうが良い。よって、第２入射端面を、本体部の内部に配置すると良い。

【0379】

ただし、本体部は小型であることが望ましい。この光学装置では、第２入射端面の面積が、第１入射端面の面積よりも小さい。そのため、本体部を大きくすることなく、誤差情報を低減することができる。

【0380】

（光学装置９）
本実施形態の光学装置では、挿入部は、１つの射出端面を有し、射出端面は、第１射出領域と、第２射出領域と、を有し、第１射出領域から、第１照射光が射出され、第２射出領域から、第２照射光が射出されることが好ましい。

【0381】

図１９は、射出端面と射出領域を示す図である。図１９（ａ）は、射出端面を示す図である。図１９（ｂ）は、射出領域の第１例を示す図である。図１９（ｃ）は、射出領域の第２例を示す図である。図１６（ａ）に示す導光部材７０を用いて説明する。

【0382】

この光学装置では、被検体側に、１つの導光部材が配置されている。図１９（ａ）に示すように、導光部材７０は、射出端面７０ｂを有する。射出端面７０ｂから、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。

【0383】

図１９（ｂ）に示すように、射出端面７０ｂは、第１射出領域７５と、第２射出領域７６と、を有する。第１射出領域７５から、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。第２射出領域７６から、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。

【0384】

図１９（ｃ）に示すように、射出端面７０ｂは、第１射出領域７５と、第２射出領域７６と、第２射出領域７７と、を有する。第１射出領域７５から、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。第２射出領域７６と第２射出領域７７から、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。

【0385】

図１９（ｂ）に示す射出端面７０ｂでは、第１射出領域の数と第２射出領域の数は、共に、１つである。図１９（ｃ）に示す射出端面７０ｂでは、第１射出領域の数は１つで、第２射出領域の数は２つである。

【0386】

入射端面の数は１つに限られない。１つの射出端面と、複数の入射端面と、を有する導光部材を用いても良い。例えば、導光部材７０の代わりに、導光部材８３（図１７参照）を用いることができる。

【0387】

（光学装置１０）
本実施形態の光学装置では、挿入部は、複数の射出端面を有し、複数の射出端面は、空間的に分離されおり、第１照射光が射出される射出端面と第２照射光が射出される射出端面は異なることが好ましい。

【0388】

図２０は、射出端面を示す図である。図３（ｂ）に示す導光部材３８と導光部材３９を用いて説明する。

【0389】

この光学装置では、被検体側に、２つの導光部材が配置されている。図２０に示すように、光学装置は、導光部材３８と、導光部材３９と、を有する。導光部材３８と導光部材３９は、挿入部に配置されている。

【0390】

導光部材３８は、射出端面３８ｂを有する。導光部材３９は、射出端面３９ｂを有する。このように、この光学装置では、挿入部は２つの射出端面を有する。

【0391】

この光学装置では、射出端面３８ｂと射出端面３９ｂは、空間的に分離されている。射出端面３８ｂから、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。射出端面３９ｂから、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。射出端面３８ｂは、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される射出端面である。射出端面３９ｂは、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される射出端面である。

【0392】

「複数の射出端面が空間的に分離されている」とは、例えば、複数の射出端面が第１射出端面と第２射出端面とを有する場合、第１射出端面を有する導光部材と第２射出端面を有する導光部材が、独立して機能していることを意味する。２つの導光部材の間に空間が形成されていても、２つの導光部材が接触していても良い。

【0393】

入射端面の数は１つに限られない。２つの射出端面と、複数の入射端面と、を有する導光部材を用いても良い。

【0394】

（導光部材の全体形状）
上述のように、入射端面と射出端面の数は、各々、１つ又は複数にすることができる。そのため、導光部材の全体形状を、様々な形状にすることができる。

【0395】

（導光部材の全体形状１）
本実施形態の光学装置における導光部材では、第１照射光と第２照射光を、１つの導光部材に入射させることが好ましい。

【0396】

導光部材について説明する。図２１は、導光部材を示す図である。図２１（ａ）は、導光部材の第１例を示す図である。図２１（ｂ）は、導光部材の第２例を示す図である。図２１（ｃ）は、導光部材の第３例を示す図である。図２１（ｄ）は、導光部材の第４例を示す図である。

【0397】

導光部材１００は、図２１（ａ）に示すように、入射端面１００ａと、射出端面１００ｂと、を有する。導光部材１００では、入射端面の数と射出端面の数は、共に、１つである。入射端面１００ａには、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦが一緒に入射する。射出端面１００ｂからは、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦが一緒に射出される。

【0398】

導光部材１００を用いることで、後述の導光部材１０４に比べて、挿入部を細くすることができる。

【0399】

導光部材１０１は、図２１（ｂ）に示すように、入射端面１０１ａと、射出端面１０１’ｂと、射出端面１０１”ｂと、を有する。導光部材１０１は、被検体側で、導光部材１０１’と導光部材１０１”に分かれている。導光部材１０１’は、射出端面１０１’ｂを有する。導光部材１０１”は、射出端面１０１”ｂを有する。

【0400】

導光部材１０１では、入射端面の数は１つで、射出端面の数は２つである。入射端面１０１ａには、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦが一緒に入射する。射出端面１０１’ｂからは、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。射出端面１０１”ｂからは、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。

【0401】

導光部材１０２は、図２１（ｃ）に示すように、入射端面１０２ａと、射出端面１０２’ｂと、射出端面１０２”ｂと、を有する。導光部材１０２は、被検体側で、導光部材１０２’と導光部材１０２”に分かれている。導光部材１０２’は、射出端面１０２’ｂを有する。導光部材１０２”は、射出端面１０２”ｂを有する。

【0402】

導光部材１０２では、入射端面の数は１つで、射出端面の数は２つである。入射端面１０２ａには、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦが一緒に入射する。射出端面１０２’ｂからは、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。射出端面１０２”ｂからは、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。

【0403】

導光部材１０２を有する光学装置は、内視鏡に使用することができる。内視鏡では、影の無い画像、又は明るさムラのない画像を得るために、第１照射光Ｌ _Ｗ を複数の射出端面から照射することが多い。導光部材１０２では、２つの射出端面から第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。そのため、影のない画像、又は明るさムラのない画像を得ることができる。

【0404】

導光部材１０２では、第２照射光Ｌ_ＴＯＦは射出端面１０２”ｂだけから射出される。図１６（ｂ）において、第２入射領域７３に第２照射光Ｌ_ＴＯＦを入射させることで、第２照射光Ｌ_ＴＯＦの射出端面として、射出端面１０２”ｂを選択できる。

【0405】

導光部材１０３は、図２１（ｄ）に示すように、入射端面１０３ａと、射出端面１０３’ｂと、射出端面１０３”ｂと、を有する。導光部材１０３は、被検体側で、導光部材１０３’と導光部材１０３”に分かれている。導光部材１０３’は、射出端面１０３’ｂを有する。導光部材１０３”は、射出端面１０３”ｂを有する。

【0406】

導光部材１０３では、入射端面の数は１つで、射出端面の数は２つである。入射端面１０３ａには、第１照射光Ｌ_Ｗ、第２照射光Ｌ_ＴＯＦ、及び第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’が一緒に入射する。射出端面１０３’ｂからは、第１照射光Ｌ_Ｗがと第２照射光Ｌ_ＴＯＦ射出される。射出端面１０３”ｂからは、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’が射出される。第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’の波長帯域は、第２照射光Ｌ_ＴＯＦの波長帯域と異なる。

【0407】

導光部材１０３では、導光部材１０２と同様に、２つの射出端面から第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。そのため、導光部材１０３を有する光学装置を内視鏡に使用することで、影のない画像、又は明るさムラのない画像を得ることができる。

【0408】

導光部材１０３では、第２照射光Ｌ_ＴＯＦと第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’が射出可能である。そのため、例えば、第２照射光Ｌ_ＴＯＦで距離の測定が難しい場合であっても、第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’で距離の測定を行うことができる。
第２照射光Ｌ_ＴＯＦの波長帯域と第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’の波長帯域は、同じであっても、異なっていても良い。第２照射光Ｌ_ＴＯＦの射出と第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’の射出は、同時に行われない。

【0409】

導光部材１０３では、射出端面１０３’ｂから第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出され、射出端面１０３”ｂから第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’が射出される。図１６（ｃ）において、第２入射領域７３に第２照射光Ｌ_ＴＯＦを入射させることで、第２照射光Ｌ_ＴＯＦの射出端面として、射出端面１０３’ｂを選択できる。第２入射領域７４に第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’を入射させることで、第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’の射出端面として、射出端面１０３”ｂを選択できる。

【0410】

（導光部材の全体形状２）
本実施形態の光学装置における導光部材では、第１照射光と第２照射光を、別々の入射端面に入射させること好ましい。

【0411】

導光部材について説明する。図２２は、導光部材を示す図である。図２２（ａ）は、導光部材の第５例を示す図である。図２２（ｂ）は、導光部材の第６例を示す図である。図２２（ｃ）は、導光部材の第７例を示す図である。図２２（ｄ）は、導光部材の第８例を示す図である。

【0412】

導光部材１０４は、図２２（ａ）に示すように、入射端面１０５ａと、入射端面１０６ａと、射出端面１０５ｂと、射出端面１０６ｂと、を有する。導光部材１０４は、導光部材１０５と導光部材１０６に分かれている。導光部材１０５は、入射端面１０５ａと、射出端面１０５ｂと、を有する。導光部材１０６は、入射端面１０６ａと、射出端面１０６ｂと、を有する。

【0413】

導光部材１０４では、入射端面の数は２つで、射出端面の数は２つである。入射端面１０５ａには、第１照射光Ｌ_Ｗが入射する。入射端面１０６ａには、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する。射出端面１０５ｂからは、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。射出端面１０６ｂからは、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。

【0414】

導光部材１０７は、図２２（ｂ）に示すように、入射端面１０８ａと、入射端面１０９ａと、射出端面１０８’ｂと、射出端面１０８”ｂと、射出端面１０９ｂと、を有する。

【0415】

導光部材１０７は、導光部材１０８と導光部材１０９に分かれている。導光部材１０８は、被検体側で、導光部材１０８’と導光部材１０８”に分かれている。導光部材１０８は、入射端面１０８ａと、射出端面１０８’ｂと、射出端面１０８”ｂと、を有する。導光部材１０９は、入射端面１０９ａと、射出端面１０９ｂと、を有する。

【0416】

導光部材１０７では、入射端面の数は２つで、射出端面の数は３つである。入射端面１０８ａには、第１照射光Ｌ_Ｗが入射する。入射端面１０９ａには、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する。射出端面１０８’ｂと射出端面１０８”ｂからは、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。射出端面１０９ｂからは、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。

【0417】

導光部材１０７では、導光部材１０２と同様に、２つの射出端面から第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。そのため、導光部材１０７を有する光学装置を内視鏡に使用することで、影のない画像、又は明るさムラのない画像を得ることができる。

【0418】

導光部材１１０は、図２２（ｃ）に示すように、入射端面１１１ａと、入射端面１１２ａと、入射端面１１３ａと、射出端面１１１’ｂと、射出端面１１１”ｂと、射出端面１１２ｂと、射出端面１１３ｂと、を有する。

【0419】

導光部材１１０は、導光部材１１１と、導光部材１１２と、導光部材１１３と、に分かれている。導光部材１１１は、被検体側で、導光部材１１１’と導光部材１１１”に分かれている。導光部材１１１は、入射端面１１１ａと、射出端面１１１’ｂと、射出端面１１１”ｂと、を有する。

【0420】

導光部材１１２は、入射端面１１２ａと、射出端面１１２ｂと、を有する。導光部材１１３は、入射端面１１３ａと、射出端面１１３ｂと、を有する。

【0421】

導光部材１１０では、入射端面の数は３つで、射出端面の数は４つである。入射端面１１１ａには、第１照射光Ｌ_Ｗが入射する。入射端面１１２ａには、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する。入射端面１１３ａには、第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’が入射する。

【0422】

射出端面１１１’ｂと射出端面１１１”ｂからは、第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。射出端面１１２ｂからは、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。射出端面１１３ｂからは、第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’が射出される。

【0423】

導光部材１１０では、導光部材１０２と同様に、２つの射出端面から第１照射光Ｌ_Ｗが射出される。そのため、導光部材１１０を有する光学装置を内視鏡に使用することで、影のない画像、又は明るさムラのない画像を得ることができる。

【0424】

導光部材１１０では、導光部材１０３と同様に、第２照射光Ｌ_ＴＯＦと第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’が射出可能である。そのため、例えば、第２照射光Ｌ_ＴＯＦで距離の測定が難しい場合であっても、第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’で距離の測定を行うことができる。

【0425】

第２照射光Ｌ_ＴＯＦの波長帯域と第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’の波長帯域は、同じであっても、異なっていても良い。第２照射光Ｌ_ＴＯＦの射出と第２照射光Ｌ_ＴＯＦ’の射出は、同時に行われない。

【0426】

導光部材１１４は、図２２（ｄ）に示すように、入射端面１１４’ａと、入射端面１１４”ａと、射出端面１１４ｂと、を有する。導光部材１１４は、入射端側で、導光部材１１４’と導光部材１１４”に分かれている。導光部材１１４’は、入射端面１１４’ａを有する。導光部材１１４”は、入射端面１１４”ａを有する。

【0427】

導光部材１１４では、入射端面の数は２つで、射出端面の数は１つである。入射端面１１４’ａには、第１照射光Ｌ_Ｗが入射する。入射端面１１４”ａには、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する。射出端面１１４ｂからは、第１照射光と第２照射光Ｌ_ＴＯＦが一緒に射出される。

【0428】

（光学装置１１）
本実施形態の光学装置では、挿入部は、複数の射出端面を有し、第２照射光は、予め決められた１つの射出端面だけから射出されることが好ましい。

【0429】

光学装置では、挿入部は複数の射出端面を有することができる。この場合、図２１（ｃ）、又は図２２（ｂ）に示すように、第１照射光Ｌ_Ｗは複数の射出端面から射出し、第２照射光Ｌ_ＴＯＦは単一の射出端面だけから射出させると良い。すなわち、第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、２以上の射出端面から同時に射出されないようにする。

【0430】

第１照射光Ｌ_Ｗは、画像取得のために用いられる。上述のように、内視鏡では、影の無い画像、又は明るさムラのない画像を得るために、第１照射光Ｌ_Ｗを複数の射出端面から照射することが多い。一方、第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、距離の測定のために用いられる。

【0431】

複数の射出端面から第２照射光Ｌ_ＴＯＦを射出させると、各々の第２照射光Ｌ_ＴＯＦは異なる経路で第２イメージャに到達する。この場合、各々の第２照射光Ｌ_ＴＯＦは、異なる時間遅れを持つ。そのため、各々の第２照射光Ｌ_ＴＯＦを合成すると、合成されたパルス光の形状は、第２光源を射出したときのパルス光の形状と異なってしまう。そのため、合成されたパルス光では正しい距離を測定することができない。

【0432】

ひとつの射出端面から射出されたパルス光も、射出端面から斜入射された光の被検体からの戻り光を利用しているので、被検体の各点と光学装置の先端との距離は、パルス光の時間遅れと単純な比例関係にはない。しかし、一つの射出端面からのパルス光であれば、２個の別の時間遅れを生じているパルス光の合成ではない。この場合、正確な時間遅れを測定できる。そのため、画素毎に決められるテーブルに従って、距離を定めることができる。

【0433】

また、図２１（ｃ）に示す導光部材１０２では、第２照射光Ｌ_ＴＯＦの光強度分布が、ガウス分布のように周辺まで尾を引いた分布になっている場合がある。この場合、第２照射光Ｌ_ＴＯＦの全ては、図１６（ｂ）に示す入射領域７３に入射できず、光強度分布の周辺の光は入射領域７３の外側に入射する可能性がある。

【0434】

そうすると、光学装置の導光部材に、例えば、図２１（ｃ）に示す導光部材１０２を用いる場合、射出端面１０２”ｂだけではなく、射出端面１０２’ｂからも第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出されてしまう可能性がある。

【0435】

上述のように、複数の射出端面から第２照射光Ｌ_ＴＯＦを射出させると、正しい距離を測定することができない。しかし、射出端面１０２’ｂからの第２照射光Ｌ_ＴＯＦの比率が概ね１０％以下であれば、距離の測定を精度良く行うことが可能である。

【0436】

（光学装置１２：第１７例）
本実施形態の光学装置では、挿入部は、複数の射出端面を有し、２つ以上の射出端面から、第２照射光が射出され、第２照射光は、同時刻には１つの射出端面のみから射出されることが好ましい。

【0437】

図２３は、本実施形態の光学装置と入射領域を示す図である。図２３（ａ）は、光学装置を示す図である。図２３（ｂ）は、入射領域を示す図である。図１と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0438】

光学装置１２０は、光源部２と、本体部３と、を有する。光学装置１２０では、光源部２は、本体部３から離れた場所に配置されている。

【0439】

光学装置１２０では、本体部３は、導光部材１２１を有する。導光部材１２１は、入射端面１２１ａと、射出端面１２１’ｂと、射出端面１２１”ｂと、を有する。光学装置１２０は、１つの入射端面と、２つの射出端面と、を有する。

【0440】

導光部材１２１は、被検体側で、導光部材１２１’と導光部材１２１”とに分かれている。導光部材１２１’と導光部材１２１”は、挿入部８に配置されている。導光部材１２１’は、射出端面１２１’ｂを有する。導光部材１２１”は、射出端面１２１”ｂを有する。光学装置１２０では、挿入部８は２つの射出端面を有する。

【0441】

入射端面１２１ａは、集光部７と対向している。射出端面１２１’ｂは、レンズ１０と対向している。射出端面１２１”ｂは、レンズ１２２と対向している。

【0442】

入射端面１２１ａには、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する。図２３（ｂ）に示すように、入射端面１２１ａは、第１照射光Ｌ_Ｗが入射する第１入射領域１２３と、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する第２入射領域１２４に分かれている。第２入射領域１２４は、入射領域１２４ａと入射領域１２４ｂに分かれている。

【0443】

第１入射領域１２３に対応する射出領域は、射出端面１２１’ｂに位置している。第２入射領域１２４に対応する射出領域は、射出端面１２１’ｂと射出端面１２１”ｂに位置している。例えば、入射領域１２４ａに対応する射出領域は、射出端面１２１’ｂに位置している。入射領域１２４ｂに対応する射出領域は、射出端面１２１”ｂに位置している。

【0444】

よって、射出端面１２１’ｂからは、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。射出端面１２１”ｂからは、第２照射光Ｌ_ＴＯＦのみが射出される。

【0445】

光学装置１２０では、２つの射出端面から第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出可能である。その結果、光学装置１２０では、距離の測定に、射出端面１２１’ｂから射出される第２照射光Ｌ_ＴＯＦ（以下、「第２照射光Ｌ_ＴＯＦ１」という）と、射出端面１２１”ｂから射出される第２照射光Ｌ_ＴＯＦ（以下、「第２照射光Ｌ_ＴＯＦ２」という）を用いることができる。

【0446】

例えば、被検体の凹凸のために第２照射光Ｌ_ＴＯＦ１で距離の測定が難しい場合であっても、第２照射光Ｌ_ＴＯＦ２で距離の測定を行うことができる可能性がある。第２照射光Ｌ_ＴＯＦ１の波長帯域と第２照射光Ｌ_ＴＯＦ２の波長帯域は、同じであっても、異なっていても良い。

【0447】

上述のように、複数の射出端面から第２照射光Ｌ_ＴＯＦを射出させると、正しい距離を測定することができない。よって、第２照射光Ｌ_ＴＯＦ１の射出と第２照射光Ｌ_ＴＯＦ２の射出は、同時に行われない。

【0448】

（光学装置１２：第１８例）
図２４は、本実施形態の光学装置を示す図である。図１及び図１８と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0449】

光学装置１３０は、光源部２と、第２光源部８２と、本体部３と、を有する。光学装置１３０では、光源部２は、本体部３から離れた場所に配置されている。第２光源部８２は、本体部３の内部に配置されている。

【0450】

光学装置１３０では、本体部３は、導光部材１３１と、導光部材９２と、を有する。導光部材１３１は、入射端面１３１ａと、射出端面１３１ｂと、を有する。導光部材９２は、入射端面９２ａと、射出端面９２ｂと、を有する。光学装置１３０は、２つの入射端面と、２つの射出端面と、を有する。

【0451】

導光部材１３１と導光部材９２は、挿入部８に配置されている。光学装置１３０では、挿入部８は２つの射出端面を有する。

【0452】

入射端面１３１ａは、集光部７と対向している。入射端面９２ａは、第２集光部８９と対向している。射出端面１３１ｂは、レンズ１０と対向している。射出端面９２ｂは、レンズ９３と対向している。

【0453】

入射端面１３１ａには、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦが入射する。よって、射出端面１３１ｂからは、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。入射端面９２ａには、第２照射光Ｌ_ＴＯＦのみが入射する。よって、射出端面９２ｂからは、第２照射光Ｌ_ＴＯＦのみが射出される。

【0454】

光学装置１３０では、２つの射出端面から第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出可能である。その結果、光学装置１３０では、距離の測定に、射出端面１３１ｂから射出される第２照射光Ｌ_ＴＯＦ（以下、「第２照射光Ｌ_ＴＯＦ３」という）と、射出端面９２ｂから射出される第２照射光Ｌ_ＴＯＦ（以下、「第２照射光Ｌ_ＴＯＦ４」という）を用いることができる。

【0455】

例えば、第２照射光Ｌ_ＴＯＦ３で距離の測定が難しい場合であっても、第２照射光Ｌ_ＴＯＦ４で距離の測定を行うことができる。第２照射光Ｌ_ＴＯＦ３の波長帯域と第２照射光Ｌ_ＴＯＦ４の波長帯域は、同じであっても、異なっていても良い。第２照射光Ｌ_ＴＯＦ３の射出と第２照射光Ｌ_ＴＯＦ４の射出は、同時に行われない。

【0456】

光学装置１２０と光学装置１３０では、第１射出端面と第２射出端面とから、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出可能になっている。よって、距離の測定に、第１射出端面から射出される第２照射光Ｌ_ＴＯＦと、第２射出端面から射出される第２照射光Ｌ_ＴＯＦの少なくとも一方を用いることができる。

【0457】

（光学装置１３）
本実施形態の光学装置では、２つ以上の射出端面は、第１射出端面と、第２射出端面と、を有し、第１射出端面と第２射出端面では、第１射出端面からの第２照射光の射出と、第２射出端面からの第２照射光の射出と、が交互に行われることが好ましい。

【0458】

光学装置１２０(図２３参照)では、射出端面１２１’ｂから、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出される。射出端面１２１”ｂから、第２照射光Ｌ_ＴＯＦのみが射出される。射出端面１２１’ｂは、第１射出端面である。射出端面１２１”ｂは、第２射出端面である。よって、光学装置１２０では、第１射出端面と第２射出端面の両方から、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出可能である。

【0459】

入射端面１２１ａから射出端面１２１’ｂまでの距離と、入射端面１２１ａから射出端面１２１”ｂまでの距離と、は異なる。この場合、射出端面１２１’ｂから射出された第２照射光Ｌ_ＴＯＦと、射出端面１２１”ｂから射出された第２照射光Ｌ_ＴＯＦと、の間で時間差が生じる。そのため、２つの第２照射光Ｌ_ＴＯＦを同時に被検体に照射すると、精度良く距離を測定することができない。

【0460】

光学装置では、射出端面１２１’ｂからの第２照射光Ｌ_ＴＯＦの射出と、射出端面１２１”ｂからの第２照射光Ｌ_ＴＯＦの射出と、を交互に行うことができる。この場合、１つの第２照射光Ｌ_ＴＯＦが被検体に照射される。そのため、精度良く距離を測定することができる。

【0461】

また、一方の第２照射光Ｌ_ＴＯＦで照明できなかった場所を、他方の第２照射光Ｌ_ＴＯＦで照明できる可能性がある。そのため、測定箇所を増やすことができる。

【0462】

光学装置１３０(図２４参照)でも、第１射出端面と第２射出端面の両方から、第２照射光Ｌ_ＴＯＦが射出可能である。よって、光学装置１３０でも、光学装置１２０と同じ作用効果が得られる。

【0463】

（光学装置１４）
本実施形態の光学装置では、第１照射光でも、光強度が時間的に変調され、第１照射光における変調と第２照射光における変調とが同じであることが好ましい。

【0464】

第２照射光では、光強度が時間的に変調されている。この時間的な変調は、光源制御部で行われる。本実施形態の光学装置では、第２照射光と同じように、第１照射光でも、光強度が時間的に変調されている。

【0465】

このようにすることで、第１光源に可干渉性の高い光源を用いても、スペックルの発生を抑制することができる。よって、第１照射光を用いた照明において、均一な照明ができる。

【0466】

（光学装置１５）
本実施形態の光学装置では、被検体からの戻り光が入射する光学系は１つであることが好ましい。

【0467】

光学装置１（図１参照）では、被検体からの戻り光が入射する光学系は、光学系１１だけである。この場合、第１イメージャ１３と第２イメージャ１４には、同一形状の光学像が形成される。そのため、画像情報と距離情報との間にずれが生じない。その結果、画像情報と距離情報との対応付けが容易にできる。

【0468】

（光学装置１６）
本実施形態の光学装置では、画像情報の取得と距離情報の取得が同時に行われることが好ましい。

【0469】

画像情報の取得と距離情報の取得が同時に行えるので、短時間で情報を取得できる。

【0470】

（光学装置１７）
本実施形態の光学装置では、画像情報の取得と距離情報の取得が、交互に行われることが好ましい。

【0471】

図１４に示すように、第２測定光には、第１照射光Ｌ_Ｗと第２照射光Ｌ_ＴＯＦとが含まれている場合ある。この場合、交互点灯を行うことで、画像情報の取得と距離情報の取得が、交互に行われる。

【0472】

この場合、第２測定光には第２照射光Ｌ_ＴＯＦだけが含まれるので、第２測定光におけるＳＮ比を向上させることができる。その結果、距離情報を正確に取得することができる。更に、第１測定光には、第１照射光Ｌ_Ｗのほとんどが入射するので、カラーバランスのとれた画像を得ることができる。

【0473】

（光学装置１８）
本実施形態の光学装置では、光学系は、ハーフミラーを有し、ハーフミラーに入射した戻り光から、第１測定光と第２測定光とが生じることが好ましい。

【0474】

（内視鏡システム１）
本実施形態の内視鏡システムは、上述の光学装置と、処理装置と、を有し、処理装置は、支援情報を生成する支援情報生成部を有し、支援情報は、画像情報と距離情報に基づいて生成され、支援情報には、病変候補領域の位置に関する情報と形状に関する情報と、それに基づいて距離情報により計算した必要な点間の長さが含まれていることを特徴とする。

【0475】

図２５は、本実施形態の内視鏡システムを示す図である。図１と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。

【0476】

内視鏡システム１４０は、光学装置１と、処理装置１４１と、を有する。処理装置１４１は、画像処理回路１４２と、支援情報生成部１４３と、を有する。

【0477】

画像処理回路１４２では、支援用画像が生成される。支援用画像は、画像情報と距離情報に基づいて生成される。

【0478】

上述のように、画像情報は、第１イメージャを用いて取得した情報である。第１イメージャは、微小な受光部を複数有する。各受光部は画像情報を有する。各受光部の画像情報から、被検体の画像を生成することができる。

【0479】

画像情報は、例えば、明るさの情報と色の情報である。よって、第１イメージャから得られた画像（以下、「観察用画像」という、）は、明るさの情報と色の情報に基づいて生成されている。

【0480】

距離情報は、第２イメージャを用いて取得した情報である。第２イメージャは、微小な受光部を複数有する。各受光部は距離情報を有する。各受光部の距離情報から、被検体の画像を生成することができる。

【0481】

病変部と思われる領域（以下、「病変候補領域」という）が、観察用画像に含まれていることがある。この場合、使用者は、支援用画像を用いて、病変候補領域をマーキングすることができる。このように、支援用画像は、通常画像の表示と、通常画像における病変候補領域を指定するために利用することができる。

【0482】

通常画像と別に支援用画像を設置しても良い。その場合、支援用画像における任意の複数の点をマーキングしても良い。例えば、２点をマーキングした場合、マーキングした２点の距離が、支援用画像上に表示される。よって、画像情報と距離を同一画像で見ることができる。マーキングは、例えば、マウス、視線入力、座標入力等によって行うこができる。病変候補領域を囲むように入力しても良い。

【0483】

また、支援用画像では、病変候補領域は、観察用画像と共に表示されている。そのため、支援用画像では、マーキングの範囲を容易に修正できる。

【0484】

支援情報生成部１４３では、支援情報が生成される。支援情報には、病変候補領域の位置に関する情報と形状に関する情報の少なくともいずれか一方の情報と、それに基づいて距離情報により計算した必要な点間の長さが含まれている。使用者はこの情報を、病変候補領域の診断のための補足情報とすることができる。

【0485】

内視鏡システム１４０は、コントローラーを備えていても良い。コントローラーは、マーキングした領域又は位置の入力、修正情報の受け取り、支援用画像の表示、支援情報の表示、距離又はサイズの計算に用いられる。

【0486】

（内視鏡システム２）
本実施形態の内視鏡システムでは、観察用画像の画素における傾きを、距離情報に基づいて補完及び推定することが好ましい。

【0487】

観察用画像の各画素と測定用画像の各画素が一対一で対応しない場合、観察用画像の画素における傾きは、測定用画像の画素を複数用いて補完及び推定すれば良い。

【0488】

また、距離を推定は、全画素について行う必要はない。例えば、事前に指定された位置に対応する距離を推定すれば良い。又は、指定されたエリアを代表する位置に対応する距離を推定すれば良い。位置の指定、又エリアの指定は、事前に、マニュアル、又は人工知能によって行うことができる。

【0489】

（内視鏡システム３）
本実施形態の内視鏡システムは、上述の光学装置と、処理装置と、を有し、画像情報に基づいて、被検体の観察用画像が生成され、観察用画像の画素における距離、又は距離と傾きを、距離情報に基づいて補完及び推定し、推定した結果から、長さ情報を取得することを特徴する。

【0490】

図１に示す同軸光学系では、第１イメージャの受光部の数と第２イメージャの受光部の数が同じ場合、観察用画像の各画素と測定用画像の各画素は、一対一で対応する。図２のような並列光学系では、２つの光学系で、例えば、倍率、又は収差が異なる。そのため、観察用画像の各画素と測定用画像の各画素は、必ずしも一対一で対応しない。

【0491】

さらに、同軸光学系でも並列光学系でも、第２イメージャの受光部の数が、第１イメージャの受光部の数よりも少ない場合もある。この場合も、観察用画像の各画素と測定用画像の各画素は、一対一で対応しない。

【0492】

観察用画像の各画素と測定用画像の各画素が一対一で対応しない場合、一定のルールに従って対応付けを行う必要がある。この対応付けでは、一定のルールに従って、観察用画像の複数の画素に、測定用画像の１つの画素を対応付ける。このようにして、観察用画像の画素における距離は、測定用画像の画素を複数用いて補完及び推定すれば良い。

【0493】

また、距離の推定は、全画素について行う必要はない。例えば、事前に指定された位置に対応する距離を推定すれば良い。又は、指定されたエリアを代表する位置に対応する距離を推定すれば良い。位置の指定、又エリアの指定は、事前に、マニュアル、又はＡＩによって行うことができる。

【0494】

（内視鏡システム４）
本実施形態の内視鏡システムでは、病変候補領域の特定、病変部の特定、特定後の修正、病変部の抽出、又は病変部の診断を人工知能で行うことが好ましい。

【0495】

人工知能は、コントローラーに設けることができる。病変候補領域の特定は、使用者が行うことができる。しかしながら、変候補領域の特定では、使用者に大きな負荷がかかる場合がある。

【0496】

この内視鏡システムでは、人工知能で、病変候補領域が特定される。そのため、使用者は、特定された病変候補領域の適否を判断すれば良い。その結果、使用者の負担を軽減することができる。また、短時間で、病変候補領域を特定することができる。

【0497】

また、病変部の特定、特定後の修正、病変部の抽出、又は病変部の診断も、人工知能で行うことができる。いずれの場合も、使用者は、適否を判断すれば良い。

【0498】

人工知能による診断では、通常画像または特殊画像を用いることができる。通常画像は、例えば、白色光による照明で得られた画像である。特殊画像は、狭帯域光による照明で得られた画像（ＮＢＩ画像）である。通常画像または特殊画像に対して、人工知能による画像処理を行っても良い。

【0499】

人工知能で病変部が特定されると、使用者による適否判断が行われる。特定が適切でない場合、病変部を特定する範囲が修正される。特定が適切と判断されると、修正後の病変部が抽出される。抽出された病変部について、長さ、例えば、病変部の長径、又は病変部の短径等が、距離情報に基づいて算出される。算出された長さは、支援用画像に表示される。

【0500】

抽出された病変部は、人工知能によって診断される。よって、更に、長さと共に、診断結果も支援用画像に表示することができる。

【0501】

人工知能による処理時間が十分に短ければ、修正を行う前に、長さの算出と病変部の診断を行うことができる。そして、修正の結果に即して、長さの算出結果と病変部の診断結果を更新し、更新した結果を表示しても良い。

【産業上の利用可能性】

【0502】

以上のように、本発明に係る発明は、距離情報に含まれる誤差情報が低減されている光学装置、光源装置、集光方法及び内視鏡システムに適している。

【符号の説明】

【0503】

１、２０ 光学装置
２ 光源部
３ 本体部
４ 第１光源
５ 第２光源
６ 光源制御部
７ 集光部
８ 挿入部
９、２１ 導光部材
９ａ、２１ａ 入射端面
９ｂ、２１ｂ 射出端面
１０ レンズ
１１、２２，２３ 光学系
１２ 光学フィルタ
１３ 第１イメージャ
１４ 第２イメージャ
１５ 被検体
１６ バンドパスフィルタ
３０、３７ 光源部
３１ 第１光源
３２ 第２光源
３３、３４ レンズ
３５ ダイクロイックミラー
３６、３８、３９ 導光部材
３６ａ、３８ａ、３９ａ 入射端面
４０ 第２光源部
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 第２光源
４１ 集光部
４１ａ、４２ｂ、４２ｃ レンズ
４２ａ ミラー
４２ｂ、４２ｃ ダイクロイックミラー
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ 光学フィルター
５０，６０ 光源部
５１、６１ 集光部
５２、５３、５４、６２、６３、６４、６５ レンズ
５５ ダイクロイックミラー
５６、６６、６７ 導光部材
５６ａ、６６ａ、６７ａ 入射端面
７０ 導光部材
７０ａ 入射端面
７１ 平行平板
７２ 第１入射領域
７３、７４ 第２入射領域
８０、９０ 光学装置
８１ 第１光源部
８２ 第２光源部
８３、９１、９２ 導光部材
８３’ａ 第１入射端面
８３”ａ 第２入射端面
８３ｂ 射出端面
８４ 第１光源
８５ 第１光源制御部
８６ 第１集光部
８７ 第２光源
８８ 第２光源制御部
８９ 第２集光部
９１ａ、９２ａ 入射端面
９１ｂ、９２ｂ 射出端面
９３ レンズ
１００、１０１、１０１’、１０１”、１０２、１０２’、１０２”、１０３、１０３’、１０３”、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１４’、１１４” 導光部材
１００ａ、１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ、１０５ａ、１０６ａ、１０８ａ、１０９ａ、１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ、１１４’ａ、１１４”ａ 入射端面
１００ｂ、１０１’ｂ、１０１”ｂ、１０２’ｂ、１０２”ｂ、１０３’ｂ、１０３”ｂ，１０５ｂ、１０６ｂ、１０８’ｂ、１０８” ｂ、１０９ｂ、１１１’ｂ、１１１”ｂ、１１２ｂ、１１３ｂ、１１４ｂ 射出端面
１２０、１３０ 光学装置
１２１、１２１’、１２１”、１３１ 導光部材
１２１ａ、１３１ａ 入射端面
１２１’ｂ、１２１”ｂ、１３１ｂ 射出端面
１２２ レンズ
１２３ 第１入射領域
１２４ 第２入射領域
１２４ａ、１２４ｂ 入射領域
１４０ 内視鏡システム
１４１ 処理装置
１４２ 画像処理回路
１４３ 支援情報生成部
ＡＸ 光軸
Ｌ_Ｗ 照明光、第１照射光
Ｌ_ＴＯＦ 照明光、第２照射光
Ｌ_ＩＬＬ 照明光
Ｌ_Ｒ 戻り光
Ｌ_ＲＥＦ 反射光
Ｌ_ＤＩＦ 散乱光
λ１、λ２、λ_ＴＯＦ ピーク波長
λ３ ボトム波長

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】