图像拾取设备、显微镜图像拾取系统和内窥镜图像拾取系统技术方案

本申请公开了一种医学成像设备，包括：分色棱镜，该分色棱镜具有被配置为将光分成属于可见光波长带的第一光和属于荧光波长带的第二光的分色膜；荧光图像传感器，该荧光图像传感器被设置在分色棱镜的输出侧处，并且被配置为使由分色膜分离的属于荧光波长带的第二光的至少一部分成像；可见光图像传感器，该可见光图像传感器被设置在分色棱镜的输出侧，并且被配置为使由分色膜分离的属于可见光波长带的第一光的至少一部分成像；以及带通滤光器，该带通滤光器被设置在分色棱镜和荧光图像传感器之间，其中荧光图像传感器和可见光图像传感器被布置成使得经由分色棱镜在荧光图像传感器上成像的第二光的荧光光程的光程长度与经由分色棱镜在可见光图像传感器上成像的第一光的可见光光程的光程长度之间的光程差对应于荧光成像位置和可见光成像位置之间的偏移的量，偏移是通过定位在分色棱镜的输入侧处的成像透镜生成的，并且其中荧光成像位置为过滤后的第二光的成像位置，过滤后的第二光是由使第二光经过带通滤光器产生的，使得偏移的量基于过滤后的第二光。

Image pickup equipment, microscope image pickup system and endoscope image pickup system

The invention discloses a medical imaging device including: color separation prism, the dichroic prism is configured for color separation film will light into the first light to visible wavelength band and belongs to the second light fluorescence wavelength band; fluorescence image sensor, the fluorescent image sensor is placed at the output side of the dichroic prism. And is configured so that at least a portion of the imaging separated by color separation film belongs to the second light fluorescence wavelength band; visible light image sensor, the optical image sensor is arranged on the output side of the dichroic prism, and is configured so that at least part of the imaging separated by color separation film belongs to the wavelength of visible light with first light; and bandpass filter, the bandpass filter is provided between the dichroic prism and fluorescence image sensor, wherein the fluorescent image sensor and image sensor is visible The offset is arranged such that the optical path between the optical path length of optical path through the dichroic prism fluorescence in fluorescence image sensor imaging of second light and through the dichroic prism in visible light image sensor on the imaging of the first light visible light path optical path length difference between the imaging position corresponding to the fluorescence and visible light imaging position the amount of offset is the imaging lens generated at the input side of the dichroic prism through the positioning, and the imaging position for fluorescence after filtering second light imaging position, the filtered light is second by second light after a bandpass filter is generated, the amount of offset filtered light based on second.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像拾取设备、显微镜图像拾取系统和内窥镜图像拾取系统相关申请的交叉参考本申请要求2015年9月7日提交的日本优先权专利申请JP2015-175569的权益，该日本优先权专利申请的全部内容以引用方式并入本文。
本公开涉及图像拾取设备、显微镜图像拾取系统和内窥镜图像拾取系统。
技术介绍
已知一种技术(光动力诊断/治疗技术)，用于向患者施用各种荧光探针中的任一种，当荧光探针聚集在癌组织等上时发射用于激发荧光探针的激发光，观测具有从荧光探针发射的预定波长的近红外荧光以指定患部(也就是说，癌组织)的位置，从而实行诊断和治疗。用于激发荧光探针的激发光的波长和从荧光探针发射的近红外荧光的波长是将使用的荧光探针固有的，并且在例如吲哚菁绿被用作荧光探针的情况下，具有约769nm波长的光被用作激发光，并且从吲哚菁绿发射具有约832nm的波长的荧光。在上面的光动力诊断/治疗技术中，因为可获得的荧光强度很弱，所以在室内照明切断的黑暗状态下观测荧光。因此，医生辨识到在黑暗视野中荧光部分发光的图像，并且因而很难指定整个患部中荧光部分的位置。作为结果，医生在切换用可见光观测和用荧光观测时辨识患部，并且然后实施诊断或治疗。因此，处理是复杂的。为了解决这样的情况，已经研究了用于实时实行荧光图像和可见光图像的叠加的显示的图像拾取系统的各种事项。例如，下面引用的PTL1公开了一种显微镜系统，包括：分支光学机构，该分支光学机构用于将从已经被施用荧光探针的患部提取到外部的观测的光通量划分成两个部分；荧光图像拾取机构，该荧光图像拾取机构连接到分支光学机构的一端；以及可见光图像拾取机构，该可见光图像拾取机构连接到分支光学机构的另一端；以及显示机构，该显示机构用于显示通过荧光图像拾取机构捕捉的荧光图像和通过可见光图像拾取机构捕捉的可见光图像，使得荧光图像和可见光图像叠加，其中分支光学机构是具有用于仅将具有预定波长的荧光与观测的光通量中的可见光同轴分离的界面的光学块。下面描述的PTL2公开了一种用于检测来自聚集在体内的哨兵淋巴结上的荧光材料的近红外荧光的近红外荧光检测设备。更具体地说，近红外荧光检测设备通过使用分束器(诸如分光棱镜)，将来自观测目标的反射光和近红外荧光分成可见光反射光和近红外荧光，然后检测可见反射光和近红外荧光，从而形成可见反射光图像信号和近红外荧光信号，并且输出通过将可见光视频信号和近红外荧光信号组合获得的合成图像。在本文中，下面引用的PTL2公开了通过彩色图像传感器检测可见反射光，然而通过单色图像传感器检测近红外荧光，并且与彩色图像传感器相比，单色图像传感器被设置为以预定距离(Δ)与分束器隔离，以便校正轴向色差。引文列表专利文献PTL1：JP2013-3495APTL2：JP2015-16332A
技术实现思路
技术问题然而，在上面引用的PTL1中，因为通过仅使用具有“分支光学机构为具有用于仅将具有预定波长的荧光与观测的光通量中的可见光同轴分离的界面的光学块”的特性的光学多层膜，尝试从入射观测的光通量仅提取荧光分量，所以增加用于制造光学多层膜的成本，并且没有实现期望的光谱特性。上面引用的PTL2既没有公开用于拆分近红外荧光的分束器的光谱特性所需的条件，也没有公开实现隔离距离Δ的方法。因而，根据来自观测目标的荧光的光谱特性，没有完全校正轴向色差，并且没有获得良好的叠加的图像。如上所述，在上面引用的PTL1和PTL2中公开的技术中，没有以高精度将来自观测目标的光分成可见光分量和荧光分量，并且没有获得通过叠加可见光图像和荧光图像获得的良好的叠加的图像。鉴于上面的情况，本公开的实施例提出一种图像拾取设备、显微镜图像拾取系统和内窥镜图像拾取系统，图像拾取设备、显微镜图像拾取系统和内窥镜图像拾取系统中的每个能够以高精度将来自观测目标的光分成可见光分量和荧光分量，并且能够通过将可见光图像和荧光图像叠加在彼此上获得良好的叠加的图像。问题的解决方案根据本公开的实施例，提供了一种医学成像设备，包括：分色棱镜，该分色棱镜具有被配置为将光分成属于可见光波长带的第一光和属于荧光波长带的第二光的分色膜；荧光图像传感器，该荧光图像传感器被设置在分色棱镜的输出侧处，并且被配置为使由分色膜分离的属于荧光波长带的第二光的至少一部分成像；可见光图像传感器，该可见光图像传感器被设置在分色棱镜的输出侧，并且被配置为使由分色膜分离的属于可见光波长带的第一光的至少一部分成像；以及带通滤光器，该带通滤光器被设置在分色棱镜和荧光图像传感器之间。荧光图像传感器和可见光图像传感器被布置成使得经由分色棱镜在荧光图像传感器上成像的第二光的荧光光程的光程长度与经由分色棱镜在可见光图像传感器上成像的第一光的可见光光程的光程长度之间的光程差对应于荧光成像位置和可见光成像位置之间的偏移的量，偏移是通过定位在分色棱镜的输入侧处的成像透镜生成的。荧光成像位置为过滤后的第二光的成像位置，过滤后的第二光是由使第二光经过带通滤光器产生的，使得偏移的量基于过滤后的第二光。根据本公开的实施例，提供了一种医学显微镜系统，包括：显微镜光学透镜组件，该显微镜光学透镜组件至少包括物镜和成像透镜；以及成像设备，该成像设备被配置为捕捉物体的放大图像。成像设备包括分色棱镜，该分色棱镜具有被配置为将光分成属于可见光波长带的第一光和属于荧光波长带的第二光的分色膜，荧光图像传感器，该荧光图像传感器被设置在分色棱镜的输出侧处，并且被配置为使由分色膜分离的属于荧光波长带的第二光的至少一部分成像，可见光图像传感器，该可见光图像传感器被设置在分色棱镜的输出侧，并且被配置为使由分色膜分离的属于可见光波长带的第一光的至少一部分成像，以及带通滤光器，该带通滤光器被设置在分色棱镜和荧光图像传感器之间。荧光图像传感器和可见光图像传感器被布置成使得经由分色棱镜在荧光图像传感器上成像的第二光的荧光光程的光程长度与经由分色棱镜在可见光图像传感器上成像的第一光的可见光光程的光程长度之间的光程差对应于荧光成像位置和可见光成像位置之间的偏移的量，偏移是通过定位在分色棱镜的输入侧处的成像透镜生成的。荧光成像位置为过滤后的第二光的成像位置，过滤后的第二光是由使第二光经过带通滤光器产生的，使得偏移的量基于过滤后的第二光。根据本公开的实施例，提供了一种内窥镜系统，包括：内窥镜光学透镜组件；成像设备，该成像设备被配置为捕捉物体的图像；以及耦合器光学透镜组件，该耦合器光学透镜组件被设置在内窥镜光学透镜组件和成像设备之间。成像设备包括分色棱镜，该分色棱镜具有被配置为将光分成属于可见光波长带的第一光和属于荧光波长带的第二光的分色膜，荧光图像传感器，该荧光图像传感器被设置在分色棱镜的输出侧处，并且被配置为使由分色膜分离的属于荧光波长带的第二光的至少一部分成像，可见光图像传感器，该可见光图像传感器被设置在分色棱镜的输出侧，并且被配置为使由分色膜分离的属于可见光波长带的第一光的至少一部分成像，以及带通滤光器，该带通滤光器被设置在分色棱镜和荧光图像传感器之间。荧光图像传感器和可见光图像传感器被布置成使得经由分色棱镜在荧光图像传感器上成像的第二光的荧光光程的光程长度与经由分色棱镜在可见光图像传感器上成像的第一光的可见光光程的光程长度之间的光程差对应于荧光成像位置和可见光成像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医学成像设备，包括：分色棱镜，所述分色棱镜具有被配置为将光分成属于可见光波长带的第一光和属于荧光波长带的第二光的分色膜；荧光图像传感器，所述荧光图像传感器被设置在所述分色棱镜的输出侧处，并且被配置为使由所述分色膜分离的属于所述荧光波长带的所述第二光的至少一部分成像；可见光图像传感器，所述可见光图像传感器被设置在所述分色棱镜的输出侧，并且被配置为使由所述分色膜分离的属于所述可见光波长带的所述第一光的至少一部分成像；以及带通滤光器，所述带通滤光器被设置在所述分色棱镜和所述荧光图像传感器之间，其中，所述荧光图像传感器和所述可见光图像传感器被布置成使得经由所述分色棱镜在所述荧光图像传感器上成像的所述第二光的荧光光程的光程长度与经由所述分色棱镜在所述可见光图像传感器上成像的所述第一光的可见光光程的光程长度之间的光程差对应于荧光成像位置和可见光成像位置之间的偏移的量，所述偏移是通过定位在所述分色棱镜的输入侧处的成像透镜生成的，并且其中，所述荧光成像位置为过滤后的第二光的成像位置，所述过滤后的第二光是由使所述第二光经过所述带通滤光器产生的，使得所述偏移的量基于所述过滤后的第二光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.07 JP 2015-1755691.一种医学成像设备，包括：分色棱镜，所述分色棱镜具有被配置为将光分成属于可见光波长带的第一光和属于荧光波长带的第二光的分色膜；荧光图像传感器，所述荧光图像传感器被设置在所述分色棱镜的输出侧处，并且被配置为使由所述分色膜分离的属于所述荧光波长带的所述第二光的至少一部分成像；可见光图像传感器，所述可见光图像传感器被设置在所述分色棱镜的输出侧，并且被配置为使由所述分色膜分离的属于所述可见光波长带的所述第一光的至少一部分成像；以及带通滤光器，所述带通滤光器被设置在所述分色棱镜和所述荧光图像传感器之间，其中，所述荧光图像传感器和所述可见光图像传感器被布置成使得经由所述分色棱镜在所述荧光图像传感器上成像的所述第二光的荧光光程的光程长度与经由所述分色棱镜在所述可见光图像传感器上成像的所述第一光的可见光光程的光程长度之间的光程差对应于荧光成像位置和可见光成像位置之间的偏移的量，所述偏移是通过定位在所述分色棱镜的输入侧处的成像透镜生成的，并且其中，所述荧光成像位置为过滤后的第二光的成像位置，所述过滤后的第二光是由使所述第二光经过所述带通滤光器产生的，使得所述偏移的量基于所述过滤后的第二光。2.根据权利要求1所述的医学成像设备，其中，所述荧光图像传感器和所述可见光图像传感器中的每个被固定为使得所述光程差对应于所述偏移的量。3.根据权利要求1所述的医学成像设备，其中，所述荧光图像传感器被设置使得距所述带通滤光器的隔离距离是能改变的，还包括：荧光图像聚焦致动器，所述荧光图像聚焦致动器被配置为使由所述分色膜分离的属于所述荧光波长带的所述第二光聚焦在所述荧光图像传感器上，并且其中，所述荧光图像聚焦致动器根据附接在所述分色棱镜的输入侧处的所述成像透镜控制所述隔离距离，使得所述光程差对应于所述偏移的量。4.根据权利要求3所述的医学成像设备，其中，耦合器光学透镜组件被设置为所述分色棱镜的输入侧处的所述成像透镜，在所述耦合器光学透镜组件中，至少在所述可见光波长带中已经校正轴向色差，其中，所述荧光图像传感器被设置使得距所述带通滤光器的所述隔离距离是能改变的，其中，所述图像传感器还包括可见光图像聚焦致动器，所述可见光图像聚焦致动器被配置为使由所述分色膜分离的属于所述可见光波长带的所述第一光聚焦在所述可见光图像传感器上，其中，所述可见光图像聚焦致动器在光轴方向上移动所述耦合器光学透镜组件，以使由所述分色膜分离的属于所述可见光波长带的所述第一光聚焦在所述可见光图像传感器上，并且其中，所述荧光图像聚焦致动器控制所述隔离距离，使得当属于所述可见光波长带的所述第一光被聚焦在所述可见光图像传感器上时获得的所述光程差对应于所述偏移的量。5.根据权利要求3所述的医学成像设备，其中，所述荧光图像聚焦致动器通过相对于所述荧光图像传感器在光轴方向上移动所述带通滤光器控制所述隔离距离。6.根据权利要求3所述的医学成像设备，其中，所述荧光图像聚焦致动器通过相对于所述带通滤光器在光轴方向上移动所述荧光图像传感器控制所述隔离距离。7.根据权利要求1所述的医学成像设备，其中，所述分色膜将入射光分成属于预定荧光波长带的所述第二光、比所述预定荧光波长带更长波长的频带的光、以及属于比所述预定荧光波长带更短波长的频带的光。8.根据权利要求1所述的医学成像设备，其中，所述分色棱镜为棱镜，所述棱镜包括第一棱镜，属于所述可见光波长带的所述第一光和属于所述荧光波长带的所述第二光入射到所述第一棱镜上，所述第一棱镜用作所述可见光光程，属于所述可见光波长带的所述第一光被引导通过所述可见光光程，以及第二棱镜，所述第二棱镜用作所述荧光光程，属于所述荧光波长带的所述第二光被引导通过所述荧光光程，至彼此，其中，所述第一棱镜和所述第二棱镜经由所述分色膜彼此接合，其中，由所述分色膜分离的属于所述荧光波长带的所述第二光在所述第二棱镜中直线移动，以垂直入射到所述带通滤光器上，并且其中，由所述分色膜分离的属于所述可见光波长带的所述第一光在所述第一棱镜中全反射，并且然后在所述可见光图像传感器上成像。9.根据权利要求1所述的医学成像设备，还包括3色分离棱镜，所述3色分离棱镜被配置为将从所述分色棱镜发射的属于所述可见光波长带的所述第一光分成R分量、G分量和B分量三种颜色。10.根据权利要求1所述的医学成像设备，其中，所述分色膜在从780nm到880nm的波长带中具有90％以上的透射率，并且在从400nm到720nm的波长带中具有10％以下的透射率。11.根据权利要求1所述的医学成像设备，其中，所述带通滤光器在从820nm到850nm的波长带中具有90％以上的透射率，并且在从400nm到805nm的波长带中以及在从860nm到1000nm的波长带中具有10％以下的透射率。12.一种医学显微镜系统，包括：显微镜光学透镜组件，所述显微镜光学透镜组件至少包括物镜和成像透镜；以及成像设备，所述成像设备被配置为捕捉物体的放大图像，其中，所述成像设备包括分色棱镜，所述分色棱镜具有被配置为将光分成属于可见光波长带的第一光和属于荧光波长带的第二光的分色膜，荧光图像传感器，所述荧光图像传感器被设置在所述分色棱镜的输出侧处，并且被配置为使由所述分色膜分离的属于所述荧光波长带的所述第二光的至少一部分成像，可见光图像传...

【专利技术属性】
技术研发人员：长江聪史，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP