WO2018225122A1

WO2018225122A1 - 内視鏡装置

Info

Publication number: WO2018225122A1
Application number: PCT/JP2017/020796
Authority: WO
Inventors: 祐輔山本
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2018-12-13
Also published as: US20200093358A1; US11457800B2

Abstract

内視鏡装置において光源部は、第１照明光および第２照明光を順次に出射する。前記第１照明光は、可視光を含む。前記第２照明光は、第１励起光を含む。前記第１照明光および前記第２照明光の少なくとも１つは第２励起光を含む。励起波長遮断フィルタは、前記第１励起光の波長帯域および前記第２励起光の波長帯域を遮断し、かつ前記可視光の波長帯域と第１蛍光の波長帯域と第２蛍光の波長帯域とを透過させる特性を有する。撮像部は、前記可視光、前記第１蛍光、および前記第２蛍光を撮像し、かつ第１撮像信号および第２撮像信号を出力する。

Description

内視鏡装置

　本発明は、内視鏡装置に関する。

　可視光画像および蛍光画像を１つのシステムで取得できる蛍光内視鏡装置が知られている。可視光画像は、生体等である観察対象物の形態情報を取得するために使用される。蛍光画像は、生体内の腫瘍の有無などを診断するために使用される。

　特許文献１に開示された蛍光内視鏡装置は、可視光画像に加えて、複数種類の蛍光画像を取得できる。その蛍光画像は、生体内に元来存在する自家蛍光および体内に投与された蛍光薬剤による蛍光などに基づく。例えば、特許文献１では、ある励起光が照射されたコラーゲンからの自家蛍光に基づく蛍光画像が取得され、かつ別の励起光が照射された腫瘍からの蛍光に基づく蛍光画像が取得される。腫瘍からの蛍光は、投与された蛍光薬剤であるＡｌｅｘａ６８０からの蛍光である。特許文献１に示す蛍光内視鏡装置のように、通常の可視光画像に加えて、複数種類の蛍光画像を取得できることによって、腫瘍の有無などの診断の更なる性能向上が可能となる。

　特許文献１に開示された蛍光内視鏡装置の詳細を説明する。図３０に示す励起波長選択フィルタ６０が光源の後ろに配置される。図３０は、励起波長選択フィルタ６０の構成を示す。励起波長選択フィルタ６０は、第１フィルタ６１、第２フィルタ６２、および第３フィルタ６３を有する。励起波長選択フィルタ６０は、回転軸６４を中心に回転する。

　図３１は、第１フィルタ６１の分光透過特性を示す。図３１において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図３１に示すように、第１フィルタ６１は、波長が４００ｎｍ近傍である帯域の光のみを透過させる。つまり、第１フィルタ６１は、コラーゲンを励起する光のみを透過させる。以下では、コラーゲンを励起する光を第１励起光と定義する。

　図３２は、第２フィルタ６２の分光透過特性を示す。図３２において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図３２に示すように、第２フィルタ６２は、波長が６８０ｎｍ近傍である帯域の光のみを透過させる。つまり、第２フィルタ６２は、Ａｌｅｘａ６８０を励起する光のみを透過させる。以下では、Ａｌｅｘａ６８０を励起する光を第２励起光と定義する。

　図３３は、第３フィルタ６３の分光透過特性を示す。図３３において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図３３に示すように、第３フィルタ６３は、波長が４００ｎｍ近傍から６００ｎｍ近傍である帯域の光のみを透過させる。つまり、第３フィルタ６３は、可視光のみを透過させる。

　励起波長遮断フィルタが撮像素子の前に配置される。図３４は、励起波長遮断フィルタの分光透過特性を示す。励起波長遮断フィルタは、第１励起光および第２励起光を遮断し、かつ可視光、コラーゲンからの蛍光、およびＡｌｅｘａ６８０からの蛍光を透過させる。以下では、コラーゲンからの蛍光を第１蛍光と定義し、かつＡｌｅｘａ６８０からの蛍光を第２蛍光と定義する。

　図３５は、励起光および蛍光のスペクトル特性を示す。図３５において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は励起光強度または蛍光強度を示す。第１励起光Ｅ１００１は、コラーゲンを励起する光である。第２励起光Ｅ１００２は、Ａｌｅｘａ６８０を励起する光である。第１蛍光Ｆ１００１は、第１励起光Ｅ１００１が照射されたコラーゲンから発する蛍光である。第２蛍光Ｆ１００２は、第２励起光Ｅ１００２が照射されたＡｌｅｘａ６８０から発する蛍光である。

　励起波長選択フィルタ６０が回転することにより、生体には可視光、第１励起光、および第２励起光が順次に照射される。これにより、生体からの反射光、第１励起光による第１蛍光、および第２励起光による第２蛍光が順次に出射する。撮像素子の前に配置された励起波長遮断フィルタにより第１励起光の反射光および第２励起光の反射光は遮断される。そのため、撮像素子は生体からの反射光（可視光）、第１蛍光、および第２蛍光を順次に取得することができる。

日本国特開２００６－２９６６３５号公報

　従来技術の蛍光内視鏡装置は、可視光と複数種類の励起光とを観察対象物に順次に照射することにより、可視光画像と複数種類の蛍光画像とを取得する。ある時点での可視光画像の取得からその次の可視光画像の取得までに、複数種類の蛍光画像の取得のために複数種類の励起光を照射する時間が必要である。そのため、可視光画像を取得してから次の可視光画像を取得するまで間隔が長くなる。

　可視光画像は観察対象物の形態情報の観察に使用される。ユーザが内視鏡を移動させながら生体内を観察する場合、および生体内の消化器官等の動きが大きい場合がある。それらの場合に、ある時点で取得された可視光画像から得られる観察対象物の形態と、次の時点で取得された可視光画像から得られる観察対象物の形態との差が大きくなる。可視光画像のフレームレートは低くなり、可視光画像は大きなコマ飛びが発生したような画像になる。そのため、観察対象物の形態情報の把握が難しくなる。

　本発明は、可視光画像のフレームレートの低下を抑えることができ、かつ可視光画像と複数種類の蛍光画像とを取得することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

　本発明の第１の態様によれば、内視鏡装置は、光源部、撮像部、励起波長遮断フィルタ、および信号処理部を有する。前記光源部は、可視光と、観察対象物内に存在する第１蛍光物質を励起するための第１励起光と、前記観察対象物内に存在する第２蛍光物質を励起するための第２励起光とを出射する。前記撮像部は、前記観察対象物で反射した前記可視光と、前記第１励起光により前記観察対象物から発する第１蛍光と、前記第２励起光により前記観察対象物から発する第２蛍光とを撮像し、かつ第１撮像信号および第２撮像信号を出力する。前記励起波長遮断フィルタは、前記観察対象物から前記撮像部までの光路に配置され、前記第１励起光の波長帯域および前記第２励起光の波長帯域を遮断し、かつ前記可視光の波長帯域と前記第１蛍光の波長帯域と前記第２蛍光の波長帯域とを透過させる特性を有する。前記信号処理部は、前記撮像部から出力された前記第１撮像信号および前記第２撮像信号に基づいて、前記可視光の反射光に基づく可視光画像と、前記第１蛍光に基づく第１蛍光画像と、前記第２蛍光に基づく第２蛍光画像とを生成する。前記光源部は、第１照明光および第２照明光を順次に出射する。前記第１照明光は、前記可視光を含む。前記第２照明光は、前記第１励起光を含む。前記第１照明光および前記第２照明光の少なくとも１つは前記第２励起光を含む。前記第１撮像信号は、前記可視光の前記反射光に基づく。前記第２撮像信号は、前記第１蛍光に基づく。前記第１撮像信号および前記第２撮像信号の少なくとも１つはさらに、前記第２蛍光に基づく。

　本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、前記光源部は、光源および回転フィルタを有してもよい。前記光源は、前記可視光、前記第１励起光、および前記第２励起光の各々の波長帯域を少なくとも含む波長帯域の光を出射してもよい。前記回転フィルタは、前記光源から出射する光の光路に配置され、第１フィルタおよび第２フィルタが円周方向に配置されてもよい。前記第１フィルタは、前記可視光を透過させる。前記第２フィルタは、前記第１励起光を透過させてもよい。前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの少なくとも１つは、前記第２励起光を透過させてもよい。

　本発明の第３の態様によれば、第１の態様において、前記第１照明光は、前記可視光および前記第２励起光を含んでもよい。前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記可視光の前記反射光に基づく撮像信号である第１信号と、前記第２蛍光に基づく撮像信号である第２信号とを前記第１撮像信号として出力してもよい。前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記信号処理部は、前記第１信号に基づいて前記可視光画像を生成し、かつ前記第２信号に基づいて前記第２蛍光画像を生成してもよい。前記第２照明光は、前記第１励起光および前記第２励起光を含んでもよい。前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記第１蛍光および前記第２蛍光に基づく撮像信号である第３信号と、前記第２蛍光に基づく撮像信号である第４信号とを前記第２撮像信号として出力してもよい。前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記信号処理部は、前記第３信号および前記第４信号に基づいて前記第１蛍光画像を生成し、かつ前記第４信号に基づいて前記第２蛍光画像を生成してもよい。

　本発明の第４の態様によれば、第３の態様において、前記撮像部は、第１基板と、前記第１基板に積層された第２基板と、光学フィルタとを有してもよい。前記第１基板は、２次元状に配置された複数の第１画素を有し、かつ前記第１信号および前記第３信号を出力してもよい。前記第２基板は、２次元状に配置された複数の第２画素を有し、かつ前記第２信号および前記第４信号を出力してもよい。前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記第１信号および前記第２信号を出力してもよい。前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記第３信号および前記第４信号を出力してもよい。前記光学フィルタは、前記第１基板および前記第２基板の間に配置され、前記可視光の波長帯域および前記第１蛍光の波長帯域を遮断し、かつ前記第２蛍光の波長帯域を透過させる光学特性を有してもよい。

　本発明の第５の態様によれば、第１の態様において、前記第１照明光は、前記可視光および前記第２励起光を含んでもよい。前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記可視光の前記反射光に基づく撮像信号である第１信号と、前記第２蛍光に基づく撮像信号である第２信号とを前記第１撮像信号として出力してもよい。前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記信号処理部は、前記第１信号に基づいて前記可視光画像を生成し、かつ前記第２信号に基づいて前記第２蛍光画像を生成してもよい。前記第２照明光は、前記第１励起光および前記第２励起光を含んでもよい。前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記第１蛍光に基づく撮像信号である第３信号と、前記第２蛍光に基づく撮像信号である第４信号とを前記第２撮像信号として出力してもよい。前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記信号処理部は、前記第３信号に基づいて前記第１蛍光画像を生成し、かつ前記第４信号に基づいて前記第２蛍光画像を生成してもよい。

　本発明の第６の態様によれば、第５の態様において、前記内視鏡装置は、光分離素子を有してもよい。前記光分離素子は、前記可視光の前記反射光および前記第２蛍光を分離し、かつ前記第１蛍光および前記第２蛍光を分離する。前記撮像部は、第１撮像素子および第２撮像素子を有してもよい。前記光分離素子によって分離された前記可視光の前記反射光および前記第１蛍光が前記第１撮像素子に入射してもよい。前記光分離素子によって分離された前記第２蛍光が前記第２撮像素子に入射してもよい。前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記第１撮像素子は前記第１信号を出力し、かつ前記第２撮像素子は前記第２信号を出力してもよい。前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記第１撮像素子は前記第３信号を出力し、かつ前記第２撮像素子は前記第４信号を出力してもよい。

　本発明の第７の態様によれば、第１の態様において、前記光源部は、前記可視光、前記第１励起光、および前記第２励起光の少なくとも１つの波長帯域を含む波長帯域の光を選択的に出射可能な複数の発光素子を有してもよい。

　本発明の第８の態様によれば、第７の態様において、前記複数の発光素子の各々は、発光ダイオードであってもよい。

　本発明の第９の態様によれば、内視鏡装置は、光源部、撮像部、励起波長遮断フィルタ、および信号処理部を有する。前記光源部は、可視光と、観察対象物内に存在する第１蛍光物質を励起するための第１励起光と、前記観察対象物内に存在する第２蛍光物質を励起するための第２励起光とを出射する。前記撮像部は、前記観察対象物で反射した前記可視光と、前記第１励起光により前記観察対象物から発する第１蛍光と、前記第２励起光により前記観察対象物から発する第２蛍光とを撮像し、かつ第１撮像信号および第２撮像信号を出力する。前記励起波長遮断フィルタは、前記観察対象物から前記撮像部までの光路に配置され、前記第１励起光の波長帯域および前記第２励起光の波長帯域を遮断し、かつ前記可視光の波長帯域と前記第１蛍光の波長帯域と前記第２蛍光の波長帯域とを透過させる特性を有する。前記信号処理部は、前記撮像部から出力された前記第１撮像信号および前記第２撮像信号に基づいて、前記可視光の反射光に基づく可視光画像と、前記第１蛍光に基づく第１蛍光画像と、前記第２蛍光に基づく第２蛍光画像とを生成する。前記光源部は、第１照明光および第２照明光を順次に出射する。前記第１照明光は、前記第１励起光を含む。前記第２照明光は、前記第２励起光を含む。前記第１照明光および前記第２照明光の少なくとも１つは前記可視光を含む。前記第１撮像信号は、前記第１蛍光に基づく。前記第２撮像信号は、前記第２蛍光に基づく。前記第１撮像信号および前記第２撮像信号の少なくとも１つはさらに、前記可視光の前記反射光に基づく。

　本発明の第１０の態様によれば、第９の態様において、前記光源部は、光源および回転フィルタを有してもよい。前記光源は、前記可視光、前記第１励起光、および前記第２励起光の各々の波長帯域を少なくとも含む波長帯域の光を出射してもよい。前記回転フィルタは、前記光源から出射する光の光路に配置され、第１フィルタおよび第２フィルタが円周方向に配置されてもよい。前記第１フィルタは、前記第１励起光を透過させてもよい。前記第２フィルタは、前記第２励起光を透過させてもよい。前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの少なくとも１つは、前記可視光を透過させてもよい。

　本発明の第１１の態様によれば、第９の態様において、前記第１照明光は、前記可視光および前記第１励起光を含んでもよい。前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記可視光の前記反射光に基づく撮像信号である第１信号と、前記第１蛍光に基づく撮像信号である第２信号とを前記第１撮像信号として出力してもよい。前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記信号処理部は、前記第１信号に基づいて前記可視光画像を生成し、かつ前記第２信号に基づいて前記第１蛍光画像を生成してもよい。前記第２照明光は、前記可視光および前記第２励起光を含んでもよい。前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記可視光の前記反射光に基づく撮像信号である第３信号と、前記第２蛍光に基づく撮像信号である第４信号とを前記第２撮像信号として出力してもよい。前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記信号処理部は、前記第３信号に基づいて前記可視光画像を生成し、かつ前記第４信号に基づいて前記第２蛍光画像を生成してもよい。

　本発明の第１２の態様によれば、第１１の態様において、前記撮像部は、第１基板と、前記第１基板に積層された第２基板と、光学フィルタとを有してもよい。前記第１基板は、２次元状に配置された複数の第１画素を有し、かつ前記第１信号および前記第３信号を出力してもよい。前記第２基板は、２次元状に配置された複数の第２画素を有し、かつ前記第２信号および前記第４信号を出力してもよい。前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記第１信号および前記第２信号を出力してもよい。前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記第３信号および前記第４信号を出力してもよい。前記光学フィルタは、前記第１基板および前記第２基板の間に配置され、前記可視光の波長帯域を遮断し、かつ前記第１蛍光の波長帯域および前記第２蛍光の波長帯域を透過させる光学特性を有してもよい。

　本発明の第１３の態様によれば、第１１の態様において、前記内視鏡装置は、光分離素子を有してもよい。前記光分離素子は、前記可視光の前記反射光および前記第１蛍光を分離し、かつ前記可視光の前記反射光および前記第２蛍光を分離してもよい。前記撮像部は、第１撮像素子および第２撮像素子を有してもよい。光分離素子によって分離された前記可視光の前記反射光が前記第１撮像素子に入射してもよい。前記光分離素子によって分離された前記第１蛍光および前記第２蛍光が前記第２撮像素子に入射してもよい。前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記第１撮像素子は前記第１信号を出力し、かつ前記第２撮像素子は前記第２信号を出力してもよい。前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記第２撮像素子は前記第３信号を出力し、かつ前記第２撮像素子は前記第４信号を出力してもよい。

　本発明の第１４の態様によれば、第９の態様において、前記光源部は、前記可視光、前記第１励起光、および前記第２励起光の少なくとも１つの波長帯域を含む波長帯域の光を選択的に出射可能な複数の発光素子を有してもよい。

　本発明の第１５の態様によれば、第１４の態様において、前記複数の発光素子の各々は、発光ダイオードであってもよい。

　本発明の第１６の態様によれば、第１から第１５の態様のいずれか１つにおいて、前記第１蛍光物質はコラーゲンであり、かつ前記第２蛍光物質はＡｌｅｘａ６８０であってもよい。

　本発明の第１７の態様によれば、第１から第１５の態様のいずれか１つにおいて、前記第１蛍光物質はプロトポルフィリンＩＸであり、かつ前記第２蛍光物質はインドシアニングリーンであってもよい。

　本発明の第１８の態様によれば、第１から第１７の態様のいずれか１つにおいて、前記信号処理部は、表示画像において前記可視光画像と、前記第１蛍光画像および前記第２蛍光画像の少なくとも１つとが離間するように、前記可視光画像と、前記第１蛍光画像および前記第２蛍光画像の少なくとも１つとを含む前記表示画像を生成してもよい。

　本発明の第１９の態様によれば、第１から第１７の態様のいずれか１つにおいて、前記信号処理部は、表示画像において前記可視光画像の少なくとも一部と、前記第１蛍光画像および前記第２蛍光画像の少なくとも１つの少なくとも一部とが重なるように、前記可視光画像と、前記第１蛍光画像および前記第２蛍光画像の少なくとも１つとを含む前記表示画像を生成してもよい。

　上記の各態様によれば、内視鏡装置は、可視光画像のフレームレートの低下を抑えることができ、かつ可視光画像と複数種類の蛍光画像とを取得することができる。

本発明の第１の実施形態の内視鏡装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態の励起波長選択フィルタの構成を示す模式図である。本発明の第１の実施形態の励起波長選択フィルタにおける第１フィルタの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第１の実施形態の励起波長選択フィルタにおける第２フィルタの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第１の実施形態の励起波長遮断フィルタの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第１の実施形態の撮像素子の断面図である。本発明の第１の実施形態の撮像素子の画素配列を示す参考図である。本発明の第１の実施形態の光学フィルタの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の動作を示すタイミングチャートである。本発明の第１の実施形態の変形例の内視鏡装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態の変形例のダイクロイックミラーの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第２の実施形態の励起波長選択フィルタにおける第１フィルタの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第２の実施形態の励起波長選択フィルタにおける第２フィルタの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第２の実施形態の励起波長遮断フィルタの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第２の実施形態の光学フィルタの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第２の実施形態の変形例のダイクロイックミラーの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第３の実施形態の励起波長選択フィルタにおける第１フィルタの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第３の実施形態の励起波長選択フィルタにおける第２フィルタの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第３の実施形態の励起波長遮断フィルタの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第３の実施形態の光学フィルタの分光透過特性を示すグラフである。本発明の第３の実施形態の内視鏡装置の動作を示すタイミングチャートである。本発明の第３の実施形態の変形例のダイクロイックミラーの分光透過特性を示すグラフである。コラーゲンの励起光吸収特性を示すグラフである。コラーゲンの蛍光スペクトルを示すグラフである。Ａｌｅｘａ６８０の励起光吸収特性および蛍光スペクトルを示すグラフである。画素の分光感度特性を示すグラフである。ＰｐＩＸの励起光吸収特性を示すグラフである。ＰｐＩＸの蛍光スペクトルを示すグラフである。ＩＣＧの励起光吸収特性および蛍光スペクトルを示すグラフである。従来技術の励起波長選択フィルタの構成を示す模式図である。従来技術の励起波長選択フィルタにおける第１フィルタの分光透過特性を示すグラフである。従来技術の励起波長選択フィルタにおける第２フィルタの分光透過特性を示すグラフである。従来技術の励起波長選択フィルタにおける第３フィルタの分光透過特性を示すグラフである。従来技術の励起波長遮断フィルタの分光透過特性を示すグラフである。従来技術の励起光および蛍光のスペクトル特性を示すグラフである。

　図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。

　（第１の実施形態）
　第１の実施形態では、従来技術の説明で示したコラーゲンの自家蛍光と、蛍光薬剤であるＡｌｅｘａ６８０からの蛍光とが検出される場合について説明する。Ａｌｅｘａ６８０は、腫瘍に親和性があり、かつ予め生体に投与される。

　図２３は、コラーゲンの励起光吸収特性を示す。図２４は、コラーゲンの蛍光スペクトルを示す。図２３および図２４において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は強度を示す。

　図２３に示すように、コラーゲンの自家蛍光が最大となる励起光の波長は３４０ｎｍ付近である。図２４に示すように、コラーゲンの自家蛍光が最大となる波長は３８０ｎｍ付近である。したがって、波長が３００ｎｍから３５０ｎｍの励起光を生体内に照射し、かつ波長が３８０ｎｍから５５０ｎｍの光を検出することにより、コラーゲンの自家蛍光を検出することができる。

　図２５は、Ａｌｅｘａ６８０の励起光吸収特性および蛍光スペクトルを示す。図２５において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は強度を示す。線Ｅ１０は、Ａｌｅｘａ６８０の励起光吸収特性を示す。線Ｆ１０は、Ａｌｅｘａ６８０の蛍光スペクトルを示す。

　図２５に示すように、Ａｌｅｘａ６８０から発する蛍光が最大となる励起光の波長は６８０ｎｍ付近であり、かつＡｌｅｘａ６８０から発する蛍光が最大となる波長は７０３ｎｍ付近である。したがって、波長が６５０ｎｍから６９０ｎｍの励起光を生体内に照射し、かつ波長が７００ｎｍ以上の光を検出することにより、Ａｌｅｘａ６８０から発する蛍光を検出することができる。

　図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置１のハードウェア構成を示す。内視鏡装置１の概略構成について説明する。

　内視鏡装置１は、光源部１０、撮像素子２０４、励起波長遮断フィルタ２０３、および信号処理部３０を有する。光源部１０は、可視光と、被写体５０内に存在する第１蛍光物質を励起するための第１励起光と、被写体５０内に存在する第２蛍光物質を励起するための第２励起光とを出射する。被写体５０は、生体内の観察対象物である。撮像素子２０４は、被写体５０で反射した可視光と、第１励起光により被写体５０から発する第１蛍光と、第２励起光により被写体５０から発する第２蛍光とを撮像する。撮像素子２０４は、第１撮像信号および第２撮像信号を出力する。励起波長遮断フィルタ２０３は、被写体５０から撮像素子２０４までの光路に配置されている。励起波長遮断フィルタ２０３は、第１励起光の波長帯域および第２励起光の波長帯域を遮断し、かつ可視光の波長帯域と第１蛍光の波長帯域と第２蛍光の波長帯域とを透過させる特性を有する。信号処理部３０は、撮像素子２０４から出力された第１撮像信号および第２撮像信号に基づいて、可視光の反射光に基づく可視光画像と、第１蛍光に基づく第１蛍光画像と、第２蛍光に基づく第２蛍光画像とを生成する。

　光源部１０は、第１照明光および第２照明光を順次に出射する。第１照明光は、可視光を含む。第２照明光は、第１励起光を含む。第１照明光および第２照明光の少なくとも１つは第２励起光を含む。第１撮像信号は、可視光の反射光に基づく。第２撮像信号は、第１蛍光に基づく。第１撮像信号および第２撮像信号の少なくとも１つはさらに、第２蛍光に基づく。

　内視鏡装置１の詳細な構成について説明する。図１に示すように、内視鏡装置１は、光源部１０、内視鏡スコープ部２０、信号処理部３０（演算装置）、およびモニタ４０を有する。

　光源部１０は、光源１００、励起波長選択フィルタ１０１、およびコンデンサレンズ１０２を有する。光源１００は、可視光、第１励起光、および第２励起光の各々の波長帯域を少なくとも含む波長帯域の光を出射する。第１励起光は、第１蛍光物質を励起するための光である。第１の実施形態において、第１蛍光物質はコラーゲンである。第２励起光は、第２蛍光物質を励起するための光である。第１の実施形態において、第２蛍光物質はＡｌｅｘａ６８０である。例えば、光源１００は、白色光を発生する。

　励起波長選択フィルタ１０１は、光源１００から出射する光の光路に配置されている。

　図２は、励起波長選択フィルタ１０１の構成を示す。図２において、光路とほぼ平行な方向に励起波長選択フィルタ１０１を見たときの励起波長選択フィルタ１０１の構成が模式的に示されている。

　励起波長選択フィルタ１０１は、第１フィルタ１０１１および第２フィルタ１０１２が配置された支持板１０１０を有する。例えば、第１フィルタ１０１１および第２フィルタ１０１２は、支持板１０１０の表面に配置されている。第１フィルタ１０１１および第２フィルタ１０１２は、回転軸１０１３の周囲に配置されている。第１フィルタ１０１１および第２フィルタ１０１２は、回転軸１０１３の円周方向に配置されている。図示しないモータの駆動により、励起波長選択フィルタ１０１は、回転軸１０１３を中心に回転する。したがって、励起波長選択フィルタ１０１は、回転フィルタとして構成されている。第１フィルタ１０１１および第２フィルタ１０１２は、回転方向に配置されている。

　図２に示す例では、支持板１０１０は円板である。支持板１０１０の形状は円に限らない。

　第１フィルタ１０１１は、可視光を透過させる。第２フィルタ１０１２は、第１励起光を透過させる。第１フィルタ１０１１および第２フィルタ１０１２の少なくとも１つは、第２励起光を透過させる。第１の実施形態に示す例では、第１フィルタ１０１１および第２フィルタ１０１２の両方が第２励起光を透過させる。したがって、第１フィルタ１０１１は、可視光および第２励起光を透過させ、かつそれらの波長帯域以外の光を遮断する。第２フィルタ１０１２は、第１励起光および第２励起光を透過させ、かつそれらの波長帯域以外の光を遮断する。

　励起波長選択フィルタ１０１が回転することにより、第１フィルタ１０１１および第２フィルタ１０１２が順次に光路に配置される。したがって、第１フィルタ１０１１を透過した光と第２フィルタ１０１２を透過した光とが、時系列に被写体５０に入射する。

　図３は、第１フィルタ１０１１の分光透過特性を示す。図３において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図３に示すように、第１フィルタ１０１１の透過波長帯域は、３８０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域Ｖ１１と、６５０ｎｍから６９０ｎｍの波長帯域Ｅ１２とで構成されている。波長帯域Ｖ１１は、可視光に対応する。波長帯域Ｅ１２は、Ａｌｅｘａ６８０を励起するための第２励起光に対応する。第１フィルタ１０１１は、波長帯域Ｖ１１および波長帯域Ｅ１２以外の波長帯域の光を遮断する。したがって、第１フィルタ１０１１は、可視光および第２励起光のみを透過させる。

　図４は、第２フィルタ１０１２の分光透過特性を示す。図４において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図４に示すように、第２フィルタ１０１２の透過波長帯域は、３００ｎｍから３５０ｎｍの波長帯域Ｅ１１と、６５０ｎｍから６９０ｎｍの波長帯域Ｅ１２とで構成されている。波長帯域Ｅ１１は、コラーゲンを励起するための第１励起光に対応する。第２フィルタ１０１２は、波長帯域Ｅ１１および波長帯域Ｅ１２以外の波長帯域の光を遮断する。つまり、第２フィルタ１０１２は、第１励起光および第２励起光のみを透過させる。

　コンデンサレンズ１０２は、励起波長選択フィルタ１０１を透過した光を内視鏡スコープ部２０に入射させる。

　内視鏡スコープ部２０は、ライトガイド２００、照明レンズ２０１、対物レンズ２０２、励起波長遮断フィルタ２０３、および撮像素子２０４（イメージセンサ）を有する。光源１００からの光は、励起波長選択フィルタ１０１およびコンデンサレンズ１０２を介して、ライトガイド２００に入射する。ライトガイド２００は、光源１００からの光を内視鏡スコープ部２０の先端部に伝送する。ライトガイド２００によって伝送された光は、照明レンズ２０１により被写体５０に照射される。

　励起波長選択フィルタ１０１の分光透過特性により、所定の波長帯域の光が被写体５０に照射される。第１フィルタ１０１１が光路に配置されたとき、第１照明光が被写体５０に照射される。第１照明光は、可視光および第２励起光を含む。第２フィルタ１０１２が光路に配置されたとき、第２照明光が被写体５０に照射される。第２照明光は、第１励起光および第２励起光を含む。光源部１０は、第１照明光および第２照明光を順次に出射する。

　内視鏡スコープ部２０の先端部において、照明レンズ２０１に隣接して対物レンズ２０２が設けられている。被写体５０によって反射された光および被写体５０内の蛍光物質から発する蛍光が対物レンズ２０２に入射する。対物レンズ２０２は、被写体５０からの光を結像する。被写体５０および撮像素子２０４の間に対物レンズ２０２が配置され、かつ対物レンズ２０２および撮像素子２０４の間に励起波長遮断フィルタ２０３が配置されている。

　励起波長遮断フィルタ２０３は、第１励起光の波長帯域および第２励起光の波長帯域を遮断し、かつ可視光の波長帯域と第１蛍光の波長帯域と第２蛍光の波長帯域とを透過させる特性を有する。可視光、第１励起光、および第２励起光は、被写体５０で反射し、かつ励起波長遮断フィルタ２０３に入射する。第１蛍光は、第１励起光により被写体５０から発し、かつ励起波長遮断フィルタ２０３に入射する。第２蛍光は、第２励起光により被写体５０から発し、かつ励起波長遮断フィルタ２０３に入射する。

　図５は、励起波長遮断フィルタ２０３の分光透過特性を示す。図５において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図５に示すように、励起波長遮断フィルタ２０３の遮断波長帯域は、３８０ｎｍ以下の波長帯域Ｅ１３と、６５０ｎｍから６９０ｎｍの波長帯域Ｅ１４とで構成されている。波長帯域Ｅ１３は、図４に示す第１励起光の波長帯域Ｅ１１を含む。波長帯域Ｅ１４は、図４に示す第２励起光の波長帯域Ｅ１２を含む。したがって、励起波長遮断フィルタ２０３は、第１励起光の反射光および第２励起光の反射光を遮断する。

　図５に示すように、励起波長遮断フィルタ２０３の透過波長帯域は、３８０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域ＶＦ１１と、６９０ｎｍ以上の波長帯域Ｆ１２とで構成されている。波長帯域ＶＦ１１は、可視光に対応する３８０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域と、第１蛍光に対応する３８０ｎｍから５５０ｎｍの波長帯域とを含む。波長帯域Ｆ１２は、第２蛍光に対応する７００ｎｍから８００ｎｍの波長帯域を含む。したがって、励起波長遮断フィルタ２０３は、可視光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光を透過させる。

　対物レンズ２０２の結像位置に撮像素子２０４が配置されている。対物レンズ２０２および励起波長遮断フィルタ２０３を通過した光は、撮像素子２０４に入射する。励起波長遮断フィルタ２０３の分光透過特性により、可視光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光が撮像素子２０４に入射する。撮像素子２０４は、撮像部を構成する。撮像素子２０４は、撮像素子２０４に入射した光を撮像することにより、撮像信号を生成する。つまり、撮像素子２０４は、可視光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光を撮像し、かつ第１撮像信号および第２撮像信号を生成する。撮像素子２０４によって生成された第１撮像信号および第２撮像信号は信号処理部３０に出力される。

　信号処理部３０は、プロセッサおよび論理回路の少なくとも１つで構成されている。例えば、プロセッサは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、およびＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）の少なくとも１つである。例えば、論理回路は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）およびＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）の少なくとも１つである。信号処理部３０は、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。信号処理部３０は、１つまたは複数の論理回路を含むことができる。信号処理部３０は、撮像素子２０４から出力された第１撮像信号および第２撮像信号に基づいて、可視光の反射光に基づく可視光画像と、第１蛍光に基づく第１蛍光画像と、第２蛍光に基づく第２蛍光画像とを生成する。

　モニタ４０は、液晶ディスプレイおよび有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等のいずれか１つである。モニタ４０は、可視光画像、第１蛍光画像、および第２蛍光画像を表示する。

　信号処理部３０は、表示画像において可視光画像と、第１蛍光画像および第２蛍光画像の少なくとも１つとが離間するように、可視光画像と、第１蛍光画像および第２蛍光画像の少なくとも１つとを含む表示画像を生成する。モニタ４０は、可視光画像と、第１蛍光画像および第２蛍光画像の少なくとも１つとが離間するように、表示画像を表示する。

　例えば、信号処理部３０は、表示画像において可視光画像および第１蛍光画像が離間するように、可視光画像および第１蛍光画像を含む表示画像を生成する。モニタ４０は、可視光画像および第１蛍光画像が離間するように、表示画像を表示する。あるいは、信号処理部３０は、表示画像において可視光画像および第２蛍光画像が離間するように、可視光画像および第２蛍光画像を含む表示画像を生成する。モニタ４０は、可視光画像および第２蛍光画像が離間するように、表示画像を表示する。あるいは、信号処理部３０は、表示画像において可視光画像、第１蛍光画像、および第２蛍光画像の各々が離間するように、可視光画像、第１蛍光画像、および第２蛍光画像を含む表示画像を生成する。モニタ４０は、可視光画像、第１蛍光画像、および第２蛍光画像の各々が離間するように、表示画像を表示する。

　信号処理部３０は、表示画像において可視光画像の少なくとも一部と、第１蛍光画像および第２蛍光画像の少なくとも１つの少なくとも一部とが重なるように、可視光画像と、第１蛍光画像および第２蛍光画像の少なくとも１つとを含む表示画像を生成してもよい。モニタ４０は、可視光画像の少なくとも一部と、第１蛍光画像および第２蛍光画像の少なくとも１つの少なくとも一部とが重なるように、表示画像を表示してもよい。

　例えば、信号処理部３０は、表示画像において可視光画像の少なくとも一部と第１蛍光画像の少なくとも一部とが重なるように、可視光画像および第１蛍光画像を含む表示画像を生成する。モニタ４０は、表示画像において可視光画像の少なくとも一部と第１蛍光画像の少なくとも一部とが重なるように、表示画像を表示する。あるいは、信号処理部３０は、表示画像において可視光画像の少なくとも一部と第２蛍光画像の少なくとも一部とが重なるように、可視光画像および第２蛍光画像を含む表示画像を生成する。モニタ４０は、表示画像において可視光画像の少なくとも一部と第２蛍光画像の少なくとも一部とが重なるように、表示画像を表示する。あるいは、信号処理部３０は、表示画像において可視光画像の少なくとも一部と第１蛍光画像の少なくとも一部と第２蛍光画像の少なくとも一部とが重なるように、可視光画像、第１蛍光画像、および第２蛍光画像を含む表示画像を生成する。モニタ４０は、表示画像において可視光画像の少なくとも一部と第１蛍光画像の少なくとも一部と第２蛍光画像の少なくとも一部とが重なるように、表示画像を表示する。

　第１照明光は、可視光および第２励起光を含む。第１照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０４は、可視光の反射光に基づく撮像信号である第１信号と、第２蛍光に基づく撮像信号である第２信号とを第１撮像信号として出力する。つまり、第１撮像信号は、第１信号および第２信号を含む。第１照明光が被写体５０に照射された場合、信号処理部３０は、第１信号に基づいて可視光画像を生成し、かつ第２信号に基づいて第２蛍光画像を生成する。

　第２照明光は、第１励起光および第２励起光を含む。第２照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０４は、第１蛍光および第２蛍光に基づく撮像信号である第３信号と、第２蛍光に基づく撮像信号である第４信号とを第２撮像信号として出力する。つまり、第２撮像信号は、第３信号および第４信号を含む。第２照明光が被写体５０に照射された場合、信号処理部３０は、第３信号および第４信号に基づいて第１蛍光画像を生成し、かつ第４信号に基づいて第２蛍光画像を生成する。

　図６は、撮像素子２０４の構成を示す。図６において、撮像素子２０４の断面が示されている。図７は、撮像素子２０４の画素配列を示す。撮像素子２０４の概略構成について説明する。

　撮像素子２０４は、第１基板２０４０と、第１基板２０４０に積層された第２基板２０４１と、光学フィルタ２０４３とを有する。第１基板２０４０は、２次元状に配置された複数の第１画素２０４０Ｐを有する。第１基板２０４０の複数の第１画素２０４０Ｐは、第１信号および第３信号を出力する。第２基板２０４１は、２次元状に配置された複数の第２画素２０４１Ｐを有する。第２基板２０４１の複数の第２画素２０４１Ｐは、第２信号および第４信号を出力する。

　第１照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０４は、第１信号および第２信号を出力する。第２照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０４は、第３信号および第４信号を出力する。光学フィルタ２０４３は、第１基板２０４０および第２基板２０４１の間に配置されている。光学フィルタ２０４３は、可視光の波長帯域および第１蛍光の波長帯域を遮断し、かつ第２蛍光の波長帯域を透過させる光学特性を有する。

　撮像素子２０４の構成について、より詳細に説明する。図６に示すように、撮像素子２０４は、第１基板２０４０、第２基板２０４１、カラーフィルタ２０４２、および光学フィルタ２０４３を有する。これらは、第１基板２０４０の厚さ方向に積層されている。

　第１基板２０４０および第２基板２０４１は、半導体基板である。例えば、第１基板２０４０および第２基板２０４１は、シリコン（Ｓｉ）で構成されている。第１基板２０４０は、面２０４０ａおよび面２０４０ｂを有する。面２０４０ａおよび面２０４０ｂは、第１基板２０４０の主面である。主面は、基板の表面を構成する複数の面のうち相対的に広い面である。面２０４０ａおよび面２０４０ｂは、互いに反対方向を向く。

　第２基板２０４１は、面２０４１ａおよび面２０４１ｂを有する。面２０４１ａおよび面２０４１ｂは、第２基板２０４１の主面である。面２０４１ａおよび面２０４１ｂは、互いに反対方向を向く。第１基板２０４０の面２０４０ｂおよび第２基板２０４１の面２０４１ａは、対向する。図１に示すように、信号処理部３０は、撮像素子２０４の外部に配置されている。第１基板２０４０および第２基板２０４１の少なくとも１つは、信号処理部３０の少なくとも一部を有してもよい。

　カラーフィルタ２０４２は、第１基板２０４０の面２０４０ａに積層されている。カラーフィルタ２０４２は、赤フィルタ２０４２Ｒ、緑フィルタ２０４２Ｇ、および青フィルタ２０４２Ｂを有する。撮像素子２０４がカラーフィルタ２０４２を有していなくてもよい。カラーフィルタ２０４２は、被写体５０から第１基板２０４０までの光路上のいずれかの位置に配置されていればよい。

　図７に示すように、第１基板２０４０は、２次元状に配置された複数の第１画素２０４０Ｐを有する。第２基板２０４１は、２次元状に配置された複数の第２画素２０４１Ｐを有する。図６に示すように、第１基板２０４０は、複数の第１光電変換素子２０５０を有する。第２基板２０４１は、複数の第２光電変換素子２０５１を有する。第１光電変換素子２０５０および第２光電変換素子２０５１は、フォトダイオードである。複数の第１画素２０４０Ｐの各々は、第１光電変換素子２０５０を含む。複数の第２画素２０４１Ｐの各々は、第２光電変換素子２０５１を含む。

　複数の第１画素２０４０Ｐは、Ｒ画素Ｐｒ１、Ｇ画素Ｐｇ１、およびＢ画素Ｐｂ１を含む。図７において、“Ｒ”と記載された第１画素２０４０ＰがＲ画素Ｐｒ１である。図７において、“Ｇ”と記載された第１画素２０４０ＰがＧ画素Ｐｇ１である。図７において、“Ｂ”と記載された第１画素２０４０ＰがＢ画素Ｐｂ１である。

　赤フィルタ２０４２ＲがＲ画素Ｐｒ１の表面に配置される。Ｒ画素Ｐｒ１は、Ｒ信号を生成する。緑フィルタ２０４２ＧがＧ画素Ｐｇ１の表面に配置される。Ｇ画素Ｐｇ１は、Ｇ信号を生成する。青フィルタ２０４２ＢがＢ画素Ｐｂ１の表面に配置される。Ｂ画素Ｐｂ１は、Ｂ信号を生成する。図７に示す複数の第１画素２０４０Ｐの画素配列は、ベイヤー配列である。ベイヤー配列において、基本配列が行方向かつ列方向に規則的かつ周期的に配置される。基本配列は、１個のＲ画素Ｐｒ１、２個のＧ画素Ｐｇ１、および１個のＢ画素Ｐｂ１を含む。

　第１光電変換素子２０５０は、第１画素２０４０Ｐに入射した光を信号に変換する。第２光電変換素子２０５１は、第２画素２０４１Ｐに入射した光を信号に変換する。

　第１光電変換素子２０５０から出力された信号は、第１信号および第３信号に対応する。第２光電変換素子２０５１から出力された信号は、第２信号および第４信号に対応する。複数の第１光電変換素子２０５０から出力された信号と、複数の第２光電変換素子２０５１から出力された信号とは、信号処理部３０に出力される。

　図２６は、Ｒ画素Ｐｒ１、Ｇ画素Ｐｇ１、およびＢ画素Ｐｂ１の分光感度特性を示す。図２６において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は感度を示す。

　線Ｌｂ１は、Ｂ画素Ｐｂ１の分光感度特性を示す。線Ｌｂ１が示すように、Ｂ画素Ｐｂ１は、可視光に対応する３８０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域の一部と、第１蛍光に対応する３８０ｎｍから５５０ｎｍの波長帯域と、第２蛍光に対応する７００ｎｍから８００ｎｍの波長帯域の一部とに感度を有する。つまり、Ｂ画素Ｐｂ１は、可視光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光を検出する。

　線Ｌｇ１は、Ｇ画素Ｐｇ１の分光感度特性を示す。線Ｌｇ１が示すように、Ｇ画素Ｐｇ１は、可視光に対応する３８０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域の一部と、第１蛍光に対応する３８０ｎｍから５５０ｎｍの波長帯域と、第２蛍光に対応する７００ｎｍから８００ｎｍの波長帯域とに感度を有する。つまり、Ｇ画素Ｐｇ１は、可視光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光を検出する。

　線Ｌｒ１は、Ｒ画素Ｐｒ１の分光透過特性を示す。線Ｌｒ１が示すように、Ｒ画素Ｐｒ１は、可視光に対応する３８０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域の一部と、第１蛍光に対応する３８０ｎｍから５５０ｎｍの波長帯域と、第２蛍光に対応する７００ｎｍから８００ｎｍの波長帯域とに感度を有する。つまり、Ｒ画素Ｐｒ１は、可視光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光を検出する。

　図８は、光学フィルタ２０４３の分光透過特性を示す。図８において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図８に示すように、光学フィルタ２０４３の透過波長帯域は、７００ｎｍ以上の波長帯域Ｆ１３で構成されている。波長帯域Ｆ１３は、第２蛍光に対応する７００ｎｍから８００ｎｍの波長帯域を含む。光学フィルタ２０４３は波長帯域Ｆ１３以外の波長帯域の光を遮断する。したがって、光学フィルタ２０４３は、可視光の反射光および第１蛍光を遮断し、かつ第２蛍光を透過させる。

　カラーフィルタ２０４２を透過した光は、第１基板２０４０の面２０４０ａに入射する。第１基板２０４０は、裏面照射型の撮像基板である。例えば、第１基板２０４０の厚さは数μｍである。つまり、第１基板２０４０は薄い。光の波長に応じて、シリコンの光吸収率は異なる。波長が短い光に対するシリコンの光吸収率は高い。波長が長い光に対するシリコンの光吸収率は低い。したがって、第１基板２０４０の厚さが３μｍである場合、波長が５００ｎｍ以上の光の一部は第１基板２０４０で吸収されず、かつ第１基板２０４０を透過する。

　第１基板２０４０を透過した波長が５００ｎｍ以上の光は、光学フィルタ２０４３に入射する。光学フィルタ２０４３に入射した光のうち、波長が７００ｎｍ以上の光が光学フィルタ２０４３を透過する。つまり、第２蛍光が光学フィルタ２０４３を透過する。光学フィルタ２０４３を透過した第２蛍光は、第２基板２０４１の面２０４１ａに入射する。

　内視鏡装置１の動作を説明する。励起波長選択フィルタ１０１が回転することにより、第１フィルタ１０１１を透過した第１照明光と、第２フィルタ１０１２を透過した第２照明光とが順次に被写体５０に照射される。第１照明光は、可視光および第２励起光を含む。第２照明光は、第１励起光および第２励起光を含む。

　第１照明光が被写体５０に照射された場合の内視鏡装置１の動作を説明する。図３に示す第１フィルタ１０１１の分光透過特性により、波長が３８０ｎｍから６５０ｎｍの可視光と、波長が６５０ｎｍから６９０ｎｍの第２励起光とが被写体５０に照射される。可視光の反射光と、第２励起光の反射光と、波長が７００ｎｍから８００ｎｍの第２蛍光とが被写体５０から出射する。

　被写体５０から出射した光は励起波長遮断フィルタ２０３に入射する。励起波長遮断フィルタ２０３は、図５に示す分光透過特性により、第２励起光の反射光を遮断し、かつ可視光の反射光および第２蛍光を透過させる。励起波長遮断フィルタ２０３を透過した可視光の反射光および第２蛍光は撮像素子２０４に入射する。

　第１基板２０４０のＢ画素Ｐｂ１、Ｇ画素Ｐｇ１、およびＲ画素Ｐｒ１の各々の第１光電変換素子２０５０には、可視光の反射光および第２蛍光が入射する。第２蛍光は、可視光の反射光に比べて無視できるほど微弱である。そのため、第１基板２０４０の複数の第１画素２０４０Ｐは、可視光の反射光に基づく第１信号を出力する。信号処理部３０は、第１信号に基づいて可視光画像を生成する。

　撮像素子２０４に入射した光のうち、波長が５００ｎｍ以下の光の大部分は第１基板２０４０で吸収され、かつ波長が５００ｎｍ以上の光の一部のみが第１基板２０４０を透過する。つまり、撮像素子２０４に入射した可視光の反射光の一部と、撮像素子２０４に入射した第２蛍光の一部とは、第１基板２０４０を透過する。

　第１基板２０４０を透過した光は、光学フィルタ２０４３に入射する。光学フィルタ２０４３は、図８に示す分光透過特性により、第１基板２０４０を透過した可視光の反射光を遮断し、かつ第２蛍光を透過させる。光学フィルタ２０４３を透過した光は、第２基板２０４１の複数の第２光電変換素子２０５１に入射する。第２基板２０４１の複数の第２画素２０４１Ｐは、第２蛍光に基づく第２信号を出力する。信号処理部３０は、第２信号に基づいて第２蛍光画像を生成する。

　第２照明光が被写体５０に照射された場合の内視鏡装置１の動作を説明する。図４に示す第２フィルタ１０１２の分光透過特性により、波長が３００ｎｍから３５０ｎｍの第１励起光と、波長が６５０ｎｍから６９０ｎｍの第２励起光とが被写体５０に照射される。第１励起光の反射光と、第２励起光の反射光と、波長が３８０ｎｍから５５０ｎｍの第１蛍光と、波長が７００ｎｍから８００ｎｍの第２蛍光とが被写体５０から出射する。

　被写体５０から出射した光は励起波長遮断フィルタ２０３に入射する。励起波長遮断フィルタ２０３は、図５に示す分光透過特性により、第１励起光の反射光および第２励起光の反射光を遮断し、かつ第１蛍光および第２蛍光を透過させる。励起波長遮断フィルタ２０３を透過した第１蛍光および第２蛍光は撮像素子２０４に入射する。

　第１基板２０４０のＢ画素Ｐｂ１、Ｇ画素Ｐｇ１、およびＲ画素Ｐｒ１の各々の第１光電変換素子２０５０には、第１蛍光および第２蛍光が入射する。第１基板２０４０の複数の第１画素２０４０Ｐは、第１蛍光および第２蛍光に基づく第３信号を出力する。

　撮像素子２０４に入射した第１蛍光の一部と、撮像素子２０４に入射した第２蛍光の一部とは、第１基板２０４０を透過する。第１基板２０４０を透過した光は、光学フィルタ２０４３に入射する。光学フィルタ２０４３は、図８に示す分光透過特性により、第１基板２０４０を透過した第１蛍光を遮断し、かつ第２蛍光を透過させる。光学フィルタ２０４３を透過した光は、第２基板２０４１の複数の第２光電変換素子２０５１に入射する。第２基板２０４１の複数の第２画素２０４１Ｐは、第２蛍光に基づく第４信号を出力する。信号処理部３０は、第４信号に基づいて第２蛍光画像を生成する。また、信号処理部３０は、第３信号および第４信号に基づいて第１蛍光画像を生成する。

　ここで、各画素の第１光電変換素子２０５０に第１蛍光および第２蛍光が入射するために、各画素の第１光電変換素子２０５０で検出された第１蛍光および第２蛍光の各々による信号を分離し、かつ第１蛍光による信号のみを検出する必要がある。第１蛍光による信号のみを算出する方法の一例を説明する。

　以下の説明において、αは第１基板２０４０のＢ画素Ｐｂ１が第１蛍光を吸収する割合を示す。βは第１基板２０４０のＢ画素Ｐｂ１が第２蛍光を吸収する割合を示す。γは第２基板２０４１の第２画素２０４１Ｐが第２蛍光を吸収する割合を示す。α、β、およびγは、第１基板２０４０および第２基板２０４１の分光感度から算出することができる。βおよびγの比率は、第１基板２０４０のＢ画素Ｐｂ１の、第２蛍光に対応する７００ｎｍから８００ｎｍの波長帯域における分光感度と、第２基板２０４１の第２画素２０４１Ｐのその波長帯域における分光感度との比率で決まる。α、β、およびγは、撮像素子２０４の製造条件に基づくパラメータである。例えば、第１基板２０４０および第２基板２０４１の各々の光軸方向の厚さである。あるいは、カラーフィルタ２０４２および光学フィルタ２０４３の分光透過特性である。α、β、およびγは、０以上かつ１以下の実数である。

　Ｂ画素Ｐｂ１は、第１蛍光および第２蛍光に基づく第３信号を生成する。以下の説明において、Ｂ画素Ｐｂ１によって生成される第３信号の信号値は（αＢ＋βＩＲ）である。αＢは第１蛍光に基づく信号値である。βＩＲは第２蛍光に基づく信号値である。

　第２画素２０４１Ｐは、第２蛍光に基づく第４信号を生成する。以下の説明において、第２画素２０４１Ｐによって生成される第４信号の信号値はγＩＲである。γＩＲは第２蛍光に基づく信号値である。Ｂ画素Ｐｂ１に対応する位置に配置された第２画素２０４１Ｐによって生成された第４信号が使用される。つまり、Ｂ画素Ｐｂ１を透過した光が入射する第２画素２０４１Ｐによって生成された第４信号が使用される。

　信号処理部３０は、第２画素２０４１Ｐによって生成された第４信号の値すなわちγＩＲに、βとγとの比すなわち（β／γ）を乗じる。これにより、信号処理部３０は、第１画素２０４０Ｐによって検出された第２蛍光に基づく信号値βＩＲを算出することができる。信号処理部３０は、Ｂ画素Ｐｂ１によって生成された第３信号の値（αＢ＋βＩＲ）から、上記の方法で算出された信号値βＩＲを減算する。これにより、信号処理部３０は、第１蛍光のみに基づく信号を生成する。この信号の信号値はαＢである。

　信号処理部３０は、第２蛍光に基づく第２信号と、第２蛍光に基づく第４信号とを加算してもよい。これにより、第２蛍光に基づく信号のＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ　ｔｏ　Ｎｏｉｓｅ　ｒａｔｉｏ）が向上し、かつ第２蛍光画像の画質が向上する。

　図９は、内視鏡装置１の動作を示すタイミングチャートである。図９において、光路に配置される励起波長選択フィルタ１０１のフィルタの種類が示されている。また、図９において、第１基板２０４０で取得された信号に基づく画像と、第２基板２０４１で取得された信号に基づく画像とが示されている。図９において、右方向に時間が進む。

　１サイクルの動作が繰り返される。１サイクルの前半の期間において、第１フィルタ１０１１が光路に配置される。第１フィルタ１０１１は、光源１００から出射した光のうち可視光および第２励起光を透過させる。可視光および第２励起光を含む第１照明光が被写体５０に照射される。可視光の反射光、第２励起光の反射光、および第２蛍光が被写体５０から出射し、かつ撮像素子２０４に入射する。第１基板２０４０において可視光の反射光が検出され、かつ第２基板２０４１において第２蛍光が検出される。その結果、可視光画像および第２蛍光画像が生成される。

　１サイクルの後半の期間において、第２フィルタ１０１２が光路に配置される。第２フィルタ１０１２は、光源１００から出射した光のうち第１励起光および第２励起光を透過させる。第１励起光の反射光、第２励起光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光が被写体５０から出射し、かつ撮像素子２０４に入射する。第１基板２０４０において第１蛍光が検出され、かつ第２基板２０４１において第２蛍光が検出される。その結果、第１蛍光画像および第２蛍光画像が生成される。

　図９に示す動作では、１サイクルの前半および後半で第２蛍光が検出される。１サイクルの前半のみまたは１サイクルの後半のみで第２蛍光が検出されてもよい。

　光源部１０は、可視光、第１励起光、および第２励起光の少なくとも１つの波長帯域を含む波長帯域の光を選択的に出射可能な複数の発光素子を有してもよい。例えば、第１期間において、複数の発光素子のうち少なくとも１つは、可視光および第２励起光を出射する。第２期間において、複数の発光素子のうち少なくとも１つは、第１励起光および第２励起光を出射する。光源部１０は、可視光を出射する第１発光素子、第１励起光を出射する第２発光素子、および第２励起光を出射する第３発光素子を有してもよい。複数の発光素子の各々は、発光ダイオードであってもよい。

　第１の実施形態の内視鏡装置１は、可視光の反射光および第２蛍光を同時に撮像する。あるいは、内視鏡装置１は、第１蛍光および第２蛍光を同時に撮像する。これにより、可視光画像の取得間隔が短くなる。したがって、内視鏡装置１は、可視光画像のフレームレートの低下を抑えることができ、かつ可視光画像と複数種類の蛍光画像とを取得することができる。

　可視光画像のフレームレートが従来技術に比べて速くなる。そのため、内視鏡装置１は、可視光画像のコマ飛びを極力抑えることができる。その結果、可視光画像の動画が見やすくなり、かつユーザが観察対象物の形態を把握しやすくなる。

　（第１の実施形態の変形例）
　図１０は、本発明の第１の実施形態の変形例の内視鏡装置１ａのハードウェア構成を示す。

　内視鏡装置１ａの概略構成について説明する。内視鏡装置１ａは、光源部１０、撮像素子２０６（第１撮像素子）、撮像素子２０７（第２撮像素子）、励起波長遮断フィルタ２０３、および信号処理部３０を有する。光源部１０は、可視光、第１励起光、および第２励起光を出射する。撮像素子２０６は、被写体５０で反射した可視光と、第１励起光により被写体５０から発する第１蛍光とを撮像する。撮像素子２０７は、第２励起光により被写体５０から発する第２蛍光を撮像する。撮像素子２０６および撮像素子２０７は、第１撮像信号および第２撮像信号を出力する。励起波長遮断フィルタ２０３は、第１励起光の波長帯域および第２励起光の波長帯域を遮断し、かつ可視光の波長帯域と第１蛍光の波長帯域と第２蛍光の波長帯域とを透過させる特性を有する。信号処理部３０は、撮像素子２０６および撮像素子２０７から出力された第１撮像信号および第２撮像信号に基づいて、可視光の反射光に基づく可視光画像と、第１蛍光に基づく第１蛍光画像と、第２蛍光に基づく第２蛍光画像とを生成する。

　第１照明光は、可視光および第２励起光を含む。第１照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０６は、可視光の反射光に基づく撮像信号である第１信号を第１撮像信号として出力する。撮像素子２０７は、第２蛍光に基づく撮像信号である第２信号を第１撮像信号として出力する。つまり、第１撮像信号は、第１信号および第２信号を含む。第１照明光が被写体５０に照射された場合、信号処理部３０は、第１信号に基づいて可視光画像を生成し、かつ第２信号に基づいて第２蛍光画像を生成する。

　第２照明光は、第１励起光および第２励起光を含む。第２照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０６は、第１蛍光に基づく撮像信号である第３信号を第２撮像信号として出力する。撮像素子２０７は、第２蛍光に基づく撮像信号である第４信号を第２撮像信号として出力する。つまり、第２撮像信号は、第３信号および第４信号を含む。第２照明光が被写体５０に照射された場合、信号処理部３０は、第３信号に基づいて第１蛍光画像を生成し、かつ第４信号に基づいて第２蛍光画像を生成する。

　内視鏡装置１ａはさらに、ダイクロイックミラー２０５（光分離素子）を有する。ダイクロイックミラー２０５は、可視光の反射光および第２蛍光を分離し、かつ第１蛍光および第２蛍光を分離する。ダイクロイックミラー２０５によって分離された可視光の反射光および第１蛍光は撮像素子２０６に入射する。ダイクロイックミラー２０５によって分離された第２蛍光は撮像素子２０7に入射する。第１照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０６は第１信号を出力し、かつ撮像素子２０７は第２信号を出力する。第２照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０６は第３信号を出力し、かつ撮像素子２０７は第４信号を出力する。

　内視鏡装置１ａの詳細な構成について、図１に示す構成と異なる点を説明する。内視鏡装置１ａにおいて、図１に示す内視鏡スコープ部２０は、内視鏡スコープ部２０ａに変更される。内視鏡スコープ部２０ａは、ライトガイド２００、照明レンズ２０１、対物レンズ２０２、励起波長遮断フィルタ２０３、ダイクロイックミラー２０５、撮像素子２０６、および撮像素子２０７を有する。撮像素子２０６および撮像素子２０７は、撮像部を構成する。

　ダイクロイックミラー２０５は、励起波長遮断フィルタ２０３から撮像素子２０６および撮像素子２０７までの光路に配置されている。励起波長遮断フィルタ２０３の分光透過特性により、可視光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光がダイクロイックミラー２０５に入射する。撮像素子２０６は、ダイクロイックミラー２０５を透過した光の光路に配置されている。撮像素子２０７は、ダイクロイックミラー２０５で反射した光の光路に配置されている。

　図１１は、ダイクロイックミラー２０５の分光透過特性を示す。図１１において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図１１に示すように、ダイクロイックミラー２０５の透過波長帯域は、７００ｎｍ以下の波長帯域ＶＦ１４で構成されている。波長帯域ＶＦ１４は、可視光に対応する３８０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域と、第１蛍光に対応する３８０ｎｍから５５０ｎｍの波長帯域とを含む。ダイクロイックミラー２０５は波長帯域ＶＦ１４以外の波長帯域の光を反射させる。ダイクロイックミラー２０５の反射波長帯域は、第２蛍光に対応する７００ｎｍから８００ｎｍの波長帯域を含む。したがって、ダイクロイックミラー２０５は、可視光の反射光および第１蛍光を透過させ、かつ第２蛍光を反射させる。

　可視光および第２励起光を含む第１照明光が被写体５０に照射された場合、可視光の反射光および第２蛍光がダイクロイックミラー２０５に入射する。ダイクロイックミラー２０５は、可視光の反射光を透過させ、かつ第２蛍光を反射させる。ダイクロイックミラー２０５を透過した可視光の反射光は撮像素子２０６に入射する。ダイクロイックミラー２０５で反射した第２蛍光は撮像素子２０７に入射する。撮像素子２０６は、可視光の反射光を撮像し、かつ可視光の反射光に基づく第１信号を生成する。撮像素子２０７は、第２蛍光を撮像し、かつ第２蛍光に基づく第２信号を生成する。第１信号および第２信号を含む第１撮像信号は信号処理部３０に出力される。

　第１励起光および第２励起光を含む第２照明光が被写体５０に照射された場合、第１蛍光および第２蛍光がダイクロイックミラー２０５に入射する。ダイクロイックミラー２０５は、第１蛍光を透過させ、かつ第２蛍光を反射させる。ダイクロイックミラー２０５を透過した第１蛍光は撮像素子２０６に入射する。ダイクロイックミラー２０５で反射した第２蛍光は撮像素子２０７に入射する。撮像素子２０６は、第１蛍光を撮像し、かつ第１蛍光に基づく第３信号を生成する。撮像素子２０７は、第２蛍光を撮像し、かつ第２蛍光に基づく第４信号を生成する。第３信号および第４信号を含む第２撮像信号は信号処理部３０に出力される。

　上記以外の点について、図１０に示す構成は、図１に示す構成と同様である。

　第１の実施形態の変形例の内視鏡装置１ａは、可視光画像のフレームレートの低下を抑えることができ、かつ可視光画像と複数種類の蛍光画像とを取得することができる。

　（第２の実施形態）
　図１に示す内視鏡装置１を使用して、本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態において、第１の実施形態で使用された蛍光薬剤と種類が異なる蛍光薬剤が使用される。第２の実施形態において、観察対象物の形態情報を得るために必要な可視光の波長帯域が異なる。４００ｎｍから７００ｎｍの波長帯域のうち、少なくとも約１００ｎｍの幅の波長帯域の光を撮像できれば、内視鏡装置１は観察対象物の形態情報を得ることができる。

　第２の実施形態では、５－ＡＬＡ（アミノレブリン酸）から代謝された蛍光物質からの蛍光と、ＩＣＧ（インドシアニングリーン）からの蛍光とが検出される場合について説明する。５－ＡＬＡは、癌細胞の観察に有用な薬剤である。ＩＣＧは、血管観察に有用な蛍光薬剤である。癌細胞は、自身が成長するために、自身の周りに栄養および酸素を運ぶ血液を必要とし、かつ新しい血管（腫瘍血管）を増生する。腫瘍血管は正常血管と比べて、血管の湾曲および屈曲などが多い。腫瘍血管は、不均等な径をもち、かつ乱雑に走行している。したがって、癌細胞の観察と血管の観察とを同時に行うことにより、癌細胞の診断性能が向上する。

　５－ＡＬＡが生体内に投与された場合、５－ＡＬＡから代謝されたＰｐＩＸ（プロトポルフィリンＩＸ）が癌細胞中に高濃度に蓄積される。ＰｐＩＸは蛍光物質であり、かつ強い蛍光を発する。その蛍光を観察することにより癌細胞の観察が可能となる。

　図２７は、ＰｐＩＸの励起光吸収特性を示す。図２７において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は強度を示す。

　図２７に示すように、ＰｐＩＸからの蛍光が最大となる励起光の波長は４０５ｎｍである。特に、波長が３７０ｎｍから４５０ｎｍの励起光に対してＰｐＩＸは強い蛍光を発する。

　図２８は、ＰｐＩＸの蛍光スペクトルを示す。図２８において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は強度を示す。

　ＰｐＩＸは、波長が６２０ｎｍから７１０ｎｍの蛍光を発する。ＰｐＩＸからの蛍光が最大となる波長は６３５ｎｍ付近である。第２の実施形態では、ＰｐＩＸを励起する光として、波長が３７０ｎｍから４１０ｎｍの光が使用される。したがって、波長が３７０ｎｍから４１０ｎｍの励起光を生体内に照射し、かつ波長が６２０ｎｍから７１０ｎｍの光を検出することにより、ＰｐＩＸからの蛍光を検出することができる。

　図２９は、ＩＣＧの励起光吸収特性および蛍光スペクトルを示す。図２９において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は強度を示す。線Ｅ２０は、ＩＣＧの励起光吸収特性を示す。線Ｆ２０は、ＩＣＧの蛍光スペクトルを示す。

　ＩＣＧから発する蛍光が最大となる励起光の波長は７７０ｎｍであり、かつＩＣＧから発する蛍光が最大となる波長は８１０ｎｍである。したがって、波長が７２０ｎｍから７９０ｎｍの光を生体内に照射し、かつ波長が８００ｎｍから９００ｎｍの光を検出することにより、ＩＣＧから発する蛍光を検出することができる。

　内視鏡装置１の構成について、第１の実施形態における構成と異なる点を中心に説明する。第２の実施形態において、第１励起光により励起される第１蛍光物質はＰｐＩＸである。第２の実施形態において、第２励起光により励起される第２蛍光物質はＩＣＧである。

　図１２は、励起波長選択フィルタ１０１の第１フィルタ１０１１の分光透過特性を示す。図１２において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図１２に示すように、第１フィルタ１０１１の透過波長帯域は、４１０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域Ｖ２１と、７２０ｎｍから７９０ｎｍの波長帯域Ｅ２２とで構成されている。波長帯域Ｖ２１は、可視光に対応する。波長帯域Ｅ２２は、ＩＣＧを励起するための第２励起光に対応する。第１フィルタ１０１１は、波長帯域Ｖ２１および波長帯域Ｅ２２以外の波長帯域の光を遮断する。したがって、第１フィルタ１０１１は、可視光および第２励起光のみを透過させる。

　図１３は、励起波長選択フィルタ１０１の第２フィルタ１０１２の分光透過特性を示す。図１３において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図１３に示すように、第２フィルタ１０１２の透過波長帯域は、３７０ｎｍから４１０ｎｍの波長帯域Ｅ２１と、７２０ｎｍから７９０ｎｍの波長帯域Ｅ２２とで構成されている。波長帯域Ｅ２１は、ＰｐＩＸを励起するための第１励起光に対応する。第２フィルタ１０１２は、波長帯域Ｅ２１および波長帯域Ｅ２２以外の波長帯域の光を遮断する。つまり、第２フィルタ１０１２は、第１励起光および第２励起光のみを透過させる。

　図１４は、励起波長遮断フィルタ２０３の分光透過特性を示す。図１４において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図１４に示すように、励起波長遮断フィルタ２０３の遮断波長帯域は、４１０ｎｍ以下の波長帯域Ｅ２３と、７２０ｎｍから７９０ｎｍの波長帯域Ｅ２４とで構成されている。波長帯域Ｅ２３は、図１３に示す第１励起光の波長帯域Ｅ２１を含む。波長帯域Ｅ２４は、図１３に示す第２励起光の波長帯域Ｅ２２を含む。したがって、励起波長遮断フィルタ２０３は、第１励起光の反射光および第２励起光の反射光を遮断する。

　図１４に示すように、励起波長遮断フィルタ２０３の透過波長帯域は、４１０ｎｍから７２０ｎｍの波長帯域ＶＦ２１と、７９０ｎｍ以上の波長帯域Ｆ２２とで構成されている。波長帯域ＶＦ２１は、可視光に対応する４１０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域と、第１蛍光に対応する６２０ｎｍから７１０ｎｍの波長帯域とを含む。波長帯域Ｆ２２は、第２蛍光に対応する８００ｎｍから９００ｎｍの波長帯域を含む。したがって、励起波長遮断フィルタ２０３は、可視光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光を透過させる。

　図６に示すように、撮像素子２０４は、第１基板２０４０、第２基板２０４１、カラーフィルタ２０４２、および光学フィルタ２０４３を有する。カラーフィルタ２０４２は、赤フィルタ２０４２Ｒ、緑フィルタ２０４２Ｇ、および青フィルタ２０４２Ｂを有する。

　図２６における線Ｌｂ１が示すように、Ｂ画素Ｐｂ１は、可視光に対応する４１０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域の一部と、第１蛍光に対応する６２０ｎｍから７１０ｎｍの波長帯域の一部と、第２蛍光に対応する８００ｎｍから９００ｎｍの波長帯域とに感度を有する。つまり、Ｂ画素Ｐｂ１は、可視光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光を検出する。

　図２６における線Ｌｇ１が示すように、Ｇ画素Ｐｇ１は、可視光に対応する４１０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域の一部と、第１蛍光に対応する６２０ｎｍから７１０ｎｍの波長帯域の一部と、第２蛍光に対応する８００ｎｍから９００ｎｍの波長帯域とに感度を有する。つまり、Ｇ画素Ｐｇ１は、可視光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光を検出する。

　図２６における線Ｌｒ１が示すように、Ｒ画素Ｐｒ１は、可視光に対応する４１０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域の一部と、第１蛍光に対応する６２０ｎｍから７１０ｎｍの波長帯域と、第２蛍光に対応する８００ｎｍから９００ｎｍの波長帯域とに感度を有する。つまり、Ｒ画素Ｐｒ１は、可視光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光を検出する。

　図１５は、光学フィルタ２０４３の分光透過特性を示す。図１５において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図１５に示すように、光学フィルタ２０４３の透過波長帯域は、８００ｎｍ以上の波長帯域Ｆ２３で構成されている。波長帯域Ｆ２３は、第２蛍光に対応する８００ｎｍから９００ｎｍの波長帯域を含む。光学フィルタ２０４３は波長帯域Ｆ２３以外の波長帯域の光を遮断する。したがって、光学フィルタ２０４３は、可視光の反射光および第１蛍光を遮断し、かつ第２蛍光を透過させる。

　第１照明光が被写体５０に照射された場合の内視鏡装置１の動作を説明する。図１２に示す第１フィルタ１０１１の分光透過特性により、波長が４１０ｎｍから６５０ｎｍの可視光と、波長が７２０ｎｍから７９０ｎｍの第２励起光とが被写体５０に照射される。可視光の反射光と、第２励起光の反射光と、波長が８００ｎｍから９００ｎｍの第２蛍光とが被写体５０から出射する。

　被写体５０から出射した光は励起波長遮断フィルタ２０３に入射する。励起波長遮断フィルタ２０３は、図１４に示す分光透過特性により、第２励起光の反射光を遮断し、かつ可視光の反射光および第２蛍光を透過させる。励起波長遮断フィルタ２０３を透過した可視光の反射光および第２蛍光は撮像素子２０４に入射する。

　第１基板２０４０を透過した光は、光学フィルタ２０４３に入射する。光学フィルタ２０４３は、図１５に示す分光透過特性により、第１基板２０４０を透過した可視光の反射光を遮断し、かつ第２蛍光を透過させる。光学フィルタ２０４３を透過した光は、第２基板２０４１の複数の第２光電変換素子２０５１に入射する。第２基板２０４１の複数の第２画素２０４１Ｐは、第２蛍光に基づく第２信号を出力する。信号処理部３０は、第２信号に基づいて第２蛍光画像を生成する。

　第２照明光が被写体５０に照射された場合の内視鏡装置１の動作を説明する。図１３に示す第２フィルタ１０１２の分光透過特性により、波長が３７０ｎｍから４１０ｎｍの第１励起光と、波長が７２０ｎｍから７９０ｎｍの第２励起光とが被写体５０に照射される。第１励起光の反射光と、第２励起光の反射光と、波長が６２０ｎｍから７１０ｎｍの第１蛍光と、波長が８００ｎｍから９００ｎｍの第２蛍光とが被写体５０から出射する。

　被写体５０から出射した光は励起波長遮断フィルタ２０３に入射する。励起波長遮断フィルタ２０３は、図１４に示す分光透過特性により、第１励起光の反射光および第２励起光の反射光を遮断し、かつ第１蛍光および第２蛍光を透過させる。励起波長遮断フィルタ２０３を透過した第１蛍光および第２蛍光は撮像素子２０４に入射する。

　撮像素子２０４に入射した第１蛍光の一部と、撮像素子２０４に入射した第２蛍光の一部とは、第１基板２０４０を透過する。第１基板２０４０を透過した光は、光学フィルタ２０４３に入射する。光学フィルタ２０４３は、図１５に示す分光透過特性により、第１基板２０４０を透過した第１蛍光を遮断し、かつ第２蛍光を透過させる。光学フィルタ２０４３を透過した光は、第２基板２０４１の複数の第２光電変換素子２０５１に入射する。第２基板２０４１の複数の第２画素２０４１Ｐは、第２蛍光に基づく第４信号を出力する。信号処理部３０は、第４信号に基づいて第２蛍光画像を生成する。また、信号処理部３０は、第３信号および第４信号に基づいて第１蛍光画像を生成する。

　以下の説明において、αは第１基板２０４０のＲ画素Ｐｒ１が第１蛍光を吸収する割合を示す。βは第１基板２０４０のＲ画素Ｐｒ１が第２蛍光を吸収する割合を示す。γは第２基板２０４１の第２画素２０４１Ｐが第２蛍光を吸収する割合を示す。α、β、およびγは、第１基板２０４０および第２基板２０４１の分光感度から算出することができる。βおよびγの比率は、第１基板２０４０のＲ画素Ｐｒ１の、第２蛍光に対応する８００ｎｍから９００ｎｍの波長帯域における分光感度と、第２基板２０４１の第２画素２０４１Ｐのその波長帯域における分光感度との比率で決まる。α、β、およびγは、撮像素子２０４の製造条件に基づくパラメータである。例えば、第１基板２０４０および第２基板２０４１の各々の光軸方向の厚さである。あるいは、カラーフィルタ２０４２および光学フィルタ２０４３の分光透過特性である。α、β、およびγは、０以上かつ１以下の実数である。

　Ｒ画素Ｐｒ１は、第１蛍光および第２蛍光に基づく第３信号を生成する。以下の説明において、Ｒ画素Ｐｒ１によって生成される第３信号の信号値は（αＲ＋βＩＲ）である。αＲは第１蛍光に基づく信号値である。βＩＲは第２蛍光に基づく信号値である。

　第２画素２０４１Ｐは、第２蛍光に基づく第４信号を生成する。以下の説明において、第２画素２０４１Ｐによって生成される第４信号の信号値はγＩＲである。γＩＲは第２蛍光に基づく信号値である。Ｒ画素Ｐｒ１に対応する位置に配置された第２画素２０４１Ｐによって生成された第４信号が使用される。つまり、Ｒ画素Ｐｒ１を透過した光が入射する第２画素２０４１Ｐによって生成された第４信号が使用される。

　信号処理部３０は、第２画素２０４１Ｐによって生成された第４信号の値すなわちγＩＲに、βとγとの比すなわち（β／γ）を乗じる。これにより、信号処理部３０は、第１画素２０４０Ｐによって検出された第２蛍光に基づく信号値βＩＲを算出することができる。信号処理部３０は、Ｒ画素Ｐｒ１によって生成された第３信号の値（αＲ＋βＩＲ）から、上記の方法で算出された信号値βＩＲを減算する。これにより、信号処理部３０は、第１蛍光のみに基づく信号を生成する。この信号の信号値はαＲである。

　信号処理部３０は、第２蛍光に基づく第２信号と、第２蛍光に基づく第４信号とを加算してもよい。これにより、第２蛍光に基づく信号のＳＮ比が向上し、かつ第２蛍光画像の画質が向上する。

　第２の実施形態の内視鏡装置１の動作のタイミングは、図９に示すタイミングと同様である。

　第１の実施形態と同様に、光源部１０は、可視光、第１励起光、および第２励起光の少なくとも１つの波長帯域を含む波長帯域の光を選択的に出射可能な複数の発光素子を有してもよい。複数の発光素子の各々は、発光ダイオードであってもよい。

　第２の実施形態の内視鏡装置１は、可視光の反射光および第２蛍光を同時に撮像する。あるいは、内視鏡装置１は、第１蛍光および第２蛍光を同時に撮像する。これにより、可視光画像の取得間隔が短くなる。したがって、内視鏡装置１は、可視光画像のフレームレートの低下を抑えることができ、かつ可視光画像と複数種類の蛍光画像とを取得することができる。

　（第２の実施形態の変形例）
　図１０に示す内視鏡装置１ａを使用して、本発明の第２の実施形態の変形例を説明する。内視鏡装置１ａの構成について、第１の実施形態の変形例における構成と異なる点を中心に説明する。

　図１６は、ダイクロイックミラー２０５の分光透過特性を示す。図１６において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図１６に示すように、ダイクロイックミラー２０５の透過波長帯域は、８００ｎｍ以下の波長帯域ＶＦ２４で構成されている。波長帯域ＶＦ２４は、可視光に対応する４１０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域と、第１蛍光に対応する６２０ｎｍから７１０ｎｍの波長帯域とを含む。ダイクロイックミラー２０５は波長帯域ＶＦ２４以外の波長帯域の光を反射させる。ダイクロイックミラー２０５の反射波長帯域は、第２蛍光に対応する８００ｎｍから９００ｎｍの波長帯域を含む。したがって、ダイクロイックミラー２０５は、可視光の反射光および第１蛍光を透過させ、かつ第２蛍光を反射させる。

　第２の実施形態の変形例の内視鏡装置１ａは、可視光画像のフレームレートの低下を抑えることができ、かつ可視光画像と複数種類の蛍光画像とを取得することができる。

　（第３の実施形態）
　図１に示す内視鏡装置１を使用して、本発明の第３の実施形態を説明する。第３の実施形態は、第２の実施形態の変形例である。

　第３の実施形態において、内視鏡装置１は可視光画像を常に撮像できる。第３の実施形態において、観察対象物の形態情報を得るために必要な可視光の波長帯域は、第１の実施形態における可視光の波長帯域および第２の実施形態における可視光の波長帯域よりも狭い。第１の実施形態における可視光の波長帯域は、３８０ｎｍから６５０ｎｍである。第２の実施形態における可視光の波長帯域は、４１０ｎｍから６５０ｎｍである。第３の実施形態における可視光の波長帯域は、４１０ｎｍから６１０ｎｍである。４００ｎｍから７００ｎｍの波長帯域のうち、少なくとも約１００ｎｍの幅の波長帯域の光を撮像できれば、内視鏡装置１は観察対象物の形態情報を得ることができる。

　第２の実施形態において、ＰｐＩＸから発する蛍光を検出するために、第１基板２０４０の第１画素２０４０Ｐの信号および第２基板２０４１の第２画素２０４１Ｐの信号を使用する信号処理が行われる。第３の実施形態において、そのような信号処理は必要ない。

　内視鏡装置１の構成について、第２の実施形態における構成と異なる点を中心に説明する。第３の実施形態において、第１励起光により励起される第１蛍光物質はＰｐＩＸである。第３の実施形態において、第２励起光により励起される第２蛍光物質はＩＣＧである。

　光源部１０は、第１照明光および第２照明光を順次に出射する。第１照明光は、第１励起光を含む。第２照明光は、第２励起光を含む。第１照明光および第２照明光の少なくとも１つは可視光を含む。撮像素子２０４は、第１撮像信号および第２撮像信号を出力する。第１撮像信号は、第１蛍光に基づく。第２撮像信号は、第２蛍光に基づく。第１撮像信号および第２撮像信号の少なくとも１つはさらに、可視光の反射光に基づく。

　光源１００は、可視光、第１励起光、および第２励起光の各々の波長帯域を少なくとも含む波長帯域の光を出射する。励起波長選択フィルタ１０１の第１フィルタ１０１１は、第１励起光を透過させる。励起波長選択フィルタ１０１の第２フィルタ１０１２は、第２励起光を透過させる。第１フィルタ１０１１および第２フィルタ１０１２の少なくとも１つは、可視光を透過させる。

　第１照明光は、可視光および第１励起光を含む。第１照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０４は、可視光の反射光に基づく撮像信号である第１信号と、第１蛍光に基づく撮像信号である第２信号とを第１撮像信号として出力する。第１照明光が被写体５０に照射された場合、信号処理部３０は、第１信号に基づいて可視光画像を生成し、かつ第２信号に基づいて第１蛍光画像を生成する。

　第２照明光は、可視光および第２励起光を含む。第２照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０４は、可視光の反射光に基づく撮像信号である第３信号と、第２蛍光に基づく撮像信号である第４信号とを第２撮像信号として出力する。第２照明光が被写体５０に照射された場合、信号処理部３０は、第３信号に基づいて可視光画像を生成し、かつ第４信号に基づいて第２蛍光画像を生成する。

　図１７は、励起波長選択フィルタ１０１の第１フィルタ１０１１の分光透過特性を示す。図１７において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図１７に示すように、第１フィルタ１０１１の透過波長帯域は、３７０ｎｍから４１０ｎｍの波長帯域Ｅ３１と、４１０ｎｍから６１０ｎｍの波長帯域Ｖ３１とで構成されている。波長帯域Ｅ３１は、ＰｐＩＸを励起するための第１励起光に対応する。波長帯域Ｖ３１は、可視光に対応する。第１フィルタ１０１１は、波長帯域Ｅ３１および波長帯域Ｖ３１以外の波長帯域の光を遮断する。したがって、第１フィルタ１０１１は、可視光および第１励起光のみを透過させる。

　図１８は、励起波長選択フィルタ１０１の第２フィルタ１０１２の分光透過特性を示す。図１８において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図１８に示すように、第２フィルタ１０１２の透過波長帯域は、４１０ｎｍから６１０ｎｍの波長帯域Ｖ３１と、７２０ｎｍから７９０ｎｍの波長帯域Ｅ３２とで構成されている。波長帯域Ｖ３１は、可視光に対応する。波長帯域Ｅ３２は、ＩＣＧを励起するための第２励起光に対応する。第２フィルタ１０１２は、波長帯域Ｖ３１および波長帯域Ｅ３２以外の波長帯域の光を遮断する。つまり、第２フィルタ１０１２は、可視光および第２励起光のみを透過させる。

　図１９は、励起波長遮断フィルタ２０３の分光透過特性を示す。図１９において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図１９に示すように、励起波長遮断フィルタ２０３の遮断波長帯域は、４１０ｎｍ以下の波長帯域Ｅ３３と、７２０ｎｍから７９０ｎｍの波長帯域Ｅ３４とで構成されている。波長帯域Ｅ３３は、図１７に示す第１励起光の波長帯域Ｅ３１を含む。波長帯域Ｅ３４は、図１８に示す第２励起光の波長帯域Ｅ３２を含む。したがって、励起波長遮断フィルタ２０３は、第１励起光の反射光および第２励起光の反射光を遮断する。

　図１９に示すように、励起波長遮断フィルタ２０３の透過波長帯域は、４１０ｎｍから６２０ｎｍの波長帯域Ｖ３２と、６２０ｎｍから７２０ｎｍの波長帯域Ｆ３１と、８００ｎｍ以上の波長帯域Ｆ３２とで構成されている。波長帯域Ｖ３１は、可視光に対応する４１０ｎｍから６１０ｎｍの波長帯域を含む。波長帯域Ｆ３１は、第１蛍光に対応する６２０ｎｍから７１０ｎｍの波長帯域を含む。波長帯域Ｆ３２は、第２蛍光に対応する８００ｎｍから９００ｎｍの波長帯域を含む。したがって、励起波長遮断フィルタ２０３は、可視光の反射光、第１蛍光、および第２蛍光を透過させる。

　図６に示すように、撮像素子２０４は、第１基板２０４０と、第１基板２０４０に積層された第２基板２０４１と、光学フィルタ２０４３とを有する。図７に示すように、第１基板２０４０は、２次元状に配置された複数の第１画素２０４０Ｐを有する。第１基板２０４０の複数の第１画素２０４０Ｐは、第１信号および第３信号を出力する。図７に示すように、第２基板２０４１は、２次元状に配置された複数の第２画素２０４１Ｐを有する。第２基板２０４１の複数の第２画素２０４１Ｐは、第２信号および第４信号を出力する。

　第１照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０４は、第１信号および第２信号を出力する。第２照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０４は、第３信号および第４信号を出力する。光学フィルタ２０４３は、第１基板２０４０および第２基板２０４１の間に配置されている。光学フィルタ２０４３は、可視光の波長帯域を遮断し、かつ第１蛍光の波長帯域および第２蛍光の波長帯域を透過させる光学特性を有する。

　図６に示すように、撮像素子２０４は、カラーフィルタ２０４２をさらに有する。カラーフィルタ２０４２は、赤フィルタ２０４２Ｒ、緑フィルタ２０４２Ｇ、および青フィルタ２０４２Ｂを有する。

　図２０は、光学フィルタ２０４３の分光透過特性を示す。図２０において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図２０に示すように、光学フィルタ２０４３の透過波長帯域は、６２０ｎｍから７２０ｎｍの波長帯域Ｆ３１と、８００ｎｍ以上の波長帯域Ｆ３３とで構成されている。波長帯域Ｆ３１は、第１蛍光に対応する６２０ｎｍから７１０ｎｍの波長帯域を含む。波長帯域Ｆ３３は、第２蛍光に対応する８００ｎｍから９００ｎｍの波長帯域を含む。光学フィルタ２０４３は波長帯域Ｆ３１および波長帯域Ｆ３３以外の波長帯域の光を遮断する。したがって、光学フィルタ２０４３は、可視光の反射光を遮断し、かつ第１蛍光および第２蛍光を透過させる。

　内視鏡装置１の動作を説明する。励起波長選択フィルタ１０１が回転することにより、第１フィルタ１０１１を透過した第１照明光と、第２フィルタ１０１２を透過した第２照明光とが順次に被写体５０に照射される。第１照明光は、可視光および第１励起光を含む。第２照明光は、可視光および第２励起光を含む。

　第１照明光が被写体５０に照射された場合の内視鏡装置１の動作を説明する。図１７に示す第１フィルタ１０１１の分光透過特性により、波長が４１０ｎｍから６１０ｎｍの可視光と、波長が３７０ｎｍから４１０ｎｍの第１励起光とが被写体５０に照射される。可視光の反射光と、第１励起光の反射光と、波長が６２０ｎｍから７１０ｎｍの第１蛍光とが被写体５０から出射する。

　被写体５０から出射した光は励起波長遮断フィルタ２０３に入射する。励起波長遮断フィルタ２０３は、図１９に示す分光透過特性により、第１励起光の反射光を遮断し、かつ可視光の反射光および第１蛍光を透過させる。励起波長遮断フィルタ２０３を透過した可視光の反射光および第１蛍光は撮像素子２０４に入射する。

　第１基板２０４０のＢ画素Ｐｂ１、Ｇ画素Ｐｇ１、およびＲ画素Ｐｒ１の各々の第１光電変換素子２０５０には、可視光の反射光および第１蛍光が入射する。第１蛍光は、可視光の反射光に比べて無視できるほど微弱である。そのため、第１基板２０４０の複数の第１画素２０４０Ｐは、可視光の反射光に基づく第１信号を出力する。信号処理部３０は、第１信号に基づいて可視光画像を生成する。

　撮像素子２０４に入射した光のうち、波長が６００ｎｍ以下の光の大部分は第１基板２０４０で吸収され、かつ波長が６００ｎｍ以上の光の一部のみが第１基板２０４０を透過する。撮像素子２０４に入射した光のうち、波長が６００ｎｍ以上の光の一部は第１基板２０４０で吸収されず、かつ第１基板２０４０を透過する。つまり、撮像素子２０４に入射した可視光の反射光の一部と、撮像素子２０４に入射した第１蛍光の一部とは、第１基板２０４０を透過する。

　第１基板２０４０を透過した光は、光学フィルタ２０４３に入射する。光学フィルタ２０４３は、図２０に示す分光透過特性により、第１基板２０４０を透過した可視光の反射光を遮断し、かつ第１蛍光を透過させる。光学フィルタ２０４３を透過した光は、第２基板２０４１の複数の第２光電変換素子２０５１に入射する。第２基板２０４１の複数の第２画素２０４１Ｐは、第１蛍光に基づく第２信号を出力する。信号処理部３０は、第２信号に基づいて第１蛍光画像を生成する。

　第２照明光が被写体５０に照射された場合の内視鏡装置１の動作を説明する。図１８に示す第２フィルタ１０１２の分光透過特性により、波長が４１０ｎｍから６１０ｎｍの可視光と、波長が７２０ｎｍから７９０ｎｍの第２励起光とが被写体５０に照射される。可視光の反射光と、第２励起光の反射光と、波長が８００ｎｍから９００ｎｍの第２蛍光とが被写体５０から出射する。

　被写体５０から出射した光は励起波長遮断フィルタ２０３に入射する。励起波長遮断フィルタ２０３は、図１９に示す分光透過特性により、第２励起光の反射光を遮断し、かつ可視光の反射光および第２蛍光を透過させる。励起波長遮断フィルタ２０３を透過した可視光の反射光および第２蛍光は撮像素子２０４に入射する。

　第１基板２０４０のＢ画素Ｐｂ１、Ｇ画素Ｐｇ１、およびＲ画素Ｐｒ１の各々の第１光電変換素子２０５０には、可視光の反射光および第２蛍光が入射する。第２蛍光は、可視光の反射光に比べて無視できるほど微弱である。そのため、第１基板２０４０の複数の第１画素２０４０Ｐは、可視光の反射光に基づく第３信号を出力する。信号処理部３０は、第３信号に基づいて可視光画像を生成する。

　撮像素子２０４に入射した可視光の反射光の一部と、撮像素子２０４に入射した第２蛍光の一部とは、第１基板２０４０を透過する。第１基板２０４０を透過した光は、光学フィルタ２０４３に入射する。光学フィルタ２０４３は、図２０に示す分光透過特性により、第１基板２０４０を透過した可視光の反射光を遮断し、かつ第２蛍光を透過させる。光学フィルタ２０４３を透過した光は、第２基板２０４１の複数の第２光電変換素子２０５１に入射する。第２基板２０４１の複数の第２画素２０４１Ｐは、第２蛍光に基づく第４信号を出力する。信号処理部３０は、第４信号に基づいて第２蛍光画像を生成する。

　図２１は、内視鏡装置１の動作を示すタイミングチャートである。図２１において、光路に配置される励起波長選択フィルタ１０１のフィルタの種類が示されている。また、図２１において、第１基板２０４０で取得された信号に基づく画像と、第２基板２０４１で取得された信号に基づく画像とが示されている。図２１において、右方向に時間が進む。

　１サイクルの動作が繰り返される。１サイクルの前半の期間において、第１フィルタ１０１１が光路に配置される。第１フィルタ１０１１は、光源１００から出射した光のうち可視光および第１励起光を透過させる。可視光および第１励起光を含む第１照明光が被写体５０に照射される。可視光の反射光、第１励起光の反射光、および第１蛍光が被写体５０から出射し、かつ撮像素子２０４に入射する。第１基板２０４０において可視光の反射光が検出され、かつ第２基板２０４１において第１蛍光が検出される。その結果、可視光画像および第１蛍光画像が生成される。

　１サイクルの後半の期間において、第２フィルタ１０１２が光路に配置される。第２フィルタ１０１２は、光源１００から出射した光のうち可視光および第２励起光を透過させる。可視光の反射光、第２励起光の反射光、および第２蛍光が被写体５０から出射し、かつ撮像素子２０４に入射する。第１基板２０４０において可視光の反射光が検出され、かつ第２基板２０４１において第２蛍光が検出される。その結果、可視光画像および第２蛍光画像が生成される。

　図２１に示す動作では、１サイクルの前半および後半で可視光の反射光が検出される。１サイクルの前半のみまたは１サイクルの後半のみで可視光の反射光が検出されてもよい。

　第１の実施形態と同様に、光源部１０は、可視光、第１励起光、および第２励起光の少なくとも１つの波長帯域を含む波長帯域の光を選択的に出射可能な複数の発光素子を有してもよい。例えば、第１期間において、複数の発光素子のうち少なくとも１つは、可視光および第１励起光を出射する。第２期間において、複数の発光素子のうち少なくとも１つは、可視光および第２励起光を出射する。複数の発光素子の各々は、発光ダイオードであってもよい。

　第３の実施形態の内視鏡装置１は、可視光の反射光および第１蛍光を同時に撮像する。あるいは、内視鏡装置１は、可視光の反射光および第２蛍光を同時に撮像する。これにより、可視光画像の取得間隔が短くなる。したがって、内視鏡装置１は、可視光画像のフレームレートの低下を抑えることができ、かつ可視光画像と複数種類の蛍光画像とを取得することができる。

　（第３の実施形態の変形例）
　図１０に示す内視鏡装置１ａを使用して、本発明の第３の実施形態の変形例を説明する。内視鏡装置１ａの構成について、第２の実施形態の変形例における構成と異なる点を中心に説明する。

　撮像素子２０６は、被写体５０で反射した可視光を撮像する。撮像素子２０７は、第１励起光により被写体５０から発する第１蛍光と、第２励起光により被写体５０から発する第２蛍光とを撮像する。撮像素子２０６および撮像素子２０７は、第１撮像信号および第２撮像信号を出力する。励起波長遮断フィルタ２０３は、第１励起光の波長帯域および第２励起光の波長帯域を遮断し、かつ可視光の波長帯域と第１蛍光の波長帯域と第２蛍光の波長帯域とを透過させる特性を有する。信号処理部３０は、撮像素子２０６および撮像素子２０７から出力された第１撮像信号および第２撮像信号に基づいて、可視光の反射光に基づく可視光画像と、第１蛍光に基づく第１蛍光画像と、第２蛍光に基づく第２蛍光画像とを生成する。

　第１照明光は、可視光および第１励起光を含む。第１照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０６は、可視光の反射光に基づく撮像信号である第１信号を第１撮像信号として出力する。撮像素子２０７は、第１蛍光に基づく撮像信号である第２信号を第１撮像信号として出力する。第１照明光が被写体５０に照射された場合、信号処理部３０は、第１信号に基づいて可視光画像を生成し、かつ第２信号に基づいて第１蛍光画像を生成する。

　第２照明光は、可視光および第２励起光を含む。第２照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０６は、可視光の反射光に基づく撮像信号である第３信号を第２撮像信号として出力する。撮像素子２０７は、第２蛍光に基づく撮像信号である第４信号を第２撮像信号として出力する。第２照明光が被写体５０に照射された場合、信号処理部３０は、第３信号に基づいて可視光画像を生成し、かつ第４信号に基づいて第２蛍光画像を生成する。

　ダイクロイックミラー２０５は、第１照明光を照射した場合には可視光の反射光および第１蛍光を分離し、かつ第２照明光を照射した場合には可視光の反射光および第２蛍光を分離する。ダイクロイックミラー２０５によって分離された可視光の反射光は撮像素子２０６に入射する。ダイクロイックミラー２０５によって分離された第１蛍光および第２蛍光は撮像素子２０７に入射する。第１照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０６は第１信号を出力し、かつ撮像素子２０７は第２信号を出力する。第２照明光が被写体５０に照射された場合、撮像素子２０６は第３信号を出力し、かつ撮像素子２０７は第４信号を出力する。

　図２２は、ダイクロイックミラー２０５の分光透過特性を示す。図２２において、グラフの横軸は波長を示し、かつグラフの縦軸は透過率を示す。図２２に示すように、ダイクロイックミラー２０５の透過波長帯域は、６１０ｎｍ以下の波長帯域ＶＦ３４で構成されている。波長帯域ＶＦ３４は、可視光に対応する４１０ｎｍから６１０ｎｍの波長帯域を含む。ダイクロイックミラー２０５は波長帯域ＶＦ３４以外の波長帯域の光を反射させる。ダイクロイックミラー２０５の反射波長帯域は、第１蛍光に対応する６２０ｎｍから７１０ｎｍの波長帯域と、第２蛍光に対応する８００ｎｍから９００ｎｍの波長帯域とを含む。したがって、ダイクロイックミラー２０５は、可視光の反射光を透過させ、かつ第１蛍光および第２蛍光を反射させる。

　可視光および第１励起光を含む第１照明光が被写体５０に照射された場合、可視光の反射光および第１蛍光がダイクロイックミラー２０５に入射する。ダイクロイックミラー２０５は、可視光の反射光を透過させ、かつ第１蛍光を反射させる。ダイクロイックミラー２０５を透過した可視光の反射光は撮像素子２０６に入射する。ダイクロイックミラー２０５で反射した第１蛍光は撮像素子２０７に入射する。撮像素子２０６は、可視光の反射光を撮像し、かつ可視光の反射光に基づく第１信号を生成する。撮像素子２０７は、第１蛍光を撮像し、かつ第１蛍光に基づく第２信号を生成する。第１信号および第２信号を含む第１撮像信号は信号処理部３０に出力される。

　可視光および第２励起光を含む第２照明光が被写体５０に照射された場合、可視光の反射光および第２蛍光がダイクロイックミラー２０５に入射する。ダイクロイックミラー２０５は、可視光の反射光を透過させ、かつ第２蛍光を反射させる。ダイクロイックミラー２０５を透過した可視光の反射光は撮像素子２０６に入射する。ダイクロイックミラー２０５で反射した第２蛍光は撮像素子２０７に入射する。撮像素子２０６は、可視光の反射光を撮像し、かつ可視光の反射光に基づく第３信号を生成する。撮像素子２０７は、第２蛍光を撮像し、かつ第２蛍光に基づく第４信号を生成する。第３信号および第４信号を含む第２撮像信号は信号処理部３０に出力される。

　第３の実施形態の変形例の内視鏡装置１ａは、可視光画像のフレームレートの低下を抑えることができ、かつ可視光画像と複数種類の蛍光画像とを取得することができる。

　以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態およびその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。

　本発明の各実施形態によれば、内視鏡装置は、可視光画像のフレームレートの低下を抑えることができ、かつ可視光画像と複数種類の蛍光画像とを取得することができる。

　１，１ａ　内視鏡装置
　１０　光源部
　２０，２０ａ　内視鏡スコープ部
　３０　信号処理部
　４０　モニタ
　１００　光源
　１０１　励起波長選択フィルタ
　１０２　コンデンサレンズ
　１０１０　支持板
　１０１１　第１フィルタ
　１０１２　第２フィルタ
　２００　ライトガイド
　２０１　照明レンズ
　２０２　対物レンズ
　２０３　励起波長遮断フィルタ
　２０４，２０６，２０７　撮像素子
　２０５　ダイクロイックミラー
　２０４０　第１基板
　２０４０Ｐ　第１画素
　２０４１　第２基板
　２０４１Ｐ　第２画素
　２０４２　カラーフィルタ
　２０４２Ｒ　赤フィルタ
　２０４２Ｇ　緑フィルタ
　２０４２Ｂ　青フィルタ
　２０４３　光学フィルタ
　２０５０　第１光電変換素子
　２０５１　第２光電変換素子

Claims

　可視光と、観察対象物内に存在する第１蛍光物質を励起するための第１励起光と、前記観察対象物内に存在する第２蛍光物質を励起するための第２励起光とを出射する光源部と、
　前記観察対象物で反射した前記可視光と、前記第１励起光により前記観察対象物から発する第１蛍光と、前記第２励起光により前記観察対象物から発する第２蛍光とを撮像し、かつ第１撮像信号および第２撮像信号を出力する撮像部と、
　前記観察対象物から前記撮像部までの光路に配置され、前記第１励起光の波長帯域および前記第２励起光の波長帯域を遮断し、かつ前記可視光の波長帯域と前記第１蛍光の波長帯域と前記第２蛍光の波長帯域とを透過させる特性を有する励起波長遮断フィルタと、
　前記撮像部から出力された前記第１撮像信号および前記第２撮像信号に基づいて、前記可視光の反射光に基づく可視光画像と、前記第１蛍光に基づく第１蛍光画像と、前記第２蛍光に基づく第２蛍光画像とを生成する信号処理部と、
　を有し、
　前記光源部は、第１照明光および第２照明光を順次に出射し、
　前記第１照明光は、前記可視光を含み、
　前記第２照明光は、前記第１励起光を含み、
　前記第１照明光および前記第２照明光の少なくとも１つは前記第２励起光を含み、
　前記第１撮像信号は、前記可視光の前記反射光に基づき、
　前記第２撮像信号は、前記第１蛍光に基づき、
　前記第１撮像信号および前記第２撮像信号の少なくとも１つはさらに、前記第２蛍光に基づく
　内視鏡装置。
　前記光源部は、
　前記可視光、前記第１励起光、および前記第２励起光の各々の波長帯域を少なくとも含む波長帯域の光を出射する光源と、
　前記光源から出射する光の光路に配置され、第１フィルタおよび第２フィルタが円周方向に配置された回転フィルタと、
　を有し、
　前記第１フィルタは、前記可視光を透過させ、
　前記第２フィルタは、前記第１励起光を透過させ、
　前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの少なくとも１つは、前記第２励起光を透過させる
　請求項１に記載の内視鏡装置。
　前記第１照明光は、前記可視光および前記第２励起光を含み、
　前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記可視光の前記反射光に基づく撮像信号である第１信号と、前記第２蛍光に基づく撮像信号である第２信号とを前記第１撮像信号として出力し、
　前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記信号処理部は、前記第１信号に基づいて前記可視光画像を生成し、かつ前記第２信号に基づいて前記第２蛍光画像を生成し、
　前記第２照明光は、前記第１励起光および前記第２励起光を含み、
　前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記第１蛍光および前記第２蛍光に基づく撮像信号である第３信号と、前記第２蛍光に基づく撮像信号である第４信号とを前記第２撮像信号として出力し、
　前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記信号処理部は、前記第３信号および前記第４信号に基づいて前記第１蛍光画像を生成し、かつ前記第４信号に基づいて前記第２蛍光画像を生成する
　請求項１に記載の内視鏡装置。
　前記撮像部は、第１基板と、前記第１基板に積層された第２基板と、光学フィルタとを有し、
　前記第１基板は、２次元状に配置された複数の第１画素を有し、かつ前記第１信号および前記第３信号を出力し、
　前記第２基板は、２次元状に配置された複数の第２画素を有し、かつ前記第２信号および前記第４信号を出力し、
　前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記第１信号および前記第２信号を出力し、
　前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記第３信号および前記第４信号を出力し、
　前記光学フィルタは、前記第１基板および前記第２基板の間に配置され、前記可視光の波長帯域および前記第１蛍光の波長帯域を遮断し、かつ前記第２蛍光の波長帯域を透過させる光学特性を有する
　請求項３に記載の内視鏡装置。
　前記第１照明光は、前記可視光および前記第２励起光を含み、
　前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記可視光の前記反射光に基づく撮像信号である第１信号と、前記第２蛍光に基づく撮像信号である第２信号とを前記第１撮像信号として出力し、
　前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記信号処理部は、前記第１信号に基づいて前記可視光画像を生成し、かつ前記第２信号に基づいて前記第２蛍光画像を生成し、
　前記第２照明光は、前記第１励起光および前記第２励起光を含み、
　前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記第１蛍光に基づく撮像信号である第３信号と、前記第２蛍光に基づく撮像信号である第４信号とを前記第２撮像信号として出力し、
　前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記信号処理部は、前記第３信号に基づいて前記第１蛍光画像を生成し、かつ前記第４信号に基づいて前記第２蛍光画像を生成する
　請求項１に記載の内視鏡装置。
　前記可視光の前記反射光および前記第２蛍光を分離し、かつ前記第１蛍光および前記第２蛍光を分離する光分離素子を有し、
　前記撮像部は、
　前記光分離素子によって分離された前記可視光の前記反射光および前記第１蛍光が入射する第１撮像素子と、
　前記光分離素子によって分離された前記第２蛍光が入射する第２撮像素子と、
　を有し、
　前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記第１撮像素子は前記第１信号を出力し、かつ前記第２撮像素子は前記第２信号を出力し、
　前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記第１撮像素子は前記第３信号を出力し、かつ前記第２撮像素子は前記第４信号を出力する
　請求項５に記載の内視鏡装置。
　前記光源部は、前記可視光、前記第１励起光、および前記第２励起光の少なくとも１つの波長帯域を含む波長帯域の光を選択的に出射可能な複数の発光素子を有する
　請求項１に記載の内視鏡装置。
　前記複数の発光素子の各々は、発光ダイオードである
　請求項７に記載の内視鏡装置。
　可視光と、観察対象物内に存在する第１蛍光物質を励起するための第１励起光と、前記観察対象物内に存在する第２蛍光物質を励起するための第２励起光とを出射する光源部と、
　前記観察対象物で反射した前記可視光と、前記第１励起光により前記観察対象物から発する第１蛍光と、前記第２励起光により前記観察対象物から発する第２蛍光とを撮像し、かつ第１撮像信号および第２撮像信号を出力する撮像部と、
　前記観察対象物から前記撮像部までの光路に配置され、前記第１励起光の波長帯域および前記第２励起光の波長帯域を遮断し、かつ前記可視光の波長帯域と前記第１蛍光の波長帯域と前記第２蛍光の波長帯域とを透過させる特性を有する励起波長遮断フィルタと、
　前記撮像部から出力された前記第１撮像信号および前記第２撮像信号に基づいて、前記可視光の反射光に基づく可視光画像と、前記第１蛍光に基づく第１蛍光画像と、前記第２蛍光に基づく第２蛍光画像とを生成する信号処理部と、
　を有し、
　前記光源部は、第１照明光および第２照明光を順次に出射し、
　前記第１照明光は、前記第１励起光を含み、
　前記第２照明光は、前記第２励起光を含み、
　前記第１照明光および前記第２照明光の少なくとも１つは前記可視光を含み、
　前記第１撮像信号は、前記第１蛍光に基づき、
　前記第２撮像信号は、前記第２蛍光に基づき、
　前記第１撮像信号および前記第２撮像信号の少なくとも１つはさらに、前記可視光の前記反射光に基づく
　内視鏡装置。
　前記光源部は、
　前記可視光、前記第１励起光、および前記第２励起光の各々の波長帯域を少なくとも含む波長帯域の光を出射する光源と、
　前記光源から出射する光の光路に配置され、第１フィルタおよび第２フィルタが円周方向に配置された回転フィルタと、
　を有し、
　前記第１フィルタは、前記第１励起光を透過させ、
　前記第２フィルタは、前記第２励起光を透過させ、
　前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの少なくとも１つは、前記可視光を透過させる
　請求項９に記載の内視鏡装置。
　前記第１照明光は、前記可視光および前記第１励起光を含み、
　前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記可視光の前記反射光に基づく撮像信号である第１信号と、前記第１蛍光に基づく撮像信号である第２信号とを前記第１撮像信号として出力し、
　前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記信号処理部は、前記第１信号に基づいて前記可視光画像を生成し、かつ前記第２信号に基づいて前記第１蛍光画像を生成し、
　前記第２照明光は、前記可視光および前記第２励起光を含み、
　前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記可視光の前記反射光に基づく撮像信号である第３信号と、前記第２蛍光に基づく撮像信号である第４信号とを前記第２撮像信号として出力し、
　前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記信号処理部は、前記第３信号に基づいて前記可視光画像を生成し、かつ前記第４信号に基づいて前記第２蛍光画像を生成する
　請求項９に記載の内視鏡装置。
　前記撮像部は、第１基板と、前記第１基板に積層された第２基板と、光学フィルタとを有し、
　前記第１基板は、２次元状に配置された複数の第１画素を有し、かつ前記第１信号および前記第３信号を出力し、
　前記第２基板は、２次元状に配置された複数の第２画素を有し、かつ前記第２信号および前記第４信号を出力し、
　前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記第１信号および前記第２信号を出力し、
　前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記撮像部は、前記第３信号および前記第４信号を出力し、
　前記光学フィルタは、前記第１基板および前記第２基板の間に配置され、前記可視光の波長帯域を遮断し、かつ前記第１蛍光の波長帯域および前記第２蛍光の波長帯域を透過させる光学特性を有する
　請求項１１に記載の内視鏡装置。
　前記可視光の前記反射光および前記第１蛍光を分離し、かつ前記可視光の前記反射光および前記第２蛍光を分離する光分離素子を有し、
　前記撮像部は、
　前記光分離素子によって分離された前記可視光の前記反射光が入射する第１撮像素子と、
　前記光分離素子によって分離された前記第１蛍光および前記第２蛍光が入射する第２撮像素子と、
　を有し、
　前記第１照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記第１撮像素子は前記第１信号を出力し、かつ前記第２撮像素子は前記第２信号を出力し、
　前記第２照明光が前記観察対象物に照射された場合、前記第２撮像素子は前記第３信号を出力し、かつ前記第２撮像素子は前記第４信号を出力する
　請求項１１に記載の内視鏡装置。
　前記光源部は、前記可視光、前記第１励起光、および前記第２励起光の少なくとも１つの波長帯域を含む波長帯域の光を選択的に出射可能な複数の発光素子を有する
　請求項９に記載の内視鏡装置。
　前記複数の発光素子の各々は、発光ダイオードである
　請求項１４に記載の内視鏡装置。
　前記第１蛍光物質はコラーゲンであり、かつ前記第２蛍光物質はＡｌｅｘａ６８０である
　請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の内視鏡装置。
　前記第１蛍光物質はプロトポルフィリンＩＸであり、かつ前記第２蛍光物質はインドシアニングリーンである
　請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の内視鏡装置。
　前記信号処理部は、表示画像において前記可視光画像と、前記第１蛍光画像および前記第２蛍光画像の少なくとも１つとが離間するように、前記可視光画像と、前記第１蛍光画像および前記第２蛍光画像の少なくとも１つとを含む前記表示画像を生成する
　請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の内視鏡装置。
　前記信号処理部は、表示画像において前記可視光画像の少なくとも一部と、前記第１蛍光画像および前記第２蛍光画像の少なくとも１つの少なくとも一部とが重なるように、前記可視光画像と、前記第１蛍光画像および前記第２蛍光画像の少なくとも１つとを含む前記表示画像を生成する
　請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の内視鏡装置。