(57)【要約】【課題】部品点数が増加することを抑制しつつ、被写体距離を取得することが可能な蛍光イメージング装置を提供する。【解決手段】この蛍光イメージング装置１００は、可視光照明３と励起光照明４とを含み、被写体Ｐによって反射した可視光Ｖｉｓと、励起光ＥＬによって蛍光薬剤Ｐａから発せられる近赤外蛍光ＩＲとを撮像する撮像部５と、可視光画像１７ｂおよび蛍光画像１７ａを取得する画像処理部１５と、可視光照明３および励起光照明４とは別に撮像部５に設けられ、被写体Ｐに対して投影光ＳＬを照射する投影光光源６と、画像処理部１５によって取得された、投影光光源６による投影光ＳＬの画像１８に基づいて、被写体Ｐと撮像部５との間の被写体距離ＷＤを取得する被写体距離取得部１６と、を備える。【選択図】図１
2020094923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光によって被写体を照らす可視光照明と、励起光によって被写体に投与された蛍光薬剤を照らす励起光照明とを含み、被写体によって反射した可視光と、励起光によって前記蛍光薬剤から発せられる蛍光とを撮像する撮像部と、
前記撮像部によって検出された信号に基づいて、可視光画像および蛍光画像を取得する画像処理部と、
前記可視光照明および前記励起光照明とは別に前記撮像部に設けられ、被写体に対して投影光を照射する投影光光源と、
前記画像処理部によって取得された、前記投影光光源による前記投影光の画像に基づいて、被写体と前記撮像部との間の被写体距離を取得する被写体距離取得部と、を備える、蛍光イメージング装置。
【請求項２】
前記被写体距離取得部は、前記投影光の画像における前記投影光の投影座標と、前記撮像部の光軸方向に対する前記投影光光源の設置角度と、前記撮像部における前記投影光光源の設置位置とに基づいて、前記被写体距離を取得するように構成されている、請求項１に記載の蛍光イメージング装置。
【請求項３】
前記投影光光源は、少なくとも３点の前記投影光を、前記撮像部の光軸方向に対して所定の角度で照射するように構成されている、請求項１または２に記載の蛍光イメージング装置。
【請求項４】
前記投影光光源は、少なくとも３点の前記投影光の相対位置が、前記被写体距離に応じて一意となるように、被写体に対して前記投影光を照射するように構成されている、請求項３に記載の蛍光イメージング装置。
【請求項５】
前記投影光光源は、少なくとも３点の前記投影光が、所定の前記被写体距離で１点に交わるように、所定の位置および所定の角度から、被写体に対して前記投影光を照射するように構成されている、請求項４に記載の蛍光イメージング装置。
【請求項６】
前記投影光光源は、所定の前記被写体距離よりも遠い位置からの前記投影光の相対位置と、所定の前記被写体距離よりも近い位置からの前記投影光の相対位置とが、所定の前記被写体距離を基準に対称性を有するように、被写体に対して前記投影光を照射するように構成されている、請求項５に記載の蛍光イメージング装置。
【請求項７】
前記投影光の画像における前記投影光の投影座標と、前記撮像部の光軸方向に対する前記投影光光源の設置角度と、前記撮像部における前記投影光光源の設置位置とに基づいて、被写体に対する前記撮像部の傾斜角を取得する撮像部傾斜角取得部をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の蛍光イメージング装置。
【請求項８】
前記投影光光源は、被写体と識別可能な波長領域の前記投影光または被写体と識別可能な強度の前記投影光を、被写体に対して照射するように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の蛍光イメージング装置。
【請求項９】
前記被写体距離取得部は、取得した前記被写体距離を表示部に出力するように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の蛍光イメージング装置。
【請求項１０】
前記被写体距離取得部によって取得された前記被写体距離が所定の範囲外の場合に、前記被写体距離が所定の範囲外であることを報知する距離判定報知部をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の蛍光イメージング装置。
【請求項１１】
前記投影光光源は、前記可視光照明が発する可視光および前記励起光照明が発する励起光よりも指向性の高い光を照射するように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蛍光イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光イメージング装置に関し、特に、被検体内に蛍光物質を投与し、励起光を照射することにより発生した蛍光の画像を取得する蛍光イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体内に蛍光物質を投与し、励起光を照射することにより発生した蛍光の画像を取得する蛍光イメージング装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、蛍光薬剤が投与された被写体に、可視光および励起光を照射し、被写体の可視光画像および励起光によって蛍光薬剤から発生した蛍光の画像を取得する蛍光イメージング装置が開示されている。上記特許文献１には、蛍光薬剤が投与された術部に、可視光と励起光とを交互に切り替えて照射させ、可視光の画像と励起光によって蛍光薬剤から発生した蛍光の画像とを取得する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０２３４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、手術中に、蛍光イメージング装置を用いて手術部位の蛍光画像を取得する際に、医師が手術部位の大きさを把握したい場合がある。たとえば、腫瘍摘出手術において、摘出する腫瘍の大きさや位置を医師が把握したい場合がある。その際、撮像部と被写体との間の距離が適切な距離となる位置に撮像部が配置されていない場合、撮像部の焦点が合わなくなり、画質が劣化する場合がある。この場合、被写体距離を取得することにより、撮像部と被写体との間の距離が適切となる位置に撮像部が配置されているか否かを把握することができる。被写体距離の取得方法は、上記特許文献１には開示されていないが、レーザ式や超音波式などの専用の距離計測機器を撮像部に取り付けて、被写体距離を取得する方法が一般に知られている。なお、本明細書において、「被写体距離」とは、被写体と撮像部の前玉（被写体に最も近いレンズ）との間の距離のことである。
【０００６】
しかしながら、レーザ式や超音波式などの専用の距離計測機器によって被写体距離を計測するためには、計測対象までレーザ光や超音波などを照射する照射部と、計測対象によって反射したレーザ光や超音波などを検知する検知部とを設ける必要がある。したがって、蛍光イメージング装置において被写体距離を取得するために専用の距離計測機器を撮像部に設けると、部品点数が増加するという問題点が生じる。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、部品点数が増加することを抑制しつつ、被写体距離を取得することが可能な蛍光イメージング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における蛍光イメージング装置は、可視光によって被写体を照らす可視光照明と、励起光によって被写体に投与された蛍光薬剤を照らす励起光照明とを含み、被写体によって反射した可視光と、励起光によって蛍光薬剤から発せられる蛍光とを撮像する撮像部と、撮像部によって検出された信号に基づいて、可視光画像および蛍光画像を取得する画像処理部と、可視光照明および励起光照明とは別に撮像部に設けられ、被写体に対して投影光を照射する投影光光源と、画像処理部によって取得された、投影光光源による投影光の画像に基づいて、被写体と撮像部との間の被写体距離を取得する被写体距離取得部と、を備える。
【０００９】
この発明の一の局面における蛍光イメージング装置では、上記のように、投影光光源による投影光の画像に基づいて、被写体と撮像部との間の被写体距離を取得する被写体距離取得部を備える。これにより、投影光の画像を取得することにより、被写体距離を取得することが可能となり、投影光光源を設けることにより被写体距離を取得することができる。その結果、たとえば、レーザ式や超音波式などの専用の距離計測機器とは異なり、被写体に対して照射したレーザ光や超音波などを検知する検知部を別途設ける必要がなくなるため、部品点数が増加することを抑制しつつ、被写体距離を取得することができる。
【００１０】
上記一の局面における蛍光イメージング装置において、好ましくは、被写体距離取得部は、投影光の画像における投影光の投影座標と、撮像部の光軸方向に対する投影光光源の設置角度と、撮像部における投影光光源の設置位置とに基づいて、被写体距離を取得するように構成されている。このように構成すれば、撮像部における投影光光源の設置位置と、撮像部の光軸方向に対する投影光光源の設置角度とは、設計上既知であるため、投影光の画像における投影光の投影座標を取得することにより、被写体距離を取得することができる。その結果、投影光の画像における投影光の投影座標を取得することにより、容易に被写体距離を取得することができる。
【００１１】
上記一の局面における蛍光イメージング装置において、好ましくは、投影光光源は、少なくとも３点の投影光を、撮像部の光軸方向に対して所定の角度で照射するように構成されている。このように構成すれば、投影光が撮像部の光軸方向に対して所定の角度で照射されるので、被写体距離に応じて投影光の画像における投影光の投影座標をそれぞれ異ならせることができる。したがって、被写体距離に応じて、投影光の画像における各投影光の投影座標の相対位置が変化する。その結果、被写体距離に応じて投影光の画像における各投影光の投影座標の相対位置がそれぞれ異なるため、投影光の画像における各投影光の投影座標に基づいて被写体距離を取得することができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、投影光光源は、少なくとも３点の投影光の相対位置が、被写体距離に応じて一意となるように、被写体に対して投影光を照射するように構成されている。このように構成すれば、投影光の画像における投影光の相対位置と、被写体距離とを１対１の関係で対応付けることができる。その結果、投影光の相対位置と被写体距離とが１対１の関係で対応付いているので、投影光の画像における投影光の投影座標に基づいて、被写体距離を取得することができる。
【００１３】
上記少なくとも３点の投影光の相対位置が、被写体距離に応じて一意となるように、被写体に対して投影光を照射する構成において、好ましくは、投影光光源は、少なくとも３点の投影光が、所定の被写体距離で１点に交わるように、所定の位置および所定の角度から、被写体に対して投影光を照射するように構成されている。このように構成すれば、所定の被写体距離において投影光が１点で交わるため、投影光が１点で交わる位置に撮像部を配置することにより、撮像部を所定の被写体距離となる位置に配置することができる。その結果、たとえば、ユーザが、撮像部を移動させることにより撮像部を所定の被写体距離となる位置に配置する場合に、投影光を撮像部の位置調整の目印とすることができる。
【００１４】
この場合、好ましくは、投影光光源は、所定の被写体距離よりも遠い位置からの投影光の相対位置と、所定の被写体距離よりも近い位置からの投影光の相対位置とが、所定の被写体距離を基準に対称性を有するように、被写体に対して投影光を照射するように構成されている。このように構成すれば、撮像部の位置が所定の被写体距離よりも遠いか近いかを、投影光の相対位置に基づいて把握することができる。その結果、たとえば、ユーザが被写体距離の調整を行う場合に、撮像部を被写体に近付ければよいのか遠ざければよいのかを容易に判断することが可能となるので、撮像部の位置調整を容易に行うことができる。
【００１５】
上記一の局面における蛍光イメージング装置において、好ましくは、投影光の画像における投影光の投影座標と、撮像部の光軸方向に対する投影光光源の設置角度と、撮像部における投影光光源の設置位置とに基づいて、被写体に対する撮像部の傾斜角を取得する撮像部傾斜角取得部をさらに備える。このように構成すれば、被写体距離に加えて、被写体に対する撮像部の傾斜角を取得することができる。その結果、被写体に対する撮像部の位置および角度を把握することが可能となるので、被写体に対する撮像部の配置をより正確に把握することができる。
【００１６】
上記一の局面における蛍光イメージング装置において、好ましくは、投影光光源は、被写体と識別可能な波長領域の投影光または被写体と識別可能な強度の投影光を、被写体に対して照射するように構成されている。このように構成すれば、投影光の波長領域または強度が被写体と識別可能であるため、投影光の画像における投影光の投影座標を正確に取得することができる。その結果、正確な投影光の投影座標を取得することが可能となるので、被写体距離を精度よく取得することができる。
【００１７】
上記一の局面における蛍光イメージング装置において、好ましくは、被写体距離取得部は、取得した被写体距離を表示部に出力するように構成されている。このように構成すれば、ユーザは、表示部の画面上で被写体距離を容易に把握することができる。その結果、ユーザビリティ（ユーザの利便性）を向上させることができる。
【００１８】
上記一の局面における蛍光イメージング装置において、好ましくは、被写体距離取得部によって取得された被写体距離が所定の範囲外の場合に、被写体距離が所定の範囲外であることを報知する距離判定報知部をさらに備える。このように構成すれば、被写体距離が所定の範囲外の場合に、ユーザに対して被写体距離の調整を行うことを促すことが可能となるので、被写体距離が所定の範囲外の状態で撮像することを抑制することができる。その結果、たとえば、被写体距離の所定の範囲を、撮像部の焦点が合う範囲とした場合、被写体距離が所定の範囲外の状態において撮像することによる画像のぼやけや感度の低下など、取得する画像の画質が劣化することを抑制することができる。
【００１９】
上記一の局面における蛍光イメージング装置において、好ましくは、投影光光源は、可視光照明が発する可視光および励起光照明が発する励起光よりも指向性の高い光を照射するように構成されている。このように構成すれば、投影光が被写体に照射される前に拡散することを抑制することができる。その結果、投影光の画像において、投影光の中心座標を正確に取得することが可能となるので、被写体距離を精度よく取得することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、上記のように、部品点数が増加することを抑制しつつ、被写体距離を取得することが可能な蛍光イメージング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態による蛍光イメージング装置の全体構成を示したブロック図である。
【図２】第１実施形態による蛍光イメージング装置の斜視図である。
【図３】第１実施形態による撮像部の斜視図である。
【図４】第１実施形態による撮像部の内部の概略を示したブロック図である。
【図５】第１実施形態による蛍光イメージング装置を備える撮像システムの全体構成の模式図である。
【図６】第１実施形態による蛍光イメージング装置が被検者の体内に投与された蛍光薬剤から蛍光を発生させる状態を示す図（断面図）である。
【図７】第１実施形態による蛍光イメージング装置が表示部に表示する画像の模式図である。
【図８】第１実施形態による投影光光源が照射する投影光の投影方向を説明するための模式図である。
【図９】第１実施形態による蛍光イメージング装置が撮像する投影光の画像と被写体距離との関係を説明するための模式図である。
【図１０】画像化可能な最短距離に撮像部が配置されている場合の投影光の画像の模式図である。
【図１１】画像化可能な最長距離に撮像部が配置されている場合の投影光画像の模式図である。
【図１２】所定の被写体距離よりも近い位置に撮像部が配置されている場合の投影光の画像の模式図である。
【図１３】所定の被写体距離の位置に撮像部が配置されている場合の投影光の画像の模式図である。
【図１４】所定の被写体距離よりも遠い位置に撮像部が配置されている場合の投影光の画像の模式図である。
【図１５】撮像部が所定の被写体距離に配置されているか否かを判定する際に用いる、投影光の投影座標の閾値を説明するための模式図である。
【図１６】第１実施形態による蛍光イメージング装置が投影光の画像における投影光の投影座標を取得する処理を説明するための模式図である。
【図１７】第１実施形態による蛍光イメージング装置による撮像方法を説明するためのフローチャートである。
【図１８】第２実施形態による蛍光イメージング装置の全体構成を示したブロック図である。
【図１９】第２実施形態による蛍光イメージング装置が撮像する投影光の画像と被写体距離との関係を説明するための模式図である。
【図２０】撮像部と被写体との傾斜角が角度α１である場合の投影光の画像の模式図である。
【図２１】撮像部と被写体との傾斜角が角度α２である場合の投影光の画像の模式図である。
【図２２】第２実施形態による蛍光イメージング装置による撮像方法を説明するためのフローチャートである。
【図２３】第３実施形態による蛍光イメージング装置の全体構成を示したブロック図である。
【図２４】第３実施形態による蛍光イメージング装置による撮像方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
［第１実施形態］
図１〜図１７を参照して、本発明の第１実施形態による蛍光イメージング装置１００の構成、および蛍光イメージング装置１００が被写体距離ＷＤ（図５参照）を取得する方法について説明する。
【００２４】
（蛍光イメージング装置の構成）
まず、図１を参照して、第１実施形態による蛍光イメージング装置１００の構成について説明する。
【００２５】
図１に示すように、蛍光イメージング装置１００は、受光部１と光学系２と可視光照明３と励起光照明４とを含む撮像部５と、可視光照明３および励起光照明４とは別に撮像部５に設けられた投影光光源６と、アーム機構７と、筐体８とを備える。
【００２６】
受光部１は、可視光検出部９と、近赤外蛍光検出部１０とを含む。また、光学系２は、ズームレンズ１１とスプリッタ１２とを含む。
【００２７】
可視光照明３は、可視領域の波長の光（可視光Ｖｉｓ）を照射するように構成されている。可視光Ｖｉｓは、たとえば、可視領域の複数の波長を含む白色光である。第１実施形態では、可視光照明３は、被写体Ｐに向けて可視光Ｖｉｓを照射するように構成されている。可視光照明３は、たとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。
【００２８】
励起光照明４は、励起光ＥＬを照射するように構成されている。第１実施形態では、励起光ＥＬは、被写体Ｐに投与された蛍光薬剤Ｐａを励起させ、近赤外蛍光ＩＲを発せさせるために照射される。したがって、励起光照明４は、被写体Ｐに対して励起光ＥＬを照射するように構成されている。励起光ＥＬは、蛍光薬剤Ｐａを励起できる波長であればどのような波長でもよい。励起光ＥＬは、たとえば、中心波長が７６０ｎｍの光である。励起光照明４は、たとえば、ＬＥＤを含む。
【００２９】
蛍光薬剤Ｐａは、たとえば、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）である。励起光ＥＬが、ＩＣＧに照射されることにより、ＩＣＧから約８３０ｎｍの波長を有する近赤外蛍光ＩＲが発生される。
【００３０】
投影光光源６は、被写体Ｐに対して投影光ＳＬを投影するように構成されている。また、投影光光源６は、可視光照明３が発する可視光Ｖｉｓおよび励起光照明４が発する励起光ＥＬよりも指向性の高い光を照射するように構成されている。投影光光源６は、たとえば、レーザ光源を含む。第１実施形態では、投影光光源６は、たとえば、可視領域の波長の投影光ＳＬを照射するように構成されている。また、投影光光源６は、投影光ＳＬの画像１８（図１０参照）において、スポットＳＰ（図１０参照）の中心を取得することが可能な投影光ＳＬを照射するように構成されている。投影光光源６は、たとえば、スポットＳＰの大きさが５ｍｍ〜１０ｍｍとなるような投影光ＳＬを照射するように構成されている。なお、指向性の高い光とは、拡散の度合いが小さい光のことである。
【００３１】
ズームレンズ１１は、可視光照明３および励起光照明４と、スプリッタ１２との間に配置されている。ズームレンズ１１には、被写体Ｐの皮膚表面からの反射光（可視光Ｖｉｓおよび投影光ＳＬ）と、蛍光薬剤Ｐａから発生された近赤外蛍光ＩＲとが入射する。ズームレンズ１１は、可視光Ｖｉｓおよび近赤外蛍光ＩＲの焦点距離の調整を行うように構成されている。
【００３２】
スプリッタ１２は、ズームレンズ１１と可視光検出部９および近赤外蛍光検出部１０との間に設けられている。スプリッタ１２は、ズームレンズ１１を透過した可視光Ｖｉｓ、投影光ＳＬおよび近赤外蛍光ＩＲを分離する機能を有する。スプリッタ１２は、たとえば、プリズムを含む。
【００３３】
可視光検出部９は、スプリッタ１２により分離された可視光Ｖｉｓおよび投影光ＳＬを検出する。可視光検出部９は、たとえば、ＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）またはＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）などのイメージセンサを含む。なお、可視光検出部９は、可視光Ｖｉｓの画像１７ｂ（図７参照）をカラー画像として撮影することが可能なものが使用される。
【００３４】
近赤外蛍光検出部１０は、スプリッタ１２により分離された近赤外蛍光ＩＲを検出する。第１実施形態では、近赤外蛍光検出部１０は、たとえば、８２０ｎｍ以上８４０ｎｍ以下の範囲内の波長を有する近赤外蛍光ＩＲを検出可能に構成されている。近赤外蛍光検出部１０は、たとえば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳなどのイメージセンサを含む。
【００３５】
このような構成により、撮像部５は、被写体Ｐの同一の撮影位置を可視光Ｖｉｓと励起光ＥＬとを用いて、同時に撮像することができる。
【００３６】
筐体８は、制御部１３と、記憶部１４と、画像処理部１５とを含む。筐体８は、たとえば、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）が内蔵された台車である。
【００３７】
制御部１３は、撮像部５による被写体Ｐの撮像を制御するように構成されている。制御部１３は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを含む。また、制御部１３は、記憶部１４に記憶されたプログラムを実行することにより、被写体距離取得部１６として機能するように構成されている。
【００３８】
記憶部１４は、制御部１３が実行するプログラムなどを記憶している。また、記憶部１４は、被写体距離取得部１６が取得した被写体距離ＷＤを記憶するように構成されている。記憶部１４は、たとえば、不揮発性のメモリまたはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などを含む。
【００３９】
画像処理部１５は、撮像部５によって検出された信号に基づいて、可視光画像１７ｂ（図７参照）および蛍光画像１７ａ（図７参照）を取得するように構成されている。また、画像処理部１５は、投影光光源６から照射された投影光ＳＬの画像１８を取得するように構成されている。画像処理部１５は、たとえば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）または画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのプロセッサによって構成されている。
【００４０】
被写体距離取得部１６は、画像処理部１５によって取得された投影光光源６による投影光ＳＬの画像１８に基づいて、被写体Ｐと撮像部５との間の被写体距離ＷＤを取得するように構成されている。また、被写体距離取得部１６は、取得した被写体距離ＷＤを表示部３０に出力するように構成されている。
【００４１】
表示部３０は、被写体距離取得部１６が取得した被写体距離ＷＤを表示するように構成されている。表示部３０は、たとえば、液晶モニタなどを含む。
【００４２】
図２に示すように、第１実施形態による蛍光イメージング装置１００は、４個の車輪８０を備えた筐体８と、筐体８の上面における筐体８の進行方向の前方付近に設けられたアーム機構７と、アーム機構７にサブアーム５０を介して設けられた撮像部５と、モニタ８２とを備える。筐体８の進行方向の後方には、筐体８を移動するときに使用されるハンドル８１が設けられている。また、筐体８の上面には、蛍光イメージング装置１００の遠隔操作に使用される図示しない操作部を装着するための凹部８３が形成されている。
【００４３】
アーム機構７は、筐体８の進行方向の前方側（ハンドル８１の反対側）に設けられている。アーム機構７は、筐体８の進行方向の前方側に設けられた支柱７５上に配置された支持部７６に対して、ヒンジ部７２により連結された第１アーム部材７０を備える。第１アーム部材７０は、ヒンジ部７２を中心に、支柱７５および支持部７６を介して、筐体８に対して揺動可能となっている。なお、モニタ８２は、支柱７５に設置されている。
【００４４】
第１アーム部材７０の上端には、第２アーム部材７１がヒンジ部７３により連結されている。第２アーム部材７１は、ヒンジ部７３を介して、第１アーム部材７０に対して揺動可能となっている。このため、第１アーム部材７０と第２アーム部材７１とは、自由に角度を調節できるように構成されている。
【００４５】
第２アーム部材７１の下端には、支持部５２がヒンジ部７４により連結されている。支持部５２は、ヒンジ部７４を介して、第２アーム部材７１に対して揺動可能となっている。支持部５２には、回転軸５１が設けられている。そして、撮像部５を支持したサブアーム５０は、第２アーム部材７１の先端に設けられた回転軸５１を中心に回動する。このため、撮像部５は、サブアーム５０の回動により、アーム機構７に対して筐体８の進行方向の前方側の位置と、筐体８を移動させる時の姿勢であるアーム機構７に対して筐体８の進行方向の後方側（ハンドル８１側）の位置との間を移動する。
【００４６】
第１実施形態では、撮像部５が、サブアーム５０を介してアーム機構７に設けられているため、被写体Ｐに対する撮像部５の距離および角度を、任意の距離および角度となる位置に配置することができる。
【００４７】
図３に示すように、撮像部５は、上述の受光部１と、光学系２と、可視光照明３と、励起光照明４とを内部に収容している。図３の例では、可視光照明３および励起光照明４は、それぞれ６個のＬＥＤ光源によって構成されている。
【００４８】
また、第１実施形態では、図３に示すように、撮像部５には、投影光光源６として３個の光源（第１投影光光源６ａ、第２投影光光源６ｂ、および第３投影光光源６ｃ）が設けられている。具体的には、投影光光源６は、撮像部５の外周上に設けられている。図３に示す例では、第１投影光光源６ａおよび第３投影光光源６ｃが、撮像部５の直径Ｄ上に位置するように配置されている。また、第２投影光光源６ｂは、撮像部５の直径Ｄと直交する方向において、撮像部５の外周上に設けられている。
【００４９】
次に、図４を参照して、第１実施形態による蛍光イメージング装置１００の受光部１と、光学系２との構成について説明する。
【００５０】
図４に示すように、撮像部５に対して、光軸Ｌに沿って入射した可視光Ｖｉｓ、投影光ＳＬおよび近赤外蛍光ＩＲは、ズームレンズ１１を通過した後、スプリッタ１２に到達する。入射した可視光Ｖｉｓ、投影光ＳＬおよび近赤外蛍光ＩＲのうち、可視光Ｖｉｓおよび投影光ＳＬは、スプリッタ１２により反射され、可視光検出部９に入射する。また、入射した可視光Ｖｉｓ、投影光ＳＬおよび近赤外蛍光ＩＲのうち、近赤外蛍光ＩＲは、スプリッタ１２を通過して近赤外蛍光検出部１０に入射する。このとき、可視光検出部９は、可視光画像１７ｂを、カラー画像として、所定のフレームレートで撮影する。また、近赤外蛍光検出部１０は、たとえば、近赤外光画像を所定のフレームレートで動画像として撮影する。なお、光軸Ｌは、特許請求の範囲の「撮像部の光軸」の一例である。
【００５１】
図５に示す例では、蛍光イメージング装置１００は、手術中の被写体Ｐの近赤外蛍光ＩＲの画像１７ａおよび可視光Ｖｉｓの画像１７ｂを撮像する術中支援システムに含まれる。蛍光イメージング装置１００は、執刀医Ｑが被写体Ｐの手術を行う際に、被写体Ｐの上方から被写体Ｐを撮像するように構成されている。
【００５２】
また、表示部３０は、蛍光イメージング装置１００とは別個に設けられている。たとえば、表示部３０は、執刀医Ｑ（ユーザ）の対面方向（矢印Ａ１方向側）に配置されているとともに、執刀医Ｑが被写体Ｐ（患者）に対して、処置を行う際に、表示部３０に表示される画像を視認可能な高さ位置に配置されている。
【００５３】
図６に示すように、撮像部５に設けられている励起光照明４から照射された励起光ＥＬによって、被写体Ｐの内部の蛍光薬剤Ｐａは、近赤外蛍光ＩＲを発生させる。そして、撮像部５に設けられている近赤外蛍光検出部１０は、被写体Ｐの内部の蛍光薬剤Ｐａから発生する近赤外蛍光ＩＲを検出する。
【００５４】
図７は、表示部３０に表示される画像のイメージ図である。図７に示す例は、蛍光イメージング装置１００を用いて、がんの摘出手術を行う際に取得される画像を表示部３０に表示した例である。がん細胞２０は、増殖するために多数の血管を新生（形成）する。そのため、がん細胞２０の近傍には多数の血管が存在するので、蛍光薬剤Ｐａを血管に注入すると、がん細胞２０の近傍は蛍光薬剤Ｐａで標識された領域として観察できる。図７に示す例では、表示部３０には、がん細胞２０が蛍光薬剤Ｐａによって標識された被写体Ｐの蛍光画像１７ａが表示されている。また、表示部３０には、被写体Ｐの蛍光画像１７ａと同一部位の可視光画像１７ｂが表示されている。可視光画像１７ｂには、がんに侵された組織２１が写っている。また、表示部３０には、蛍光画像１７ａと可視光画像１７ｂとを合成した合成画像１７ｃが表示されている。なお、これらの画像の配置は、操作者が任意に変更することができる。
【００５５】
（投影光の照射方向）
次に、図８および図９を参照して、撮像部５における投影光光源６が投影光ＳＬを照射する方向について説明する。
【００５６】
第１実施形態では、上述のように、撮像部５（図３参照）には、第１投影光光源６ａ、第２投影光光源６ｂ、および第３投影光光源６ｃの３個の投影光光源６が設けられている。第１実施形態では、図８に示すように、各投影光光源６は、撮像部５の光軸Ｌに向けて投影光ＳＬを照射するように構成されている。具体的には、第１投影光光源６ａは、平面視において、撮像部５の光軸Ｌに対して、光軸Ｒａの方向に投影光ＳＬを照射する。また、第２投影光光源６ｂは、平面視において、撮像部５の光軸Ｌに対して、光軸Ｒｂの方向に投影光ＳＬを照射する。また、第３投影光光源６ｃは、平面視において、撮像部５の光軸Ｌに対して、光軸Ｒｃの方向に投影光ＳＬを照射する。
【００５７】
また、第１実施形態では、図９に示すように、投影光光源６は、少なくとも３点の投影光ＳＬを、撮像部５の光軸Ｌ方向に対して、所定の角度で照射するように構成されている。具体的には、第１投影光光源６ａは、投影光ＳＬの照射角度が、撮像部５の光軸Ｌ方向に対して、角度θ１となるように撮像部５に配置されている。また、第２投影光光源６ｂは、投影光ＳＬの照射角度が、撮像部５の光軸Ｌ方向に対して、角度θ２（図示せず）となるように撮像部５に配置されている。また、第３投影光光源６ｃは、投影光ＳＬの照射角度が、撮像部５の光軸Ｌ方向に対して、角度θ３となるように撮像部５に配置されている。なお、図９に示す例では、被写体距離ＷＤbが所定の被写体距離となるように、投影光光源６を撮像部５に配置している。また、図９に示す例では、簡単のため、立体的な被写体Ｐの体表を平板状の被写体Ｐによって図示している。
【００５８】
第１実施形態では、図９に示すように、投影光光源６は、少なくとも３点の投影光ＳＬの相対位置が、被写体距離ＷＤに応じて一意となるように、被写体Ｐに対して投影光ＳＬを照射するように構成されている。また、第１実施形態では、投影光光源６は、少なくとも３点の投影光ＳＬが、所定の被写体距離ＷＤbで１点に交わるように、所定の位置および所定の角度から、被写体Ｐに対して投影光ＳＬを照射するように構成されている。すなわち、第１投影光光源６ａの光軸Ｒａと、第２投影光光源６ｂの光軸Ｒｂと、第３投影光光源６ｃの光軸Ｒｃとが、所定の被写体距離ＷＤbで一点に交わるように各投影光光源６から投影光ＳＬが照射されている。
【００５９】
（投影光の画像）
次に、図１０〜図１４を参照して、第１実施形態における画像処理部１５が取得する投影光ＳＬの画像１８について説明する。なお、投影光ＳＬの画像１８は、被写体距離ＷＤを取得するための画像であり、可視光画像１７ｂとは別個に取得された画像である。また、図１０〜図１４に示す例では、第１投影光光源６ａから照射される投影光ＳＬを、スポットＳＰ１で図示している。また、第２投影光光源６ｂから照射される投影光ＳＬを、スポットＳＰ２で図示している。また、第３投影光光源６ｃから照射される投影光ＳＬを、スポットＳＰ３で図示している。また、図１０に示す例では、各スポットＳＰから中点ＣＰまでの距離を距離ｄ０とする。また、図１１に示す例では、各スポットＳＰから中点ＣＰまでの距離を距離ｄ４とする。また、図１２〜図１４に示す例ではスポットＳＰ１からスポットＳＰ３までの中点ＣＰとスポットＳＰ１との間の距離を距離ｄ１とする。また、中点ＣＰとスポットＳＰ２との間の距離を距離ｄ２とする。また、中点ＣＰとスポットＳＰ３との間の距離を距離ｄ３とする。なお、中点ＣＰは、各スポットＳＰの距離を説明するために便宜上図示した点であり、実際の画像１８上には表示されない点である。
【００６０】
図１０は、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離が被写体距離ＷＤ0となる位置に被写体Ｐと撮像部５とを配置した場合の投影光ＳＬの画像１８ａの模式図である。被写体距離ＷＤ0は、撮像部５によって画像化可能な最短の距離である。なお、撮像部５と被写体Ｐとの間の被写体距離ＷＤ0は、たとえば、５０ｃｍである。また、第１実施形態では、被写体距離取得部１６は、予めスポットＳＰから中点ＣＰまでの距離ｄ０を取得するように構成されている。
【００６１】
図１１は、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離が被写体距離ＷＤ1となる位置に被写体Ｐと撮像部５とを配置した場合の投影光ＳＬの画像１８ｂの模式図である。被写体距離ＷＤ1は、撮像部５によって画像化可能な最長の距離である。なお、撮像部５と被写体Ｐとの間の被写体距離ＷＤ1は、たとえば、７０ｃｍである。また、第１実施形態では、被写体距離取得部１６は、予めスポットＳＰから中点ＣＰまでの距離ｄ４を取得するように構成されている。
【００６２】
図１２は、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離が被写体距離ＷＤaとなる位置に被写体Ｐと撮像部５とを配置した場合の投影光ＳＬの画像１８ｃの模式図である。第１実施形態では、被写体距離ＷＤaは、所定の被写体距離ＷＤbよりも近くなる配置である。そのため、投影光ＳＬの画像１８ｃでは、各投影光ＳＬが１点で交わらない。
【００６３】
図１３は、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離が所定の被写体距離ＷＤbとなる位置に被写体Ｐと撮像部５とを配置した場合の投影光ＳＬの画像１８ｄの模式図である。したがって、投影光ＳＬの画像１８ｄでは、各投影光ＳＬが略１点で交わっている。
【００６４】
図１４は、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離が被写体距離ＷＤcとなる位置に被写体Ｐと撮像部５とを配置した場合の投影光ＳＬの画像１８ｅの模式図である。第１実施形態では、被写体距離ＷＤcは、所定の被写体距離ＷＤbよりも遠くなる配置である。そのため、投影光ＳＬの画像１８ｅでは、各投影光ＳＬが１点で交わらない。
【００６５】
第１実施形態では、第１投影光光源６ａは、角度θ１で投影光ＳＬを照射するため、スポットＳＰ１は、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離に応じて、投影光ＳＬの画像１８における座標が変化する。具体的には、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離が被写体距離ＷＤaから所定の被写体距離ＷＤbに変化するにつれて、投影光ＳＬの画像１８におけるスポットＳＰ１の位置は、図１２の投影光ＳＬの画像１８におけるＳＰ１の位置から中点ＣＰの位置に向かって変化する。また、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離が所定の被写体距離ＷＤbから被写体距離ＷＤcに変化するにつれて、投影光ＳＬの画像１８におけるスポットＳＰ１の位置は、中点ＣＰの位置から図１２の投影光ＳＬの画像１８におけるスポットＳＰ３の位置に向かって変化する。
【００６６】
また、第２投影光光源６ｂは、角度θ２で投影光ＳＬを照射するため、スポットＳＰ２の位置は、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離の変化に伴って、図１２の投影光ＳＬの画像１８における右方向から中点ＣＰの位置を経て、左方向に変化する。
【００６７】
また、第３投影光光源６ｃは、角度θ３で投影光ＳＬを照射するため、スポットＳＰ３の位置は、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離の変化に伴って、図１２の投影光ＳＬの画像１８における下方向から中点ＣＰの位置を経て、上方向に変化する。すなわち、第１実施形態では、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離の変化に伴って、スポットＳＰ１とスポットＳＰ３との位置が入れ替わるように、スポットＳＰ１の位置およびスポットＳＰ３の位置が変化する。
【００６８】
また、第１実施形態では、投影光光源６は、所定の被写体距離ＷＤbよりも遠い位置からの投影光ＳＬの相対位置と、所定の被写体距離ＷＤbよりも近い位置からの投影光ＳＬの相対位置とが、所定の被写体距離ＷＤbを基準に対称性を有するように、被写体Ｐに対して投影光ＳＬを照射するように構成されている。したがって、投影光ＳＬの画像１８ｃにおける投影光ＳＬの相対位置と、投影光ＳＬの画像１８ｅにおける投影光ＳＬの相対位置とが、対称性を有する位置となっている。すなわち、図１２および図１４に示すように、被写体距離ＷＤaにおけるスポットＳＰ１およびスポットＳＰ３の位置と、被写体距離ＷＤcにおけるスポットＳＰ１およびスポットＳＰ３の位置とが、入れ替わる。また、被写体距離ＷＤaにおけるスポットＳＰ２の位置と、被写体距離ＷＤcにおけるスポットＳＰ２の位置とは、中点ＣＰを挟んで反対の位置に変化する。
【００６９】
また、第１実施形態では、制御部１３は、各投影光ＳＬが１点で交わっているか否かを、投影光ＳＬの画像１８における各投影光ＳＬの相対位置によって判定している。
【００７０】
第１実施形態では、図１５に示すように、制御部１３は、投影光ＳＬの画像１８における各スポットＳＰの中心を結んで形成される三角形ＳＴの１辺の長さｄ４が所定の閾値以下の場合、撮像部５が所定の被写体距離ＷＤbの許容範囲内に配置されていると判定する。所定の閾値は、たとえば、２ｃｍである。なお、所定の被写体距離ＷＤbの許容範囲とは、撮像部５の焦点が合う範囲の事である。
【００７１】
（被写体距離の取得）
次に、図９〜図１６を参照して、第１実施形態における被写体距離取得部１６が被写体距離ＷＤを取得する構成について説明する。
【００７２】
第１実施形態では、被写体距離取得部１６は、投影光ＳＬの画像１８における投影光ＳＬの投影座標と、撮像部５の光軸Ｌ方向に対する投影光光源６の設置角度θと、撮像部５における投影光光源６の設置位置とに基づいて、被写体距離ＷＤを取得するように構成されている。
【００７３】
撮像部５の光軸Ｌ方向に対する投影光光源６の設置角度θおよび撮像部５における投影光光源６の設置位置は、蛍光イメージング装置１００を設置する際に、撮像部５の所定の位置において投影光光源６を設置するため、既知の値である。したがって、投影光ＳＬの画像１８における各投影光ＳＬの投影座標を取得することができれば、被写体距離取得部１６は、被写体距離ＷＤを取得することができる。
【００７４】
第１実施形態では、画像処理部１５が投影光ＳＬの画像１８における各投影光ＳＬの投影座標を取得するように構成されている。画像処理部１５が各投影光ＳＬの投影座標を取得するために、第１実施形態では、投影光光源６は、被写体Ｐと識別可能な強度の投影光ＳＬを、被写体Ｐに対して照射するように構成されている。したがって、画像処理部１５は、投影光ＳＬの画像１８における縦方向および横方向の画素の輝度値の変化を取得することにより、投影光ＳＬの画像１８における投影光ＳＬの投影座標を取得することができる。
【００７５】
図１６に示すグラフＧ１は、投影光ＳＬの画像１８における、横方向の画素の輝度値の変化を示すグラフである。また、図１６に示すグラフＧ２は、投影光ＳＬの画像１８における、縦の方向の画素の輝度値の変化を示すグラフである。なお、グラフＧ１における縦軸は、輝度値であり、横軸は画素の位置である。また、グラフＧ２における縦軸は、画素の位置であり、横軸は輝度値である。
【００７６】
グラフＧ１およびグラフＧ２に示すように、投影光ＳＬが照射されている画素では、輝度値が高くなる。したがって、画像処理部１５は、投影光ＳＬの画像１８を縦方向および横方向に走査して各画素の輝度値を取得し、輝度値が高い位置を、投影光ＳＬが照射されている位置であるとして、投影光ＳＬの投影座標を取得する。
【００７７】
被写体距離取得部１６は、画像処理部１５が取得した投影光ＳＬの投影座標と、撮像部５の光軸Ｌ方向に対する投影光光源６の設置角度θと、撮像部５における投影光光源６の設置位置と、以下に示す式（１）または式（２）とを用いて、被写体距離ＷＤを取得する。
【数１】
2020094923.tif 000003
【００７８】
第１実施形態では、被写体距離取得部１６は、スポットＳＰ２が右半分（中点ＣＰを０とした場合、正の事象）に位置する場合には、投影光光源６の設置位置と上記式（１）とを用いて被写体距離ＷＤ（被写体距離ＷＤa）を取得する。また、被写体距離取得部１６は、スポットＳＰ２が左半分（中点ＣＰを０とした場合、負の事象）に位置する場合には、投影光光源６の設置位置と上記式（２）とを用いて被写体距離ＷＤ（被写体距離ＷＤc）を取得する。
【００７９】
また、第１実施形態では、被写体距離取得部１６は、取得した被写体距離ＷＤを表示部３０に表示するように構成されている。具体的には、第１実施形態では、図７に示すように、被写体距離取得部１６は、取得した被写体距離ＷＤを、可視光画像１７ｂや蛍光画像１７ａとともに、表示部３０に被写体距離ＷＤを表示する。
【００８０】
投影光ＳＬの画像１８ｃにおける投影光ＳＬの相対位置と、投影光ＳＬの画像１８ｅのおける投影光ＳＬの相対位置とが、対称性を有しているため、第１実施形態では、制御部１３は、スポットＳＰ２が、投影光ＳＬの画像１８において、右側と左側とのうち、中点ＣＰのどちら側にあるかによって、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離が、所定の被写体距離ＷＤbよりも近いか否かを判定するように構成されている。
【００８１】
また、制御部１３は、投影光ＳＬの画像１８において、各スポットＳＰの距離が長くなるほど、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離が、所定の被写体距離ＷＤbから離れていると判定する。また、制御部１３は、投影光ＳＬの画像１８において、各スポットＳＰが写っていない場合、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離が、所定の被写体距離ＷＤbから離れすぎていると判定する。
【００８２】
次に、図１７を参照して、被写体距離取得部１６が被写体距離ＷＤを取得する処理の流れを説明する。
【００８３】
ステップＳ１において、投影光光源６は、制御部１３の制御の下、被写体Ｐに対して投影光ＳＬを照射する。次に、ステップＳ２において、画像処理部１５は、投影光ＳＬの画像１８を取得する。その後、処理は、ステップＳ３へ進む。
【００８４】
ステップＳ３において、画像処理部１５は、投影光ＳＬの投影座標を取得する。次に、ステップＳ４において、被写体距離取得部１６は、投影光ＳＬの投影座標と、撮像部５の光軸Ｌ方向に対する投影光光源６の設置角度θと、撮像部５における投影光光源６の設置位置とに基づいて、被写体距離ＷＤを取得する。その後、処理はステップＳ５へ進む。
【００８５】
ステップＳ５において、被写体距離取得部１６は、取得した被写体距離ＷＤを表示部３０に出力する。表示部３０は、被写体距離ＷＤを表示し、処理を終了する。
【００８６】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００８７】
第１実施形態では、上記のように、蛍光イメージング装置１００は、可視光Ｖｉｓによって被写体Ｐを照らす可視光照明３と、励起光ＥＬによって被写体Ｐに投与された蛍光薬剤Ｐａを照らす励起光照明４とを含み、被写体Ｐによって反射した可視光Ｖｉｓと、励起光ＥＬによって蛍光薬剤Ｐａから発せられる近赤外蛍光ＩＲとを撮像する撮像部５と、撮像部５によって検出された信号に基づいて、可視光画像１７ｂおよび蛍光画像１７ａを取得する画像処理部１５と、可視光照明３および励起光照明４とは別に撮像部５に設けられ、被写体Ｐに対して投影光ＳＬを照射する投影光光源６と、画像処理部１５によって取得された、投影光光源６による投影光ＳＬの画像１８に基づいて、被写体Ｐと撮像部５との間の被写体距離ＷＤを取得する被写体距離取得部１６と、を備える。これにより、投影光ＳＬの画像１８を取得することにより、被写体距離ＷＤを取得することが可能となり、投影光光源６を設けることにより被写体距離ＷＤを取得することができる。その結果、たとえば、レーザ式や超音波式などの専用の距離計測機器とは異なり、被写体Ｐに対して照射したレーザ光や超音波などを検知する検知部を別途設ける必要がなくなるため、部品点数が増加することを抑制しつつ、被写体距離ＷＤを取得することができる。
【００８８】
また、第１実施形態では、上記のように、被写体距離取得部１６は、投影光ＳＬの画像１８における投影光ＳＬの投影座標と、撮像部５の光軸Ｌ方向に対する投影光光源６の設置角度θと、撮像部５における投影光光源６の設置位置とに基づいて、被写体距離ＷＤを取得するように構成されている。これにより、撮像部５における投影光光源６の設置位置と、撮像部５の光軸Ｌ方向に対する投影光光源６の設置角度θとは、設計上既知であるため、投影光ＳＬの画像１８における投影光ＳＬの投影座標を取得することにより、被写体距離ＷＤを取得することができる。その結果、投影光ＳＬの画像１８における投影光ＳＬの投影座標を取得することにより、容易に被写体距離ＷＤを取得することができる。
【００８９】
また、第１実施形態では、上記のように、投影光光源６は、少なくとも３点の投影光ＳＬを、撮像部５の光軸Ｌ方向に対して所定の角度で照射するように構成されている。これにより、投影光ＳＬが撮像部５の光軸Ｌ方向に対して所定の角度で照射されるので、被写体距離ＷＤに応じて投影光ＳＬの画像１８における投影光ＳＬの投影座標をそれぞれ異ならせることができる。したがって、被写体距離ＷＤに応じて、投影光ＳＬの画像１８における各投影光ＳＬの投影座標の相対位置が変化する。その結果、被写体距離ＷＤに応じて投影光ＳＬの画像１８における各投影光ＳＬの投影座標の相対位置がそれぞれ異なるため、投影光ＳＬの画像１８における各投影光ＳＬの投影座標に基づいて被写体距離ＷＤを取得することができる。
【００９０】
また、第１実施形態では、上記のように、投影光光源６は、少なくとも３点の投影光ＳＬの相対位置が、被写体距離ＷＤに応じて一意となるように、被写体Ｐに対して投影光ＳＬを照射するように構成されている。これにより、投影光ＳＬの画像１８における投影光ＳＬの相対位置と、被写体距離ＷＤとを１対１の関係で対応付けることができる。その結果、投影光ＳＬの相対位置と被写体距離ＷＤとが１対１の関係で対応付いているので、投影光ＳＬの画像１８における投影光ＳＬの投影座標に基づいて、被写体距離ＷＤを取得することができる。
【００９１】
また、第１実施形態では、上記のように、投影光光源６は、少なくとも３点の投影光ＳＬが、所定の被写体距離ＷＤbで１点に交わるように、所定の位置および所定の角度から、被写体Ｐに対して投影光ＳＬを照射するように構成されている。これにより、所定の被写体距離ＷＤbにおいて投影光ＳＬが１点で交わるため、投影光ＳＬが１点で交わる位置に撮像部５を配置することにより、撮像部５を所定の被写体距離ＷＤbとなる位置に配置することができる。その結果、たとえば、ユーザが、撮像部５を移動させることにより撮像部５を所定の被写体距離ＷＤbとなる位置に配置する場合に、投影光ＳＬを撮像部５の位置調整の目印とすることができる。
【００９２】
また、第１実施形態では、上記のように、投影光光源６は、所定の被写体距離ＷＤbよりも遠い位置からの投影光ＳＬの相対位置と、所定の被写体距離ＷＤbよりも近い位置からの投影光ＳＬの相対位置とが、所定の被写体距離ＷＤbを基準に対称性を有するように、被写体Ｐに対して投影光ＳＬを照射するように構成されている。これにより、撮像部５の位置が所定の被写体距離ＷＤbよりも遠いか近いかを、投影光ＳＬの相対位置に基づいて把握することができる。その結果、たとえば、ユーザが被写体距離ＷＤの調整を行う場合に、撮像部５を被写体Ｐに近付ければよいのか遠ざければよいのかを容易に判断することが可能となるので、撮像部５の位置調整を容易に行うことができる。
【００９３】
また、第１実施形態では、上記のように、投影光光源６は、被写体Ｐと識別可能な強度の投影光ＳＬを、被写体Ｐに対して照射するように構成されている。これにより、投影光ＳＬの強度が被写体Ｐと識別可能であるため、投影光ＳＬの画像１８における投影光ＳＬの投影座標を正確に取得することができる。その結果、正確な投影光ＳＬの投影座標を取得することが可能となるので、被写体距離ＷＤを精度よく取得することができる。
【００９４】
また、第１実施形態では、上記のように、被写体距離取得部１６は、取得した被写体距離ＷＤを表示部３０に出力するように構成されている。これにより、ユーザは、表示部３０の画面上で被写体距離ＷＤを容易に把握することができる。その結果、ユーザビリティ（ユーザの利便性）を向上させることができる。
【００９５】
また、第１実施形態では、上記のように、投影光光源６は、可視光照明３が発する可視光Ｖｉｓおよび励起光照明４が発する励起光ＥＬよりも指向性の高い光を照射するように構成されている。これにより、投影光ＳＬが被写体Ｐに照射される前に拡散することを抑制することができる。その結果、投影光ＳＬの画像１８において、投影光ＳＬの中心座標を正確に取得することが可能となるので、被写体距離ＷＤを精度よく取得することができる。
【００９６】
［第２実施形態］
次に、図１８〜図２２を参照して、第２実施形態による蛍光イメージング装置２００（図１８参照）について説明する。被写体距離取得部１６によって被写体距離ＷＤを取得する第１実施形態とは異なり、第２実施形態では、蛍光イメージング装置２００は、被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを取得する撮像部傾斜角取得部４０をさらに備える。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
【００９７】
（蛍光イメージング装置の構成）
まず、図１８を参照して、第２実施形態による蛍光イメージング装置２００の構成について説明する。
【００９８】
第２実施形態では、上記第１実施形態による蛍光イメージング装置１００の構成に加えて、投影光ＳＬの画像１８における投影光ＳＬの投影座標と、撮像部５の光軸Ｌ方向に対する投影光光源６の設置角度θと、撮像部５における投影光光源６の設置位置とに基づいて、被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを取得する撮像部傾斜角取得部４０を備える。撮像部傾斜角取得部４０は、たとえば、ＣＰＵなどを含む。第２実施形態では。制御部１３が記憶部１４に記憶されたプログラムを実行することにより、撮像部傾斜角取得部４０として機能するように構成されている。
【００９９】
（被写体に対する撮像部の傾斜角の取得）
次に、図１９〜図２１を参照して、第２実施形態による蛍光イメージング装置２００において被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを取得する構成について説明する。
【０１００】
図１９は、被写体Ｐと撮像部５とが傾いた状態の模式図である。なお、図１９では、簡単のため、被写体Ｐが撮像部５に対して角度α１およびα２だけ傾いた状態を図示しているが、実際には被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αがそれぞれ角度α１およびα２の場合を想定している。また、簡単のため、被写体距離ＷＤdおよびＷｄeは、それぞれ、図９の被写体距離ＷＤaおよびＷＤcと同じ距離となるように被写体Ｐを配置している。また、図１９に示す例では、図９に示す例と同様に、立体的な被写体Ｐの体表を平板状の被写体Ｐによって図示している。
【０１０１】
図１９に示す例では、被写体Ｐが撮像部５に対して角度α１だけ傾いた場合において、第１投影光光源６ａと、第１投影光光源６ａから照射された投影光ＳＬが被写体Ｐに到達した位置との垂直方向の距離を距離ＷＤd10とする。また、被写体Ｐが撮像部５に対して角度α１だけ傾いた場合において、第３投影光光源６ｃと、第３投影光光源６ｃから照射された投影光ＳＬが被写体Ｐに到達した位置との垂直方向の距離を距離ＷＤd30とする。また、被写体Ｐが撮像部５に対して角度α２だけ傾いた場合において、第１投影光光源６ａと、第１投影光光源６ａから照射された投影光ＳＬが被写体Ｐに到達した位置との垂直方向の距離を距離ＷＤd11とする。また、被写体Ｐが撮像部５に対して角度α２だけ傾いた場合において、第３投影光光源６ｃと、第３投影光光源６ｃから照射された投影光ＳＬが被写体Ｐに到達した位置との垂直方向の距離を距離ＷＤd31とする。
【０１０２】
被写体Ｐに対して撮像部５が傾いている場合、図１９に示すように、被写体Ｐまでの各投影光ＳＬの経路Ｒ上の長さが異なる。したがって、投影光ＳＬの画像１８は、被写体Ｐに対して撮像部５が傾いていない場合（図９）と比較して、被写体Ｐに対する撮像部５の傾きに応じて、各スポットＳＰ間の距離が変化する。
【０１０３】
図２０は、撮像部５と被写体Ｐとの間の距離が、被写体距離ＷＤdの場合の投影光ＳＬの画像１８ｆの模式図である。なお、被写体距離ＷＤdは、所定の被写体距離ＷＤbよりも近い位置である。被写体Ｐに対して撮像部５が傾いていない場合、投影光ＳＬの画像１８に写る投影光ＳＬは、距離ｄ１と距離ｄ３とが等しくなるため、スポットＳＰ３は、破線で示した位置となる。しかしながら、被写体Ｐに対して撮像部５が傾いている場合、被写体Ｐまでの各投影光ＳＬの経路Ｒ上の長さが異なるため、投影光ＳＬの画像１８ｆでは、距離ｄ１に比べて、距離ｄ３が短くなり、スポットＳＰ３は、実線で示した位置となる。
【０１０４】
図２１は撮像部５と被写体Ｐとの間の距離が、被写体距離ＷＤeの場合の投影光ＳＬの画像１８ｇの模式図である。被写体距離ＷＤeは、所定の被写体距離ＷＤbよりも遠い位置である。被写体Ｐに対して撮像部５が傾いていない場合、投影光ＳＬの画像１８に写る投影光ＳＬは、距離ｄ１と距離ｄ３とが等しくなり、スポットＳＰ１は、破線で示した位置となる。しかしながら、被写体Ｐに対して撮像部５が傾いている場合、各投影光ＳＬの被写体Ｐまでの経路Ｒ上の長さが異なるため、投影光ＳＬの画像１８ｆでは、距離ｄ３に比べて、距離ｄ１が短くなり、スポットＳＰ１は、実線で示した位置となる。
【０１０５】
第２実施形態では、撮像部傾斜角取得部４０は、これらの特徴を利用して、被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを取得するように構成されている。
【０１０６】
具体的には、撮像部傾斜角取得部４０は、画像処理部１５が取得した投影光ＳＬの投影座標と、撮像部５の光軸Ｌ方向に対する投影光光源６の設置角度θと、撮像部５における投影光光源６の設置位置と、以下に示す式（３）〜式（５）または、撮像部５における投影光光源６の設置位置と、以下に示す式（６）〜式（８）とを用いて、被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを取得する。
【数２】
2020094923.tif 000004
【０１０７】
ここで、ｄＲａは、撮像部５と投影光光源６を含む平面内における第１投影光光源６ａから光軸Ｌまでの距離ｄＲａ（図８参照）である。また、ｄＲｂは、撮像部５と投影光光源６を含む平面内における第２投影光光源６ｂから光軸Ｌまでの距離ｄＲｂ（図８参照）である。また、ｄＲｃは、撮像部５と投影光光源６を含む平面内における第３投影光光源６ｃから光軸Ｌまでの距離ｄＲｃ（図８参照）である。
【０１０８】
なお、撮像部傾斜角取得部４０は、スポットＳＰ２が右半分（中点ＣＰを０とした場合、正の事象）に位置する場合には、撮像部５における投影光光源６の設置位置と、上記式（３）〜上記式（５）を用いて被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角α（角度α１）を取得する。また、撮像部傾斜角取得部４０は、スポットＳＰ２が左半分（中点ＣＰを０とした場合、負の事象）に位置する場合には、撮像部５における投影光光源６の設置位置と、上記式（６）〜上記式（８）を用いて被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角α（角度α２）を取得する。
【０１０９】
次に、図２２を参照して、第２実施形態による蛍光イメージング装置２００において被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを取得する方法の流れについて説明する。なお、第１実施形態と同様のステップの説明については省略する。
【０１１０】
ステップＳ１〜ステップＳ４において、被写体距離取得部１６は、被写体距離ＷＤを取得する。その後、ステップＳ６に進む。
【０１１１】
ステップＳ６において、撮像部傾斜角取得部４０は、投影光ＳＬの画像１８における投影光ＳＬの投影座標と、撮像部５の光軸Ｌ方向に対する投影光光源６の設置角度θと、撮像部５における投影光光源６の設置位置とに基づいて、被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを取得する。
【０１１２】
次に、ステップＳ９において、被写体距離取得部１６は、被写体距離ＷＤを表示部３０に出力する。また、撮像部傾斜角取得部４０は、被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを表示部３０に出力する。表示部３０は、被写体距離ＷＤおよび被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを表示し、処理を終了する。
【０１１３】
第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１１４】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１１５】
第２実施形態では、上記のように、投影光ＳＬの画像１８における投影光ＳＬの投影座標と、撮像部５の光軸Ｌ方向に対する投影光光源６の設置角度θと、撮像部５における投影光光源６の設置位置とに基づいて、被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを取得する撮像部傾斜角取得部４０をさらに備える。これにより、被写体距離ＷＤに加えて、被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを取得することができる。その結果、被写体Ｐに対する撮像部５の位置および角度を把握することが可能となるので、被写体Ｐに対する撮像部５の配置をより正確に把握することができる。
【０１１６】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１１７】
［第３実施形態］
次に、図２３および図２４を参照して、第３実施形態による蛍光イメージング装置３００（図２３参照）について説明する。被写体距離ＷＤを６が被写体距離ＷＤを取得する第１実施形態とは異なり、第３実施形態では、蛍光イメージング装置３００は、被写体距離ＷＤが所定の範囲外の場合に、被写体距離ＷＤが所定の範囲外であることを報知する距離判定報知部４１を備える。なお、上記第１および第２実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
【０１１８】
（蛍光イメージング装置の構成）
まず、図２３を参照して、第３実施形態による蛍光イメージング装置３００の構成について説明する。
【０１１９】
第３実施形態では、蛍光イメージング装置３００は、上記第１実施形態による蛍光イメージング装置１００の構成に加えて、被写体距離取得部１６によって取得された被写体距離ＷＤが所定の範囲外の場合に、被写体距離ＷＤが所定の範囲外であることを報知する距離判定報知部４１を備える。なお、第３実施形態において、被写体距離ＷＤの所定の範囲とは、たとえば、５０ｃｍ〜７０ｃｍの範囲である。距離判定報知部４１は、たとえば、ＣＰＵなどを含む。第３実施形態では、制御部１３が記憶部１４に記憶されたプログラムを実行することにより、距離判定報知部４１として機能するように構成されている。
【０１２０】
被写体距離ＷＤが所定の範囲外の場合に距離判定報知部４１が報知する方法としては、たとえば、表示部３０に被写体距離ＷＤが所定の範囲外である旨のメッセージを表示する方法や、報知音を発する方法などがある。被写体距離ＷＤが所定の範囲外であることを放置することが可能であれば、距離判定報知部４１はどのように構成されていてもよい。第３実施形態では、距離判定報知部４１は、被写体距離ＷＤが所定の範囲外の場合に、表示部３０に被写体距離ＷＤが所定の範囲外である旨のメッセージを表示するように構成されている。
【０１２１】
（被写体の撮像方法）
次に、図２４を参照して、第３実施形態による蛍光イメージング装置３００において被写体Ｐを撮像する方法の流れについて説明する。なお、第１および第２実施形態と同様のステップの説明については省略する。
【０１２２】
ステップＳ１〜ステップＳ４において、被写体距離ＷＤを６は、被写体距離ＷＤを取得する。その後、処理は、ステップＳ８に進む。
【０１２３】
ステップＳ８において、距離判定報知部４１は、被写体距離ＷＤが所定の範囲内か否かを判定する。被写体距離ＷＤが所定の範囲内の場合、処理はステップＳ５へ進む。被写体距離ＷＤが所定の範囲外の場合、処理は、ステップＳ９へ進む。
【０１２４】
ステップＳ９において、距離判定報知部４１は、被写体距離ＷＤが所定の範囲外であることを報知する。その後、処理はステップＳ５へ進む。
【０１２５】
ステップＳ５において、表示部３０は、被写体距離ＷＤを表示して処理を終了する。なお、ステップＳ９の処理は、ステップＳ５の処理と併せて行ってもよいし、ステップＳ５の処理の後に行ってもよい。被写体距離ＷＤが所定の範囲外であることを報知することができれば、どのタイミングで行われてもよい。
【０１２６】
第３実施形態のその他の構成は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１２７】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１２８】
第３実施形態では、上記のように、被写体距離取得部１６によって取得された被写体距離ＷＤが所定の範囲外の場合に、被写体距離ＷＤが所定の範囲外であることを報知する距離判定報知部４１をさらに備える。これにより、被写体距離ＷＤが所定の範囲外の場合に、ユーザに対して被写体距離ＷＤの調整を行うことを促すことが可能となるので、被写体距離ＷＤが所定の範囲外の状態で撮像することを抑制することができる。その結果、たとえば、被写体距離ＷＤの所定の範囲を、撮像部５の焦点が合う範囲とした場合、被写体距離ＷＤが所定の範囲外の状態において撮像することによる画像のぼやけや感度の低下など、取得する画像の画質が劣化することを抑制することができる。
【０１２９】
第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１３０】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【０１３１】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、被写体距離取得部１６が、表示部３０に被写体距離ＷＤを出力する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。被写体距離取得部１６は、取得した被写体距離ＷＤを表示部３０に出力しなくてもよい。被写体距離取得部１６は、取得した被写体距離ＷＤを記憶部１４に記憶するように構成されていてもよい。
【０１３２】
また、上記第１および第３実施形態では、被写体距離取得部１６が取得した被写体距離ＷＤを表示部３０に表示させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、筐体８に設けられたモニタ８２に被写体距離ＷＤを表示してもよい。また、表示部３０およびモニタ８２の両方に、被写体距離ＷＤを表示させてもよい。
【０１３３】
また、上記第２実施形態では、撮像部傾斜角取得部４０が取得した被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを表示部３０に表示させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、筐体８に設けられたモニタ８２に被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを表示してもよい。また、表示部３０およびモニタ８２の両方に、被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを表示させてもよい。
【０１３４】
また、上記第１および第３実施形態では、表示部３０において、蛍光画像１７ａ、可視光画像１７ｂおよび合成画像１７ｃとともに、被写体距離ＷＤを表示する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。蛍光イメージング装置１００（３００）は、被写体距離ＷＤのみを表示部３０に表示させるように構成されていてもよい。
【０１３５】
また、上記第２実施形態では、表示部３０において、蛍光画像１７ａ、可視光画像１７ｂおよび合成画像１７ｃとともに、被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αを表示する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。蛍光イメージング装置２００は、被写体Ｐに対する撮像部５の傾斜角αのみを表示部３０に表示させるように構成されていてもよい。
【０１３６】
また、上記第１〜第３実施形態では、投影光光源６が３点の投影光ＳＬを照射する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。投影光光源６が照射する投影光ＳＬは、投影光ＳＬの投影座標に基づいて被写体距離ＷＤを取得することが可能であれば、投影光ＳＬを３点以上照射してもよい。
【０１３７】
また、上記第１〜第３実施形態では、投影光光源６が被写体Ｐと識別可能な強度の投影光ＳＬを照射する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、投影光光源６は、被写体Ｐと識別可能な波長領域の投影光ＳＬを、被写体Ｐに対して照射するように構成されていてもよい。このように構成しても、上記第１〜第３実施形態と同様に、画像処理部１５は、正確な投影光ＳＬの投影座標を取得することが可能となるので、被写体距離ＷＤを精度よく取得することができる。また、投影光光源６は、それぞれ異なる波長領域（色）の投影光ＳＬを照射するように構成されていてもよい。
【０１３８】
また、上記第１〜第３実施形態では、投影光光源６は、投影光ＳＬとして、可視領域の波長の光を照射する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、投影光光源６は、近赤外蛍光検出部１０によって検出可能な波長領域の光（近赤外蛍光ＩＲ）を照射するように構成されていてもよい。投影光光源６が近赤外蛍光ＩＲを照射する構成の場合、画像処理部１５は、投影光ＳＬの画像１８として、蛍光画像１７ａを取得し、蛍光画像１７ａに写る投影光ＳＬの投影座標に基づいて、被写体距離ＷＤを取得するように構成すればよい。
【符号の説明】
【０１３９】
１  受光部
２  光学系
３  可視光照明
４  励起光照明
５  撮像部
６  投影光光源
１５  画像処理部
１６  被写体距離取得部
１８  投影光の画像
４０  撮像部傾斜角取得部
４１  距離判定報知部
１００、２００、３００  蛍光イメージング装置
ＥＬ  励起光
ＩＲ  近赤外光
Ｌ  撮像部の光軸
Ｐ  被写体
Ｐａ  蛍光薬剤
ＳＬ  投影光
Ｖｉｓ  可視光
ＷＤ、ＷＤa、ＷＤb、ＷＤc  被写体距離
ＷＤb  所定の被写体距離
θ  投影光光源の設置角度
α  被写体に対する撮像部の傾斜角
【図１】
2020094923.tif 000005
【図２】
2020094923.tif 000006
【図３】
2020094923.tif 000007
【図４】
2020094923.tif 000008
【図５】
2020094923.tif 000009
【図６】
2020094923.tif 000010
【図７】
2020094923.tif 000011
【図８】
2020094923.tif 000012
【図９】
2020094923.tif 000013
【図１０】
2020094923.tif 000014
【図１１】
2020094923.tif 000015
【図１２】
2020094923.tif 000016
【図１３】
2020094923.tif 000017
【図１４】
2020094923.tif 000018
【図１５】
2020094923.tif 000019
【図１６】
2020094923.tif 000020
【図１７】
2020094923.tif 000021
【図１８】
2020094923.tif 000022
【図１９】
2020094923.tif 000023
【図２０】
2020094923.tif 000024
【図２１】
2020094923.tif 000025
【図２２】
2020094923.tif 000026
【図２３】
2020094923.tif 000027
【図２４】
2020094923.tif 000028