(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長域の光と第２波長域の光とを時間的に切り替えて対象物に照射する照射部と、
前記照射部からの光が照射された前記対象物からの戻り光を受光する受光部と、
前記第１波長域の光が照射された前記対象物からの戻り光である第１戻り光を前記受光部が受光することにより撮像された前記対象物の第１画像に基づいて、前記対象物の動きを特定する動き特定部と、
前記動き特定部が特定した動きに基づいて、前記対象物の動きの位相が予め定められた位相となるタイミングを予測するタイミング予測部と、
前記タイミング予測部が予測したタイミングで、前記第２波長域の光を前記照射部から照射させ、前記第２波長域の光が照射された前記対象物からの戻り光である第２戻り光を前記受光部に受光させる制御部と、
前記タイミング予測部が予測した複数のタイミングにおいて前記受光部が受光した前記第２戻り光に基づいて、前記対象物の第２画像を生成する画像生成部と
を備え、
前記画像生成部は、前記第２戻り光により画像が撮像される度に、前記第２戻り光による画像を記憶するとともに、前記受光部が前記第２戻り光を受光した時間をカウンタに加算し、前記カウンタが予め定められた値を超えた場合に、記憶している前記第２戻り光による複数の前記画像を重ね合わせて、前記第２画像を生成する
内視鏡装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数のタイミングのうち時間的に連続するタイミングの間の１以上のタイミングにおいて、前記第１戻り光を前記受光部に受光させ、
前記画像生成部は、前記受光部が受光した前記第１戻り光に基づいて、前記１以上のタイミングのそれぞれおける前記第１画像を生成する
請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記制御部は、１の前記第１画像を撮像すべく前記受光部に前記第１戻り光を受光させる期間より長い期間、前記タイミング予測部が予測した複数のタイミングのそれぞれにおいて前記第２戻り光を前記受光部に受光させる
請求項１または２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記動き特定部が特定した動きに基づいて、前記第２戻り光を前記タイミング予測部が予測したタイミングにおいて前記受光部に受光させる受光期間の時間長さを決定する受光時間決定部
をさらに備え、
前記制御部は、前記タイミング予測部が予測したタイミングで、前記第２波長域の光を前記照射部から照射させ、前記受光時間決定部が決定した長さの期間、前記第２戻り光を前記受光部に受光させる
請求項１または２に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記受光時間決定部は、前記動き特定部が特定した動きに基づいて、前記タイミング予測部が予測した複数のタイミングにおける前記対象物の動き量を特定し、特定した動き量がより大きい場合に、より短い時間長さの前記受光期間を決定する
請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記動き特定部は、前記第１画像に基づいて、前記対象物の変位の時間変化および前記対象物の形状の時間変化を特定し、
前記タイミング予測部は、単位時間あたりの前記対象物の変位量が予め定められた変位量の閾値より小さく、単位時間あたりの前記対象物の変形量が予め定められた変形量の閾値より小さくなるタイミングを特定する
請求項１から５のいずれか一項に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記複数のタイミングにおいて、前記受光部が有する受光素子に前記第２戻り光を受光させ、前記複数のタイミングのうち時間的に連続するタイミングの間の１以上のタイミングにおいて、前記受光素子に前記第１戻り光を受光させる
請求項１から６のいずれか一項に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記受光部は、
前記第１戻り光を受光する複数の受光素子を有する第１受光部と、
前記第２戻り光を受光する複数の受光素子を有する第２受光部と
を有する
請求項１から６のいずれか一項に記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記第１戻り光が属する波長域の光と前記第２戻り光が属する波長域の光とを異なる光路に分割する光分割部
をさらに備え、
前記第１受光部は、前記光分割部により分割された前記第１戻り光を受光し、
前記第２受光部は、前記光分割部により分割された前記第２戻り光を受光する
請求項８に記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
前記第２波長域の光は、前記対象物に含まれるルミネッセンス物質を励起する励起光であり、前記第２戻り光は、前記ルミネッセンス物質が前記励起光により励起されて発生するルミネッセンス光である
請求項１から９のいずれか一項に記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
前記第２波長域の光は、前記第１波長域より狭帯域の光である
請求項１から９のいずれか一項に記載の内視鏡装置。
【請求項１２】
前記第１波長域の光は、可視波長域の光である
請求項１から１１のいずれか一項に記載の内視鏡装置。
【請求項１３】
第１波長域の光と第２波長域の光とを時間的に切り替えて発光する光源および対象物からの戻り光を受光する受光部を備える内視鏡装置の作動方法であって、
前記内視鏡装置が備える動き特定部が、前記光源が第１波長域の光を発光している場合の前記対象物からの戻り光である第１戻り光を前記受光部が受光することにより撮像された前記対象物の第１画像に基づいて、前記対象物の動きを特定する動き特定段階と、
前記内視鏡装置が備えるタイミング予測部が、前記動き特定段階において特定された動きに基づいて、前記対象物の動きの位相が予め定められた位相となるタイミングを予測するタイミング予測段階と、
前記内視鏡装置が備える制御部が、前記タイミング予測段階において予測されたタイミングで、前記第１波長域の光から切り替えて前記第２波長域の光を前記光源に発光させ、前記光源が前記第２波長域の光を発光している場合の前記対象物からの戻り光である第２戻り光を前記受光部に受光させる制御段階と、
前記内視鏡装置が備える画像生成部が、前記タイミング予測段階において予測された複数のタイミングにおいて前記受光部が受光した前記第２戻り光に基づいて、前記対象物の第２画像を生成する画像生成段階と
を備え、
前記画像生成段階において前記画像生成部は、前記第２戻り光により画像が撮像される度に、前記第２戻り光による画像を記憶するとともに、前記受光部が前記第２戻り光を受光した時間をカウンタに加算し、前記カウンタが予め定められた値を超えた場合に、記憶している前記第２戻り光による複数の前記画像を重ね合わせて、前記第２画像を生成する
作動方法。
【請求項１４】
前記内視鏡装置が備える受光時間決定部が、前記動き特定段階において特定された動きに基づいて、前記第２戻り光を前記タイミング予測段階において予測されたタイミングにおいて前記受光部に受光させる受光期間の時間長さを決定する受光時間決定段階
をさらに備え、
前記制御段階において前記制御部は、前記タイミング予測段階において予測されたタイミングで、前記第１波長域の光から切り替えて前記第２波長域の光を前記光源に発光させ、前記受光時間決定段階で決定された長さの期間、前記第２戻り光を前記受光部に受光させる
請求項１３に記載の作動方法。
【請求項１５】
前記制御段階において前記制御部は、前記複数のタイミングにおいて、前記受光部が有する受光素子に前記第２戻り光を受光させ、前記複数のタイミングのうち時間的に連続するタイミングの間の１以上のタイミングにおいて、前記受光素子に前記第１戻り光を受光させる
請求項１３または１４に記載の作動方法。
【請求項１６】
前記受光部は、
前記第１戻り光を受光する複数の受光素子を有する第１受光部と、前記第２戻り光を受光する複数の受光素子を有する第２受光部とを有する
請求項１３または１４に記載の作動方法。
【請求項１７】
前記動き特定段階において前記動き特定部は、前記第１画像に基づいて、前記対象物の変位の時間変化および前記対象物の形状の時間変化を特定し、
前記タイミング予測段階において前記タイミング予測部は、単位時間あたりの前記対象物の変位量が予め定められた変位量の閾値より小さく、単位時間あたりの前記対象物の変形量が予め定められた変形量の閾値より小さくなるタイミングを特定する
請求項１３から１６のいずれか一項に記載の作動方法。
【請求項１８】
請求項１３から１７のいずれか一項に記載の作動方法を前記内視鏡装置に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体の呼吸および拍動が特定の状態となるごとに多重露出して蛍光撮像するとした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、心電図波形に基づいて心臓の拡張期にのみ撮像して、ぶれがない精細な静止画像を撮像するとした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、被検者から検出した心拍位相が同じになるタイミングで複数回放射線撮影して、得られた複数の放射線画像を重ね合わせる技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。
特許文献１  特開２００９−２３６８４６号公報
特許文献２  特開２００８−９３２２０号公報
特許文献３  特開２００８−１８８１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
蛍光観察などのように、強度が小さい微弱光で観察対象物を撮像する場合、信号対雑音比を高めるためには長時間の露光を要する。対象物に動きがある場合、露光時間を長くすると蛍光像がブレてしまう。観察対象物の動きが、心臓、呼吸の拍動だけでなく、腸の蠕動運動など種々の動きに複合的に支配される場合、心電信号、呼吸信号に基づき撮像すると像ブレが生じてしまう場合がある。像ブレが少なく高い信号対雑音比の微弱光画像を得ることができない、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の一態様における内視鏡装置は、第１波長域の光と第２波長域の光とを時間的に切り替えて対象物に照射する照射部と、照射部からの光が照射された対象物からの戻り光を受光する受光部と、第１波長域の光が照射された対象物からの戻り光である第１戻り光を受光部が受光することにより撮像された対象物の第１画像に基づいて、対象物の動きを特定する動き特定部と、動き特定部が特定した動きに基づいて、対象物の動きの位相が予め定められた位相となるタイミングを予測するタイミング予測部と、タイミング予測部が予測したタイミングで、第２波長域の光を照射部から照射させ、第２波長域の光が照射された対象物からの戻り光である第２戻り光を受光部に受光させる制御部と、タイミング予測部が予測した複数のタイミングにおいて受光部が受光した第２戻り光に基づいて、対象物の第２画像を生成する画像生成部とを備える。
【０００５】
制御部は、複数のタイミングのうち時間的に連続するタイミングの間の１以上のタイミングにおいて、第１戻り光を受光部に受光させ、画像生成部は、受光部が受光した第１戻り光に基づいて、１以上のタイミングのそれぞれおける１画像を生成してよい。
【０００６】
制御部は、１の第１画像を撮像すべく受光部に第１戻り光を受光させる期間より長い期間、タイミング予測部が予測した複数のタイミングのそれぞれにおいて第２戻り光を受光部に受光させてよい。
【０００７】
動き特定部が特定した動きに基づいて、タイミング予測部が予測した複数のタイミングにおいて受光部に第２戻り光を受光させる受光期間の時間長さを決定する受光時間決定部をさらに備え、制御部は、受光時間決定部が決定した長さの期間、第２戻り光を受光部に受光させてよい。
【０００８】
受光時間決定部は、動き特定部が特定した動きに基づいて、タイミング予測部が予測した複数のタイミングにおける対象物の動き量を特定し、特定した動き量がより大きい場合に、より短い時間長さの受光期間を決定してよい。
【０００９】
第２波長域の光は、対象物に含まれるルミネッセンス物質を励起する励起光であり、第２戻り光は、ルミネッセンス物質が励起光により励起されて発生するルミネッセンス光であってよい。
【００１０】
第２波長域の光は、第１波長域より狭帯域の光であってよい。
【００１１】
第１波長域の光は、可視波長域の光であってよい。
【００１２】
画像生成部は、タイミング予測部が予測した複数のタイミングのそれぞれにおいて受光部が第２戻り光を受光した光量を示す信号を加算することにより、第２画像を生成してよい。
【００１３】
制御部は、複数のタイミングにおいて、受光部が有する受光素子に第２戻り光を受光させ、複数のタイミングのうち時間的に連続するタイミングの間の１以上のタイミングにおいて、受光素子に第１戻り光を受光させてよい。
【００１４】
受光部は、第１戻り光を受光する複数の受光素子を有する第１受光部と、第２戻り光を受光する複数の受光素子を有する第２受光部とを有してよい。
【００１５】
第１戻り光が属する波長域の光と蛍光が属する波長域の光とを異なる光路に分割する光分割部をさらに備え、第１受光部は、光分割部により分割された第１戻り光を受光し、第２受光部は、光分割部により分割された第２戻り光を受光してよい。
【００１６】
制御部は、第２受光部が有する複数の受光素子に、複数のタイミングで第２戻り光を多重に受光させてよい。
【００１７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態に係る内視鏡装置１０の一例を示す図である。
【図２】撮像条件決定部２０２のブロック構成の一例を示す図である。
【図３】撮像部１２４が有する受光ユニットの構成例を模式的に示す図である。
【図４】照明光画像および特殊観察光画像の撮像タイミングの一例を示す図である。
【図５】受光時間決定部２３０が記憶する情報の一例をテーブル形式で示す図である。
【図６】撮像部１２４が有する受光ユニットの他の構成例を示す図である。
【図７】第１受光ユニット６２５および第２受光ユニット６０５による撮像タイミングの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２０】
図１は、一実施形態に係る内視鏡装置１０の一例を示す。本実施形態の内視鏡装置１０は、生物である検体２０の画像を撮像する。
【００２１】
一実施形態において、内視鏡装置１０は、照明光を検体２０に照射して検体２０を撮像する。内視鏡装置１０は、複数の照明光画像の画像内容に基づき、検体２０の動きを特定する。内視鏡装置１０は、検体２０の動きの位相が特定位相となる複数のタイミングで、それぞれ特殊観察光を検体２０に照射する。そして、内視鏡装置１０は、特殊観察光を照射して得られた複数の画像を重ね合わせて１つの特殊観察光画像を生成する。これにより、重ね合わせをしない場合に比べて信号強度の高い特殊観察光画像を生成することができる。このため、内視鏡装置１０は、特殊観察光を照射した場合の検体２０からの戻り光強度が比較的に微弱であり、検体２０が動いているような場合であっても、比較的にＳＮ比の高い特殊観察光画像を医者等の観察者に提供することができる。
【００２２】
本実施形態において検体２０としては、人間等の生体内部の胃、腸等の臓器等を例示することができる。臓器等とは、臓器等の内膜および外膜を含む概念とする。本実施形態において、内視鏡装置１０による撮像対象となる部位を特に検体２０と呼ぶ。内視鏡装置１０は、挿入部１２０、光源１１０、制御装置１００、蛍光剤注入装置１７０、記録装置１５０、表示装置１４０、処置具１８０を備える。挿入部１２０の先端部は、本図のＡ部に拡大して示す。
【００２３】
挿入部１２０は、挿通口１２２、撮像部１２４、および、ライトガイド１２６を有する。挿入部１２０の先端部には、撮像部１２４の一部としての対物レンズ１２５を有する。また、同先端部は、ライトガイド１２６の一部としての照射部１２８ａおよび照射部１２８ｂを有する。照射部１２８ａおよび照射部１２８ｂには、それぞれ、光照射用の対物レンズが設けられてよい。照射部１２８ａおよび照射部１２８ｂは、照射部１２８と総称される。また、同先端部は、ノズル１２１を有する。
【００２４】
挿入部１２０は、生体内に挿入される。挿通口１２２には、検体２０を処置する鉗子等の処置具１８０が挿入される。挿通口１２２は、挿入された処置具１８０を先端部へとガイドする。処置具１８０は、各種の先端形状を備えることができる。ノズル１２１は、水あるいは空気を検体２０に向けて送出する。
【００２５】
ライトガイド１２６は、光源１１０が発光した光を照射部１２８へと導く。ライトガイド１２６は、例えば光ファイバを用いて実装できる。照射部１２８は、ライトガイド１２６により導かれた光を検体２０に向けて照射する。撮像部１２４は、検体２０からの戻り光を対物レンズ１２５を通じて受光して、検体２０を撮像する。
【００２６】
撮像部１２４は、照明光画像および特殊観察光画像を撮像することができる。撮像部１２４は、可視光域に属する比較的にブロードな波長域の照明光により、検体２０の照明光画像を撮像する。照明光画像を撮像する場合、光源１１０は可視光に属する略白色の光を発光する。照明光には、例えばＲ波長域、Ｇ波長域およびＢ波長域の光を含む。光源１１０が発光した照明は、ライトガイド１２６を通じて照射部１２８ａから検体２０に向けて照射される。対物レンズ１２５には、検体２０によって照明光が反射、散乱されて、可視の波長域に属する光が戻り光として入射する。撮像部１２４は、検体２０からの戻り光を対物レンズ１２５を通じて撮像する。
【００２７】
特殊観察光画像としては、検体２０からの戻り光の一例であるルミネッセンス光によるルミネッセンス光画像を例示することができる。ルミネッセンス光は、蛍光および燐光を含む概念とする。また、ルミネッセンス光とは、励起光等の光による光ルミネッセンスの他に、化学ルミネッセンス、摩擦ルミネッセンス、熱ルミネッセンスを含む概念とする。本実施形態に係る説明では、内視鏡装置１０は、光ルミネッセンスによる蛍光により、ルミネッセンス光画像の一例としての蛍光画像を撮像するとする。
【００２８】
検体２０の蛍光画像を撮像する場合、光源１１０は励起光を発光する。光源１１０が発光した励起光は、ライトガイド１２６を通じて照射部１２８ｂから検体２０に向けて照射される。検体２０に含まれる蛍光物質は励起光により励起されて、蛍光を発する。撮像部１２４は、戻り光である蛍光により、検体２０の蛍光画像を撮像する。なお、本図に示すように照射部１２８ａと照射部１２８ｂとを先端部の異なる位置に設けるとしてよいが、照明光および励起光の共用の照射部として、挿入部１２０の先端部の同じ位置に設けることもできる。
【００２９】
蛍光物質は、ルミネッセンス物質の一例とする。蛍光物質は、検体２０に外部から注入されてよい。蛍光物質としては、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）を例示することができる。蛍光剤注入装置１７０は、静脈注射によって、生体の血管内にＩＣＧを注入してよい。蛍光剤注入装置１７０は、制御装置１００の制御により、生体内のＩＣＧ濃度を略一定に維持すべく検体２０へのＩＣＧ注入量を制御する。ＩＣＧは、例えば波長７８０ｎｍの赤外線に励起されて、８３０ｎｍの波長域を主とするスペクトルの蛍光を発する。本実施形態では、撮像部１２４は、ＩＣＧが発する蛍光により、検体２０の蛍光画像を撮像するとする。
【００３０】
蛍光物質としては、ＩＣＧ以外の蛍光物質を用いることができる。また、検体２０の細胞などの構成成分がもともと蛍光物質を含む場合、撮像部１２４は戻り光である自家蛍光により、検体２０の蛍光画像を撮像してよい。
【００３１】
なお、特殊観察光画像としては、蛍光画像の他に、検体２０に狭帯域光を照射することによって撮像された狭帯域光画像を例示することができる。照射部１２８ｂは、例えばＢ波長域に属するＢ狭帯域光を検体２０に照射する。Ｂ狭帯域光とは、例えば、照明光に含まれるＢ波長域の光より狭波長域の光とする。照射されたＢ狭帯域光は、大部分が検体２０の表層で反射、散乱されて、戻り光として対物レンズ１２５に入射する。これにより、検体２０の表層を強調した狭帯域光画像を得ることができる。本実施形態では、特殊観察光画像として、励起光照射による蛍光画像、および、Ｂ狭帯域光照射によるＢ狭帯域光画像を生成するとする。
【００３２】
照明光、励起光、狭帯域光を照射した場合の戻り光の他に、撮像部１２４は、種々の方法で検体２０を撮像することができる。例えば、撮像部１２４は、Ｘ線、γ線等の電磁放射線、或いはアルファ線等の粒子線を含む放射線を用いて検体２０を撮像することができる。また、撮像部１２４は、種々の波長の電磁波、電波、音波を利用して検体２０を撮像してよい。
【００３３】
制御装置１００は、画像生成部２００、撮像条件決定部２０２、および、制御部２０４を有する。画像生成部２００は、撮像部１２４が撮像した画像に基づき、外部に出力する出力用画像を生成する。例えば、画像生成部２００は、生成した出力用画像を、記録装置１５０および表示装置１４０の少なくとも一方に出力する。具体的には画像生成部２００は、撮像部１２４が撮像した複数の画像から映像を生成して、記録装置１５０および表示装置１４０の少なくとも一方に出力する。画像生成部２００は、インターネットなどの通信回線を通じて、記録装置１５０または表示装置１４０の少なくとも一方に出力用画像を出力してよい。
【００３４】
撮像条件決定部２０２は、画像生成部２００が生成した照明光画像に基づき、挿入部１２０の先端部に対する検体２０の相対的な動きを特定する。撮像条件決定部２０２は、特定された検体２０の動きに基づき、検体２０を撮像する撮像条件を決定する。撮像条件としては、検体２０に照射する照射光の種別、露光タイミングおよび露光時間等を含む。制御部２０４は、撮像条件決定部２０２が決定した撮像条件に基づき、撮像部１２４および光源１１０を制御する。
【００３５】
具体的には、撮像条件決定部２０２は、複数の照明光画像の画像内容に基づき検体２０の動きを特定する。撮像条件決定部２０２は、蛍光画像を撮像するタイミングとして、検体２０の動きの位相が特定位相となる複数のタイミングを決定する。また、撮像条件決定部２０２は、それぞれのタイミングにおいて蛍光画像を撮像する露光条件を決定する。そして、画像生成部２００は、複数の蛍光画像を重ね合わせて１つの蛍光出力画像を生成する。
【００３６】
表示装置１４０は、画像生成部２００によって生成された照明光画像および蛍光画像を含む画像を表示する。また、記録装置１５０は、画像生成部２００によって生成された画像を、不揮発性の記録媒体に記録する。例えば、記録装置１５０は、ハードディスク等の磁気記録媒体、光ディスク等光学記録媒体に画像を記録する。
【００３７】
以上説明した内視鏡装置１０によれば、比較的に像ブレが小さく、かつ、ＳＮ比が比較的に高い蛍光像を観察者に提供することができる。このため、検体２０が動いており、かつ、検体２０からの蛍光が比較的に微弱な場合であっても、比較的に鮮明な蛍光像を観察者に提供することができる。
【００３８】
図２は、撮像条件決定部２０２のブロック構成の一例を示す。撮像条件決定部２０２は、動き特定部２１０、タイミング予測部２２０、および、受光時間決定部２３０を有する。
【００３９】
内視鏡装置１０が有する照射部１２８は、第１波長域の光の一例としての照明光と、第２波長域の光の一例としての励起光とを時間的に切り替えて検体２０に照射する。例えば、照射部１２８ａが照明光を照射して、照射部１２８ｂが励起光を照射する。
【００４０】
例えば、光源１１０が可視光光源および励起光光源を有する場合、制御部２０４は、可視光光源を駆動することにより照射部１２８ａから照明光を照射させることができる。そして、照射光を励起光に切り替える場合、制御部２０４は、励起光光源からの励起光を照射部１２８ｂから照射させることができる。照明光光源としては、キセノンランプなどの放電ランプ、ＬＥＤなどの半導体発光素子などを例示することができる。励起光光源としては、ダイオードレーザなど、半導体発光素子を例示することができる。
【００４１】
照射光を励起光に切り替える場合、可視光光源を駆動して発光させた状態で、照明光をカットする照明光カットフィルタが可視光光源からの光路中に挿入された状態にすることで、照射部１２８ａから照明光が照射されないようにしてもよい。照明光カットフィルタは、可視光の波長域の光を少なくともカットするフィルタであればよく、光を実質的に透過しない遮光フィルタであってよい。同様に、励起光の照射の切り替えを、励起光カットフィルタにより制御することができる。照明光フィルタおよび励起光カットフィルタは、液晶フィルタなど、光透過特性を電気的に制御できるフィルタで実装することができる。制御部２０４は、当該フィルタの光透過特性を電気的に制御することにより、照射光を切り替えることができる。照明光を照明光から励起光に切り替える場合、制御部２０４は、照明光光源としてのＬＥＤの駆動を停止することにより、照射部１２８ａから照明光が照射されないようにしてもよい。
【００４２】
第２波長域の光の一例として、励起光およびＢ狭帯域光を検体２０に照射する場合、光源１１０は、Ｂ狭帯域光の光源を有してよい。Ｂ狭帯域光の光源は、可視光光源およびＢ狭帯域光の波長域の光を選択的に透過するＢ狭帯域透過フィルタにより実装することができる。例えば、可視光光源からの光路中にＢ狭帯域透過フィルタが挿入された状態にすることで、照射部１２８ａからＢ狭帯域光を照射することができる。Ｂ狭帯域透過フィルタも、液晶フィルタなど、光透過特性を電気的に制御できるフィルタで実装することができる。制御部２０４は、当該Ｂ狭帯域透過フィルタの光透過特性を電気的に制御することにより、Ｂ狭帯域光と照明光との照射を切り替えることができる。他にも、光源１１０は、可視光光源とは別に、Ｂ狭帯域光を発光する狭帯域光光源を有しても良い。狭帯域光光源としては、ＬＥＤ、ダイオードレーザなどの半導体発光素子を例示することができる。制御部２０４は、狭帯域光光源を駆動することにより、照射部１２８ａおよび照射部１２８ｂの少なくとも一方からＢ狭帯域光を照射させることができる。
【００４３】
撮像部１２４は、照射部１２８からの光が照射された検体２０からの戻り光を受光する。検体２０に含まれるＩＣＧを励起する励起光が照射されている場合、戻り光には、ＩＣＧが励起光により励起されて発生する蛍光が含まれる。照明光より狭帯域の光、例えばＢ狭帯域光が照射されている場合、Ｂ狭帯域光が検体２０により反射、散乱されたＢ狭帯域に属する光が戻り光に含まれる。
【００４４】
動き特定部２１０は、照明光が照射された検体２０からの戻り光である照明戻り光を撮像部１２４が受光することにより撮像された照明光画像を、画像生成部２００から取得する。照明戻り光は、第１戻り光の一例とする。そして、動き特定部２１０は、照明光画像に基づき、撮像対象物としての検体２０の動きを特定する。
【００４５】
タイミング予測部２２０は、動き特定部２１０が特定した動きに基づき、検体２０の動きの位相が予め定められた位相となるタイミングを予測する。制御装置１００が有する制御部２０４は、タイミング予測部２２０が予測したタイミングで、第２波長域の光の一例としての励起光を照射部１２８ｂから照射させ、励起光が照射された検体２０からの戻り光である蛍光を撮像部１２４に受光させる。蛍光は、この発明における第２戻り光の一例とする。画像生成部２００は、タイミング予測部２２０が予測した複数のタイミングにおいて撮像部１２４により撮像された蛍光画像を重ね合わせて、出力用の蛍光画像を生成する。
【００４６】
特殊観察光画像としてＢ狭帯域光を撮像する場合、制御部２０４は、タイミング予測部２２０が予測したタイミングで、第２波長域の光の一例としてのＢ狭帯域光を照射部１２８ａから照射させ、Ｂ狭帯域光が照射された検体２０からの戻り光であり、Ｂ波長域に属する比較的に狭波長域の戻り光を撮像部１２４に受光させる。当該狭波長域の戻り光は、この発明における第２戻り光の一例とする。画像生成部２００は、タイミング予測部２２０が予測した複数のタイミングにおいて撮像部１２４により撮像されたＢ狭帯域光画像を重ね合わせて、出力用のＢ狭帯域光画像を生成する。なお、狭帯域光は、Ｂ狭帯域光に限られない。例えば、狭帯域光として、緑の波長域に属するＧ狭帯域光、赤の波長域に属するＲ狭帯域光を用いることができる。他にも、紫外波長域、赤外波長域に属する比較的に狭帯域の光を用いることもできる。
【００４７】
また、受光時間決定部２３０は、動き特定部２１０が特定した動きに基づき、タイミング予測部２２０が予測した複数のタイミングにおいて撮像部１２４に蛍光を受光させる受光期間の時間長さを決定する。具体的には、受光時間決定部２３０は、動き特定部２１０が特定した動きに基づき、タイミング予測部２２０が予測した複数のタイミングにおける検体２０の動き量を特定する。そして受光時間決定部２３０は、特定した動き量がより大きい場合に、より短い時間長さの受光期間を決定する。より具体的には、受光時間決定部２３０は、動き特定部２１０が特定した動きに基づき、タイミング予測部２２０が予測した複数のタイミングにおける検体２０の単位時間あたりの動き量を特定する。そして受光時間決定部２３０は、特定した単位時間あたりの動き量がより大きい場合に、より短い時間長さの受光期間を決定する。
【００４８】
そして、制御部２０４は、少なくとも、受光時間決定部２３０が決定した長さの期間、照射部１２８ｂから励起光を照射させる。制御部２０４は、受光時間決定部２３０が決定した長さの期間、蛍光を撮像部１２４に受光させる。Ｂ狭帯域光を特殊観察光として用いる場合、制御部２０４は、照射部１２８ａおよび照射部１２８ｂの少なくとも一方からＢ狭帯域光を照射させる。制御部２０４は、受光時間決定部２３０が決定した長さの期間、Ｂ狭帯域戻り光を撮像部１２４に受光させる。撮像条件決定部２０２による撮像条件の制御により、検体２０が単位時間あたりにより大きく動いている場合には、受光期間をより短く設定することができる。このため、蛍光画像、Ｂ狭帯域光画像における像ブレをより低減することができる。
【００４９】
なお、制御装置１００の機能は、コンピュータにより実装されてよい。具体的には、制御装置１００の機能を実装するプログラムをコンピュータにインストールすることで、コンピュータを、画像生成部２００、撮像条件決定部２０２の各部、制御部２０４として機能させてよい。当該プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスクなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶され、当該記憶媒体をコンピュータに読み込ませることで、コンピュータに提供されてよい。また、当該プログラムは、ネットワークを通じてコンピュータに提供されてもよい。
【００５０】
図３は、撮像部１２４が有する受光ユニットの構成例を模式的に示す。受光ユニットは、波長フィルタ部３００および受光部３１０を有する。検体２０からの戻り光は、対物レンズ１２５および波長フィルタ部３００を通過して、受光部３１０に受光される。
【００５１】
波長フィルタ部３００は、青の波長域の光を選択的に透過する複数のＢ光透過フィルタ３０１、緑の波長域の光を選択的に透過する複数のＧ光透過フィルタ３０２、赤の波長域の光を少なくとも透過する複数のＲ光透過フィルタ３０３を含む。本図では、Ｂ光透過フィルタ３０１ａおよびｂ、Ｇ光透過フィルタ３０２ａ−ｄ、Ｒ光透過フィルタ３０３ａおよびｃが示されている。Ｂ光透過フィルタ３０１ａ、２のＧ光透過フィルタ３０２ａ、Ｒ光透過フィルタ３０３ａがマトリクス状に配列されて１つの波長フィルタユニットが形成される。波長フィルタ部３００は、当該波長フィルタユニットと同配列の複数の波長フィルタユニットがマトリクス状に配列された波長フィルタアレイであってよい。
【００５２】
受光部３１０は、Ｂ光透過フィルタ３０１、Ｇ光透過フィルタ３０２、Ｒ光透過フィルタ３０３がそれぞれ透過した光を選択的に受光する位置に、複数の受光素子が配列されて形成される。具体的には、受光部３１０は、青の波長域の光を選択的に受光する複数のＢ光受光素子３１１、緑の波長域の光を選択的に受光する複数のＧ光受光素子３１２、および、赤の波長域の光を少なくとも受光する複数のＲ光受光素子３１３が２次元的に配列された受光素子アレイであってよい。
【００５３】
具体的には、Ｂ光受光素子３１１ａは、Ｂ光透過フィルタ３０１ａが透過した光を受光する。Ｇ光受光素子３１２ａは、Ｇ光透過フィルタ３０２ａが透過した光を受光する。また、Ｒ光受光素子３１３ａは、Ｒ光透過フィルタ３０３ａが透過した光を受光する。受光素子としては、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子を例示することができる。照射部１２８ａから照明光が照射されている場合、撮像部１２４は、複数のＢ光受光素子３１１、複数のＧ光受光素子３１２、および、複数のＲ光受光素子３１３によって、可視光の照明光画像を撮像することができる。
【００５４】
ここで、Ｒ光透過フィルタ３０３は、赤の波長域の光に加え、ＩＣＧが発光する蛍光の波長域を通過することができる。すなわち、Ｒ光透過フィルタ３０３は、赤の波長域および蛍光の波長域の光を選択的に透過する。照射部１２８ａから励起光が照射されている場合、ＩＣＧが発光する蛍光は、Ｒ光透過フィルタ３０３を通過してＲ光受光素子３１３によって受光される。したがって、撮像部１２４は、複数のＲ光受光素子３１３によって、蛍光画像を撮像することができる。なお、少なくとも蛍光を受光するＲ光受光素子３１３には励起光の波長域の光が入射しないよう、少なくともＲ光透過フィルタ３０３は、励起光の波長域の光を実質的にカットする光透過特性を有することが望ましい。波長フィルタ部３００として機能する面の全面に、励起光の波長域の光をカットする励起光カットフィルタを設けてもよい。
【００５５】
なお、蛍光画像の撮像と同期して、特殊観察光画像としてのＢ狭帯域光画像を撮像する場合、Ｂ狭帯域の戻り光は、複数のＢ光受光素子３１１によって受光される。撮像部１２４は、複数のＢ光受光素子３１１によって、Ｂ狭帯域光画像を撮像することができる。
【００５６】
図４は、照明光画像および特殊観察光画像の撮像タイミングの一例を示す。照明光画像４００−１〜照明光画像４００−５は、検体２０の動きの一周期の間に撮像された照明光画像とする。照明光画像４００−６〜照明光画像４００−１０は、次の動き周期に撮像された照明光画像であり、照明光画像４００−１１〜照明光画像４００−１５は、更に次の動き周期に撮像された照明光画像とする。照明光画像４００は、照明光照射下で、予め定められた時間長さΔ１の間、受光部３１０が露光されることにより撮像される。当該露光を予め定められた撮像周期で繰り返すことにより、複数の照明光画像４００が連続的に撮像される。撮像部１２４は、複数のＢ光受光素子３１１、複数のＧ光受光素子３１２、および、複数のＲ光受光素子３１３により、照明光画像４００を撮像することができる。
【００５７】
動き特定部２１０は、照明光画像４００−１〜照明光画像４００−３の画像に基づき、検体２０の動きを検出する。例えば、動き特定部２１０は、オブジェクト抽出等の画像処理により、照明光画像４００−１〜照明光画像４００−３のそれぞれおいて、特定オブジェクトが撮像された位置および形状を特定する。これにより、動き特定部２１０は、リアルタイムに検体２０の動きを検出する。動き特定部２１０は、照明光画像４００から抽出された複数のオブジェクトのうち特徴的なオブジェクトを、オブジェクト抽出の対象としてよい。特徴的なオブジェクトとは、他のオブジェクトと画像特徴量空間で最も離れたオブジェクトであってよい。画像特徴量空間で他のオブジェクトと最も離れたオブジェクトとは、画像特徴量空間で最も近い他のオブジェクトとの間の画像特徴量空間での距離が最も大きいオブジェクトであってよい。
【００５８】
動き特定部２１０は、照明光画像４００−１〜照明光画像４００−３を撮像した時刻および当該オブジェクトの照明光画像４００上の位置に基づき、オブジェクトの変位の時間変化を特定する。また、動き特定部２１０は、照明光画像４００−１〜照明光画像４００−３を撮像した時刻および当該オブジェクトの形状に基づき、オブジェクトの形状の時間変化を特定する。
【００５９】
そして、タイミング予測部２２０は、オブジェクトの位置および形状が略一定となる期間を予測する。例えば、タイミング予測部２２０は、単位時間あたりのオブジェクトの変位量が予め定められた変位量の閾値より小さく、単位時間あたりのオブジェクトの変形量が予め定められた変形量の閾値より小さくなるタイミングを特定してよい。変形量の指標としては、オブジェクトの大きさを例示することができる。本図の例では、照明光画像４００−３を撮像した後、予め定められた時間長さより長い期間、オブジェクトの位置および大きさが略一定となることが予測されたとする。例えば、照明光画像４００−４を撮像する前のタイミングまでの期間、オブジェクトの位置および大きさが略一定となることが予測されたとする。
【００６０】
制御部２０４は、照明光画像４００−３を撮像した後、少なくとも時間長さΔ２の期間、照射部１２８から励起光およびＢ狭帯域光を照射させる。これにより、撮像部１２４は、蛍光画像４１０−１及びＢ狭帯域光画像４２０−１を撮像する。具体的には、撮像部１２４は、複数のＲ光受光素子３１３により蛍光画像４１０を撮像することができ、複数のＢ光受光素子３１１によりＢ狭帯域光画像４２０−１を撮像することができる。
【００６１】
ここで、時間長さΔ２は、時間長さΔ１より長いとする。すなわち、制御部２０４は、１の照明光画像４００を撮像すべく受光部３１０に照明戻り光を受光させる期間Δ１より長い期間、タイミング予測部２２０が予測した複数のタイミングのそれぞれにおいて蛍光およびＢ狭帯域戻り光を受光部に受光させる。これにより、照明光画像用の露光時間と同じ時間露光する場合と比較して、より鮮明な蛍光画像４１０−１およびＢ狭帯域光画像４２０−１を得ることができる。
【００６２】
そして、蛍光画像４１０−１および蛍光画像４２０−２を撮像した後、制御部２０４は、照明光画像４００−４〜照明光画像４００−５を撮像させる。具体的には、制御部２０４は、照明光照射下で、予め定められた時間長さΔ１の間、予め定められた撮像周期で受光部３１０を露光することにより、照明光画像４００−４〜照明光画像４００−５を撮像させる。
【００６３】
検体２０は、時刻ｔ１の後、時刻ｔ１〜ｔ２の期間、および、時刻ｔ２〜ｔ３の期間にも、時刻ｔ０〜時刻ｔ１の期間と略同様の動きをしているとする。この場合、制御部２０４は、照明光画像４００−１〜照明光画像４００−５、蛍光画像４１０−１、Ｂ狭帯域光画像４２０−１を撮像するタイミングと同様のタイミングで、照明光による撮像と特殊観察光による撮像とを切り替える。これにより、撮像部１２４は、照明光画像４００−１〜照明光画像４００−１５、蛍光画像４１０−２および蛍光画像４１０−３、ならびに、Ｂ狭帯域光画像４２０−２およびＢ狭帯域光画像４２０−３を撮像する。
【００６４】
このように、撮像部１２４は、特殊観察光による撮像の間に、照明光により複数回撮像する。すなわち、制御部２０４は、特殊観察光により撮像する複数のタイミングのうち時間的に連続するタイミングの間の１以上のタイミングにおいて、可視光の戻り光を受光部３１０に受光させる。そして、画像生成部２００は、受光部３１０が受光した可視光の戻り光に基づき、１以上のタイミングのそれぞれおける照明光画像を生成する。
【００６５】
図３に関連して説明したように、Ｒ光受光素子３１３は蛍光および赤の波長域の光を受光することができ、照明光撮像に用いるＲ光受光素子３１３を、蛍光撮像にも用いることができる。すなわち、制御部２０４は、特殊観察光撮像をする複数のタイミングにおいて、受光部３１０が有するＲ光受光素子３１３に蛍光を受光させる。また、制御部２０４は、当該複数のタイミングのうち時間的に連続するタイミングの間の１以上のタイミングにおいて、Ｒ光受光素子３１３に照明戻り光を受光させる。
【００６６】
画像生成部２００は、蛍光画像４１０−１、蛍光画像４１０−２、および、蛍光画像４１０−３を画素毎に重ね合わせることにより、出力用の蛍光画像４３０を生成する。また、画像生成部２００は、Ｂ狭帯域光画像４２０−１、Ｂ狭帯域光画像４２０−２、および、Ｂ狭帯域光画像４２０−３を画素毎に重ね合わせることにより、出力用のＢ狭帯域光画像４４０を生成する。このように、画像生成部２００は、タイミング予測部２２０が予測した複数のタイミングのそれぞれにおいて受光部３１０が蛍光を受光した光量を示す信号を加算することにより、蛍光画像４３０を生成する。画像生成部２００は、蛍光画像４３０に対してビニング処理を施してもよい。
【００６７】
また、画像生成部２００は、蛍光画像４１０−１、蛍光画像４１０−２および蛍光画像４１０−３にそれぞれ画像処理としてのビニング処理を施した後、蛍光画像４３０を生成すべく重ね合わせ処理をしてもよい。また、撮像部１２４は、蛍光画像４１０−１、蛍光画像４１０−２および蛍光画像４１０−３のそれぞれの画像の撮像信号に対して、それぞれビニング処理を施して、画像生成部２００に出力してもよい。つまり、撮像部１２４は、蛍光画像４１０−１に対応する画像を読み出す場合に、ビニング読み出しをして蛍光画像４１０−１の撮像信号として画像生成部２００に出力してよい。画像生成部２００は、当該撮像信号に基づき蛍光画像４１０−１を生成する。蛍光画像４１０−２および蛍光画像４１０−３についても同様に、ビニング読み出しをして得られた撮像信号から生成されてよい。そして、画像生成部２００は、ビニング読み出しにより得られた蛍光画像４１０−１、蛍光画像４１０−２および蛍光画像４１０−３を重ね合わせることにより、蛍光画像４３０を生成してよい。
【００６８】
また、画像生成部２００は、タイミング予測部２２０が予測した複数のタイミングのそれぞれにおいて受光部３１０がＢ狭帯域戻り光を受光した光量を示す信号を加算することにより、Ｂ狭帯域光画像４４０を生成する。Ｂ狭帯域光画像４４０の生成処理は、蛍光画像４３０の生成処理と同様であるので、説明を省略する。画像生成部２００は、生成した蛍光画像４３０およびＢ狭帯域光画像４４０を表示装置１４０および記録装置１５０等の外部に出力する。
【００６９】
このように、内視鏡装置１０によれば、検体２０の動きが略同じ位相となるタイミングで特殊観察光画像を撮像することによって、比較的にブレのない特殊観察光画像を得ることができる。また、特殊観察光画像を重ね合わせることにより、例えばランダムノイズが低減されて、ＳＮ比の高い特殊観察光画像を得ることができる。
【００７０】
なお、本図の例では、検体２０の動きの一周期中に、撮像部１２４が一の動き位相で特殊観察光画像を撮像する場合を例示した。内視鏡装置１０は、異なる動き位相毎に特殊観察光画像を撮像することもできる。例えば、撮像部１２４は、検体２０の動きの一周期中に、異なる動き位相でそれぞれ特殊観察光画像を撮像してよい。そして、画像生成部２００は、動き位相毎にそれぞれ複数の特殊観察光画像を重ね合わせて、動き位相毎に１の出力用の特殊観察光画像を生成してもよい。そして、表示装置１４０は、照明光画像の映像の表示と同期して、現在の動き位相に対応する動き位相の特殊観察光画像を切り替えて表示してよい。
【００７１】
図５は、受光時間決定部２３０が記憶する情報の一例をテーブル形式で示す。受光時間決定部２３０は、変位量および変形量に対応づけて、許容される露光時間を記憶する。変位量とは、画像上におけるオブジェクト位置の、単位時間当たりの振れ幅を例示することができる。変形量とは、画像上におけるオブジェクトの大きさの、単位時間当たりの振れ幅を例示することができる。また、露光時間とは、重ね合わせの対象となる１の特殊観察光画像を撮像する場合に受光部３１０を露光する時間長さの最大値とする。受光時間決定部２３０は、本テーブルを参照して、１の特殊観察光画像を撮像する場合の露光時間Δ２を決定する。
【００７２】
具体的には、動き特定部２１０は、照明光画像４００のそれぞれの画像から特定オブジェクトを抽出して、特定オブジェクトの像の重心位置、および、特定オブジェクトの像の大きさを特定する。そして、受光時間決定部２３０は、単位時間あたりの重心位置の振れ幅を、複数の照明光画像４００のそれぞれにおける特定オブジェクトの重心位置に基づき算出する。また受光時間決定部２３０は、単位時間当たりの大きさの振れ幅を、複数の照明光画像４００のそれぞれにおける特定オブジェクトの大きさに基づき算出する。
【００７３】
受光時間決定部２３０は、本テーブルを参照して、算出した変位の振れ幅に最も近い変位量に対応づけて記憶されている露光時間を選択する。算出した変位の振れ幅に最も近い変位量に対して異なる複数の変形量が対応づけられている場合、受光時間決定部２３０は、算出した変位の振れ幅に最も近い変位量に対応づけられた変形量のうち、算出した大きさの振れ幅に最も近い変形量に対応づけて記憶されている露光時間を選択する。受光時間決定部２３０は、特殊観察光撮像をする場合の露光時間の時間長さΔ２として、選択した露光時間以下の値を決定する。これにより、変位量の程度、または、変位量および変形量の程度に応じて、像ブレを抑えることができる露光時間の上限値を適切に決定することができる。
【００７４】
なお、画像生成部２００は、特殊観察光画像が撮像される度に、特殊観察光画像を一時的に記憶するメモリに記憶する。また、画像生成部２００は、受光時間決定部２３０によって決定された特殊観察光画像用の露光時間を、初期値を０とする露光時間カウンタに加算していく。そして、画像生成部２００は、露光時間カウンタが予め定められた値を超えた場合に、メモリに記憶されている複数の特殊観察光画像を重ね合わせて、１の出力用の特殊観察光画像を生成して、露光時間カウンタを初期化してよい。これにより、検体２０の動きが小さく、１の特殊観察光画像を撮像するのにより長い露光時間を確保できた場合には、より少ない数の特殊観察光画像から１の出力用の特殊観察光画像を生成することができる。このため、検体２０の動きが小さい場合、出力用の特殊観察光画像を高い頻度で更新することができる場合がある。
【００７５】
なお、以上の説明において、Ｒ光受光素子３１３で蛍光を受光する態様を例示した。波長フィルタ部３００は、Ｒ受光素子とは別に、蛍光の波長域を選択的に受光する蛍光受光素子を有してよい。例えば、図３における２つのＧ光透過フィルタ３０２ａの一方の位置に、蛍光透過フィルタを設けてよい。そして、対応する位置の受光素子が、蛍光を選択的に受光する蛍光受光素子として機能することができる。
【００７６】
図６は、撮像部１２４が有する受光ユニットの構成の他の一例を示す。本例に係る撮像部１２４には、蛍光を受光する受光ユニットと、照明戻り光を撮像する受光ユニットとを分離して設ける。具体的には、撮像部１２４は、第１波長フィルタ部６２０および第１受光部６３０を有する第１受光ユニット６２５と、第２波長フィルタ部６００および第２受光部６１０を有する第２受光ユニット６０５とを有する。また、撮像部１２４は、撮像光学系として、対物レンズ１２５に加えて、光分割部６５０を有する。
【００７７】
光分割部６５０は、対物レンズ１２５を通過した検体２０からの戻り光に含まれる可視光と蛍光とを、異なる光路に分割する。光分割部６５０は、分割した蛍光を第２受光ユニット６０５に導き、分割した可視光を第１受光ユニット６２５に導く。光分割部６５０としては、ダイクロイックミラー、ダイクロイックプリズムなどにより実装することができる。第１受光部６３０は、分割された照明戻り光を受光する。また、第２受光部６１０は、分割された蛍光を受光する。
【００７８】
第１波長フィルタ部６２０は、波長フィルタ部３００と同様の配置で複数のＢ光透過フィルタ、複数のＧ光透過フィルタおよび複数のＲ光透過フィルタが配列された可視光波長フィルタアレイであってよい。本例では、第１波長フィルタ部６２０が有するＲ光透過フィルタは、赤の波長域の光を透過すればよく、蛍光の波長域の光は透過しなくてよい。また、第１受光部６３０は、受光部３１０と同様の配置で複数の受光素子が配列された受光素子アレイであってよい。第１受光部６３０が有する複数の受光素子は、照明戻り光を受光することができる。第１受光部６３０が光分割部６５０によって分割された照明戻り光を受光することによって、照明光画像を撮像することができる。
【００７９】
第２波長フィルタ部６００は、少なくとも蛍光を透過する透過特性を有する。第２波長フィルタ部６００は、少なくとも励起光をカットする光透過特性を有してよい。また、第２波長フィルタ部６００は、可視光の波長域の光をカットする光透過特性を有してよい。戻り光が光分割部６５０によって分割されることにより、第２受光ユニット６０５に蛍光の波長域の光だけが実質的に入射する場合、第２波長フィルタ部６００は設けられなくてもよい。なお、第２受光部６１０が複数の異なる波長域の蛍光を受光して異なる波長域の蛍光画像を撮像する場合、互いに異なる波長域の光を透過する波長フィルタが２次元的に配列されていてよい。
【００８０】
第２受光部６１０は、第２波長フィルタ部６００を透過した蛍光を受光する。第２受光部６１０は、受光部３１０と同様の配置で、蛍光を受光することができる複数の受光素子が配列された受光素子アレイであってよい。本例の受光ユニットによれば、照明光画像と蛍光画像とを異なる受光ユニットで撮像することができる。このため、第２受光部６１０に蛍光を多重露光させることによって、１の出力用の蛍光画像を撮像することが容易になる。また、照明光画像と蛍光画像とを同時に撮像することもできる。
【００８１】
図７は、第１受光ユニット６２５および第２受光ユニット６０５による撮像タイミングの一例を示す。本図の例において、撮像部１２４は、複数の照明光画像７００と、出力用の蛍光画像７１０−３とを撮像する。
【００８２】
照明光画像７００−１〜照明光画像７００−８は、検体２０の動きの一周期の間に撮像された照明光画像とする。照明光画像７００−９〜照明光画像４００−１６は、次の動き周期に撮像された照明光画像であり、照明光画像７００−１７〜照明光画像７００−２４は、更に次の動き周期に撮像された照明光画像とする。照明光画像７００は、照明光照射下で、予め定められた時間長さΔ１の間、受光部３１０が露光されることにより撮像される。当該露光を予め定められた撮像周期で繰り返すことにより、複数の照明光画像７００が連続的に撮像される。
【００８３】
動き特定部２１０は、照明光画像７００−１〜照明光画像７００−３の画像に基づき、検体２０の動きを検出する。動き特定部２１０が検体２０の動きを特定する処理は、図４および図５に関連して動き特定部２１０が照明光画像４００から検体２０の動きを特定する処理と同様であるので、説明を省略する。本図の例では、照明光画像７００−３を撮像した後、予め定められた時間長さより長い期間、オブジェクトの位置および大きさが略一定となることが予測されたとする。例えば、照明光画像の撮像周期の２倍以上の時間長さの期間、オブジェクトの位置および大きさが略一定となることが予測されたとする。
【００８４】
制御部２０４は、照明光画像４００−３を撮像した後、少なくとも時間長さΔ２の期間、照射部１２８ｂから励起光を照射させ、第２受光部６１０を露光する。制御部２０４は、励起光を照射する期間にも、照射部１２８ａからの照明光の照射を継続させ、第１受光部６３０の露光を継続する。光分割部６５０によって、第２受光部６１０は検体２０からの戻り光から分離された蛍光で露光され、第１受光部６３０は検体２０からの戻り光から分離された照明戻り光で露光される。
【００８５】
ここで、時間長さΔ２は、時間長さΔ１より長いとする。例えば、時間長さΔ２は、時間長さΔ１の整数倍より長い期間であってよい。そして、第２受光部６１０に蛍光を露光する期間内に、第１受光部６３０は複数回露光されてよい。本図の例では、第１受光部６３０は３回露光されて、３の照明光画像７００−４〜照明光画像７００−６が得られる。このように、制御部２０４は、照明光撮像を第１受光部６３０に複数回行わせる間にわたって、蛍光を第２受光部６１０に受光させる。
【００８６】
そして、蛍光画像７１０−６を撮像した後、制御部２０４は、照明光画像７００−７〜照明光画像４００−８を撮像させる。具体的には、制御部２０４は、照明光照射下で、予め定められた時間長さΔ１の間、予め定められた撮像周期で第１受光部６３０を露光することにより、照明光画像７００−７〜照明光画像４００−８を撮像させる。このように、制御部２０４は、時刻ｔ０〜ｔ１の間、一定の撮像周期で照明光画像７００を撮像させる。
【００８７】
ここで、制御部２０４は、第２受光部６１０を蛍光で露光した後、第２受光部６１０が有する受光素子からの受光信号の読み出しをせず、第２受光部６１０が有する受光素子に受光信号を保持させる。具体的には、第２受光部６１０が有する受光素子が露光によって生成した電荷を、それぞれの受光素子に保持させる。
【００８８】
検体２０は、時刻ｔ１の後、時刻ｔ１〜ｔ２の期間、および、時刻ｔ２〜ｔ３の期間にも、時刻ｔ０〜時刻ｔ１の期間と略同様の動きをしているとする。この場合、照明光画像７００−１〜照明光画像４００−８を撮像するタイミングと同様のタイミングで、照明光による撮像をする。これにより、撮像部１２４は、照明光画像７００−９〜照明光画像７００−２４を撮像する。撮像部１２４により撮像された照明光画像７００は、表示装置１４０および記録装置１５０等の外部に出力される。
【００８９】
また、時刻ｔ１〜ｔ３の期間に、制御部２０４は、第２受光部６１０が有する受光素子に受光信号を保持させたまま、時刻ｔ０〜時刻ｔ１の期間の蛍光の露光タイミングに対応する２回のタイミングで、第２受光部６１０を多重に露光する。このように、制御部２０４は、第２受光部６１０が有する複数の受光素子に、複数のタイミングで蛍光を多重に受光させる。このため、蛍光画像７１０−１〜蛍光画像７１０−３に概念的に示すように、露光を重ねる毎に信号量は順次に高まっていく。そして、第２受光部６１０を蛍光で３回露光した後、制御部２０４は、第２受光部６１０が有する受光素子からの受光信号の読み出しをさせて、画像生成部２００に出力用の蛍光画像７１０−３を生成させる。なお、撮像部１２４は、蛍光画像４１０−３の画像の撮像信号に対してビニング処理を施して、画像生成部２００に出力してもよい。つまり、撮像部１２４は、蛍光画像４１０−３の読み出しをする場合にビニング読み出しをしてもよい。
【００９０】
第２受光部６１０が蛍光の多重露光により出力用の蛍光画像を撮像するので、実効的により長い露光時間を確保することができる。このため、ＳＮ比の高い出力用の蛍光画像を得ることができる。また、図４に関連して説明した撮像フローと同様、検体２０の動きが略同じ位相となるタイミングで露光することによって、像ブレの少ない出力用の蛍光画像を得ることができる。
【００９１】
なお、多重露光せずに、図４等に関連して説明した重ね合わせ処理と同様、蛍光の露光期間毎に第２受光部６１０が有する受光素子から受光信号を読み出して、複数の蛍光画像を生成してもよい。そして、画像生成部２００は、第２受光部６１０が受光することで撮像された複数の蛍光画像を重ね合わせて出力用の蛍光画像を生成してもよい。このように、画像生成部２００は、異なるタイミングで撮像された蛍光画像の重ね合わせ処理によっても、第２受光部６１０の多重露光によっても、比較的に高いＳＮ比の出力用の蛍光画像を生成することができる。すなわち、画像生成部２００は、タイミング予測部２２０が予測した複数のタイミングにおいて受光部が受光した蛍光に基づいて、検体２０の蛍光画像を生成することができる。
【００９２】
また、蛍光撮像をする時間長さΔ２は、図４および図５に関連した処理と同様、受光時間決定部２３０によって決定されてよい。他にも、動き特定部２１０は、蛍光撮像の間に撮像された照明光画像７００、例えば照明光画像７００−４〜照明光画像７００−６の画像内容に基づき、検体２０の動きを検出してよい。そして、制御部２０４は、動き特定部２１０によって特定されたオブジェクトの位置および／または大きさが予め定められた範囲内にあることを条件として、蛍光を第２受光部６１０に露光してもよい。つまり、制御部２０４は、オブジェクトの位置および／または大きさが予め定められた範囲外になった場合に、第２受光部６１０への蛍光の露光を停止するなどして、第２受光部６１０による蛍光画像の撮像を停止させてよい。蛍光撮像をしている間の照明光画像７００を含む照明光画像７００から検体２０の動きを検出することで、蛍光の露光時間をできるだけ長く確保することができる。また、検体２０が予測外の動きをした場合であっても、制御部２０４が第２受光部６１０への露光を停止および／または照射部１２８ｂからの励起光の照射を停止することで、出力用の蛍光画像に大きな像ブレが生じてしまうことを未然に防ぐことができる。
【００９３】
また、制御部２０４は、蛍光の総光量が予め定められた値を超えた場合に、第２受光部６１０に多重露光を停止させてよい。具体的には、制御部２０４は、蛍光を露光した露光時間の時間長さを、初期値を０とする露光時間カウンタに加算していく。そして、制御部２０４は、露光時間カウンタが予め定められた値を超えた場合に、第２受光部６１０が有する受光素子からの受光信号の読み出しをさせて、画像生成部２００に出力用の蛍光画像を生成させる。そして、制御部２０４は、露光時間カウンタを初期化する。これにより、検体２０の動きが小さく、１の蛍光画像を撮像するのにより長い露光時間を確保できた場合、より少ない期間の露光で１の出力用の蛍光画像を生成することができる。このため、検体２０の動きが小さい場合、出力用の蛍光画像を高い頻度で更新することができる場合がある。
【００９４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００９５】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００９６】
１０  内視鏡装置
２０  検体
１００  制御装置
１１０  光源
１２０  挿入部
１２１  ノズル
１２２  挿通口
１２４  撮像部
１２５  対物レンズ
１２６  ライトガイド
１２８  照射部
１４０  表示装置
１５０  記録装置
１７０  蛍光剤注入装置
１８０  処置具
２００  画像生成部
２０２  撮像条件決定部
２０４  制御部
２１０  動き特定部
２２０  タイミング予測部
２３０  受光時間決定部
３００  波長フィルタ部
３０１  Ｂ光透過フィルタ
３０２  Ｇ光透過フィルタ
３０３  Ｒ光透過フィルタ
３１０  受光部
３１１  Ｂ光受光素子
３１２  Ｇ光受光素子
３１３  Ｒ光受光素子
４００  照明光画像
４１０、４３０  蛍光画像
４２０、４４０  Ｂ狭帯域光画像
６５０  光分割部
６００  第２波長フィルタ部
６０５  第２受光ユニット
６１０  第２受光部
６２０  第１波長フィルタ部
６２５  第１受光ユニット
６３０  第１受光部
７００  照明光画像
７１０  蛍光画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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