(57)【要約】  本技術の一形態に係る制御装置は、信号生成部を具備する。上記信号生成部は、レーザ光を照明に用いて撮影された被写体の画像信号に基づいてスペックルデータを生成し、上記生成されたスペックルデータに基づいて上記レーザ光の出力を制御する制御信号を生成する。
2018207471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を照明に用いて撮影された被写体の画像信号に基づいてスペックルデータを生成し、前記生成されたスペックルデータに基づいて前記レーザ光を照射するレーザ光源の出力を制御する制御信号を生成する信号生成部
を具備する制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記被写体は、観察対象物と校正用の標準サンプルとを含み、
前記信号生成部は、前記標準サンプルの画像信号に基づいて前記スペックルデータを生成する
制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記被写体のスペックルコントラスト画像を前記表示部に表示させる表示制御部をさらに具備する
制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記信号生成部は、前記スペックルデータが第１の閾値未満の場合には、前記スペックルデータが前記第１の閾値以上となるように前記レーザ光源の出力を増加させ又は減少させる制御信号を生成する
制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の制御装置であって、
前記信号生成部は、前記スペックルデータが前記第１の閾値未満の場合には、前記スペックルデータが前記第１の閾値以上となるまで前記レーザ光源の出力を所定量ずつ増加させ又は減少させる制御を繰り返し実行し、前記レーザ光源の出力の増加量又は減少量が第２の閾値を超えた場合にはエラー信号を生成する
制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記スペックルデータは、スペックルコントラストを含み、
前記信号生成部は、前記スペックルコントラストに基づいて前記制御信号を生成する
制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記画像信号は、各々が輝度情報を含む複数の画素信号を有し、
前記スペックルデータは、最大輝度及び最小輝度の差を含み、
前記信号生成部は、前記最小輝度及び最大輝度の差に基づいて前記制御信号を生成する
制御装置。
【請求項８】
観察対象物にレーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光源の出力を調整するレーザドライバとを有する照明部と、
前記レーザ光の照射を受ける位置に配置されることが可能な校正用の標準サンプルと、
前記レーザ光の照射を受けた観察対象物及び標準サンプルの画像を取得する撮像部と、
前記標準サンプルの画像を構成する個々の画素信号からスペックルデータを生成し、前記生成されたスペックルデータに基づいて前記レーザドライバを制御する制御信号を生成する信号生成部を有する制御装置と
を具備する制御システム。
【請求項９】
請求項８に記載の制御システムであって、
表示部をさらに具備し、
前記制御装置は、前記観察対象物のスペックルコントラスト画像を前記表示部に表示させる表示制御部をさらに有する
制御システム。
【請求項１０】
請求項８に記載の制御システムであって、
前記標準サンプルは、光拡散性の光学素子である
制御システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の制御システムであって、
前記標準サンプルは、拡散板である
制御システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載の制御システムであって、
前記標準サンプルは、手術用ドレープである
制御システム。
【請求項１３】
請求項１０に記載の制御システムであって、
前記標準サンプルを保持する保持ユニットをさらに具備し、
前記保持ユニットは、前記標準サンプルが前記撮影部の撮影領域内に配置される第１の状態と、前記標準サンプルが前記撮影部の撮影領域外に配置される第２の状態とを選択的に切り替える
制御システム。
【請求項１４】
請求項８に記載の制御システムであって、
前記撮影部は、前記観察対象物を撮影する第１のカメラと、前記標準サンプルを撮影する第２のカメラとを有する
制御システム。
【請求項１５】
請求項８に記載の制御システムであって、
内視鏡又は顕微鏡として構成される
制御システム。
【請求項１６】
レーザ光を照明に用いて撮影された被写体の画像信号に基づいてスペックルデータを生成し、
前記生成されたスペックルデータに基づいて前記レーザ光を照射するレーザ光源の出力を制御する制御信号を生成する
ことをコンピュータシステムが実行する制御方法。
【請求項１７】
レーザ光を照明に用いて撮影された被写体の画像信号に基づいてスペックルデータを生成するステップと、
前記生成されたスペックルデータに基づいて前記レーザ光を照射するレーザ光源の出力を制御する制御信号を生成するステップと
をコンピュータシステムに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、生体組織の観察等に適用可能な制御装置、制御システム、制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーザ光を照射することで得られるスペックルデータに基づいて、生体組織の血流等を分析する分析装置について開示されている。この分析装置では、分析対象物に照射されたレーザ光が結像光学系により結像され、撮像素子によりスペックル画像が撮影される。スペックル画像に基づいて算出されるスペックルコントラスに基づいて、結像光学系の開口数が制御される。これによりスペックコントラストを大きくすることが可能となり、血流等の測定精度を向上させることが可能となる（特許文献１の明細書段落［００５６］図１、６等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようにスペックルデータを利用した生体組織の観察等において、高い精度を発揮可能な技術が求められている。【０００５】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、生体組織等を高い精度で観察することが可能となる制御装置、制御システム、制御方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る制御装置は、信号生成部を具備する。上記信号生成部は、レーザ光を照明に用いて撮影された被写体の画像信号に基づいてスペックルデータを生成し、上記生成されたスペックルデータに基づいて上記レーザ光の出力を制御する制御信号を生成する。【０００７】
上記制御装置は、被写体の画像信号から算出されるスペックルデータに基づいてレーザ光源の出力を制御するように構成されているため、レーザ光源の出力のバラツキが抑えられ、生体組織等を高い精度で観察することが可能となる。【０００８】
上記被写体は、観察対象物と校正用の標準サンプルとを含み、上記信号生成部は、上記標準サンプルの画像信号に基づいて上記スペックルデータを生成してもよい。
これにより、レーザ光源の出力又はその変動を高い精度で検出することができる。【０００９】
上記制御装置は、上記被写体のスペックルコントラスト画像を上記表示部に表示させる表示制御部をさらに具備してもよい。
これにより、例えば血管の有無等を高精度に観察することができる。【００１０】
上記信号生成部は、上記スペックルデータが第１の閾値未満の場合には、上記スペックルデータが上記第１の閾値以上となるように上記レーザ光源の出力を増加させ又は減少させる制御信号を生成するように構成されてもよい。
これにより、所望とする観察画像が得られる出力にレーザ光源を制御することができる。【００１１】
上記信号生成部は、上記スペックルデータが上記第１の閾値未満の場合には、上記スペックルデータが上記第１の閾値以上となるまで上記レーザ光源の出力を所定量ずつ増加させ又は減少させる制御を繰り返し実行し、上記レーザ光源の出力の増加量又は減少量が第２の閾値を超えた場合にはエラー信号を生成するように構成されてもよい。
これにより、レーザ光源の異常の有無を検出することができる。【００１２】
上記スペックルデータは、スペックルコントラストを含み、上記信号生成部は、上記スペックルコントラストに基づいて上記制御信号を生成するように構成されてもよい。
あるいは、上記画像信号は、各々が輝度情報を含む複数の画素信号を有し、上記スペックルデータは、最大輝度及び最小輝度の差を含み、上記信号生成部は、上記最小輝度及び最大輝度の差に基づいて上記制御信号を生成するように構成されてもよい。【００１３】
本技術の一形態に係る制御システムは、照明部と、校正用の標準サンプルと、撮像部と、制御装置とを具備する。
上記照明部は、観察対象物にレーザ光を照射するレーザ光源と、上記レーザ光源の出力を調整するレーザドライバとを有する。
上記標準サンプルは、上記レーザ光の照射を受ける位置に配置されることが可能に構成される。
上記撮像部は、上記レーザ光の照射を受けた観察対象物及び標準サンプルの画像を取得する。
上記制御装置は、信号生成部を有する。上記信号生成部は、上記標準サンプルの画像を構成する個々の画素信号からスペックルデータを生成し、上記生成されたスペックルデータに基づいて上記レーザドライバを制御する制御信号を生成する。【００１４】
上記制御システムは、表示部をさらに具備してもよい。上記制御装置は、上記観察対象物のスペックルコントラスト画像を上記表示部に表示させる表示制御部をさらに有する。【００１５】
上記標準サンプルは、典型的には、光拡散性の光学素子である。
上記標準サンプルは、拡散板であってもよいし、手術用ドレープであってもよい。【００１６】
上記制御システムは、上記標準サンプルを保持する保持ユニットをさらに具備してもよい。上記保持ユニットは、上記標準サンプルが上記撮影部の撮影領域内に配置される第１の状態と、上記標準サンプルが上記撮影部の撮影領域外に配置される第２の状態とを選択的に切り替えるように構成される。【００１７】
上記撮影部は、上記観察対象物を撮影する第１のカメラと、上記標準サンプルを撮影する第２のカメラとを有してもよい。【００１８】
前記制御システムは、内視鏡又は顕微鏡として構成されてもよい。【００１９】
本技術の一形態に係る制御方法は、コンピュータシステムにより実行される制御方法であって、レーザ光を照明に用いて撮影された被写体の画像信号に基づいてスペックルデータを生成することを含む。
上記生成されたスペックルデータに基づいて上記レーザ光を照射するレーザ光源の出力を制御する制御信号が生成される。【００２０】
本技術の一形態に係るプログラムは、コンピュータシステムに以下のステップを実行させる。
レーザ光を照明に用いて撮影された被写体の画像信号に基づいてスペックルデータを生成するステップと、
上記生成されたスペックルデータに基づいて上記レーザ光を照射するレーザ光源の出力を制御する制御信号を生成するステップと
を実行させる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本技術によれば、生体組織等を高い精度で観察することが可能となる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】スペックル血流画像化装置の典型的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】脳の血管を撮影した画像の一例であり、Ａは明視画像、ＢはＩＣＧ画像、Ｃはスペックルコントラスト画像である。
【図３】本技術の第１の実施形態に係る制御システムを示す概略構成図である。
【図４】上記制御システムの機能ブロック図である。
【図５】脳を模したモデルにレーザ光を照射して取り込んだスペックル画像の一例である。
【図６】スペックルコントラストの計算単位の説明図である。
【図７】スペックルコントラスト画像の一例を示す図である。
【図８】同じ種類のＬＤを３個用いてスペックルコントラストを計測したときの実験結果である。
【図９】スペックル画像とＬＤのスペクトルの対応を示したものである。
【図１０】ＬＤ電流とスペックルコントラストの関係を示した一例である。
【図１１】上記制御システムの基本動作を示すフローチャートである。
【図１２】上記制御システムにおける制御装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本技術の第２の実施形態に係る制御システムを示す概略構成図である。
【図１４】本技術の第３の実施形態に係る制御システムを示す概略構成図である。
【図１５】本技術の第４の実施形態に係る制御システムを示す概略構成図である。
【図１６】上記制御システムにおける保持ユニットの構成例を示す概略平面図である。
【図１７】本技術の第５の実施形態に係る制御システムを示す概略構成図である。
【図１８】本技術の第５の実施形態に係る制御システムを示す概略構成図である。
【図１９】上記制御システムにおいて取得される画像の一例を示す模式図である。
【図２０】温度によってＬＤのスペクトル幅が変動する一例を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
＜第１の実施形態＞
本実施形態の制御システムは、生体組織の観察等に適用される。ここでは、例えば脳手術に使用可能な脳の血流観察への適用例について説明する。
【００２５】
［技術の概要］
一般に、血流を観察する方法として、超音波ドップラー装置を用いる方法やＩＣＧ蛍光法等が実用化されている。超音波ドップラー装置を用いる方法は、血管に超音波を発生するプローブを当て、超音波と血流のドップラー効果を利用して、血流の状態を把握する。ＩＣＧ蛍光法は、静脈内にインドシアニングリーン（ＩＣＧ）蛍光色素を注射して、近赤外光により血管内に流れるＩＣＧに反応して励起された発光により、血流を観察する。
【００２６】
一方、これとは別に、レーザ光を血管に照射して、スペックル画像により血流を表示するスペックル血流画像化装置が提案されている。スペックル画像とは、干渉性の高い特定の波長を有するレーザ光を照射して得られた画像のことであり、波長は、赤、青、緑でもいいし、赤外や紫外でもよいが、血流の観察においては、近赤外が望ましい。
【００２７】
スペックル血流画像化装置は、干渉性の高いレーザ光を流体内の散乱物質（例えば、血管内を流れる血液）に照射し、散乱物質による干渉光であるスペックルが、流れによって見えにくくなる現象を利用している。スペックルは、例えば、明るい部分と暗い部分の差をスペックルコントラストとして定義される。換言すれば、スペックル血流画像化装置は、流れの無い時はスペックルコントラストが大きくなり、流れがあるとスペックルコントラストが小さくなる現象を利用して、流れの有無（血流の有無）を観察する装置である。
【００２８】
図１は、スペックル血流画像化装置の典型的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。同図に示すスペックル血流画像化装置１００は、被写体Ｆに照明光としてレーザ光Ｌを照射する光源１と、被写体Ｆのスペックル画像を取得するカメラ２と、上記スペックル画像を処理してスペックルコントラストを算出する画像処理部３と、スペックルコントラスト画像を表示可能な表示部４と、上記スペックルコントラストに基づいて照明部１の出力を制御するレーザドライバ５とを備える。
【００２９】
スペックルコントラスト画像とは、上記スペックル画像をスペックルコントラスト計算に基づく信号処理を行い、表示部４に適した画像として画像処理を施して得られた画像のことである。この処理を合わせて、画像処理としている。なお、スペックルコントラストの計算方法については後述する。
【００３０】
脳の血管を撮影したスペックルコントラスト画像の一例を、明視画像及びＩＣＧ画像と比較して図２に示す。図２において、Ａが明視画像、ＢがＩＣＧ画像、Ｃがスペックルコントラスト画像である。なお、明視画像とは、例えば水銀ランプやキセノンランプ等から出射される白色光や、赤、青、緑（赤外、紫外を含んでいてもよい）からなるレーザ光もしくはＬＥＤによってなされる白色光を照射して得られた画像のことである。
【００３１】
このようにスペックル血流画像化装置においては、散乱により生じるスペックル画像が、散乱物質の流れ（動き）によって見えにくくなることを利用しているので、元のレーザ光源のコヒーレンス性（干渉性）が重要である。一般にレーザ光のコヒーレンス性は、スペクトル幅が狭いと高くなるため、スペックル血流画像化装置では、スペクトル幅の狭いレーザが必要となる。半導体レーザ技術の進展によって、比較的光出力が高く、スペクトル幅が狭く、安価なファブリペロー型半導体レーザが実用化されているので、これはスペックル血流画像化装置の光源として好適である。
【００３２】
しかしながら、このような半導体レーザは、後述するように、光出力を調整するために電流量を変えるとスペクトル幅が広くなったり狭くなったりするという問題点があった。また、一般にレーザの状態を把握するためには、スペクトル幅を測定する専用の測定器が必要であったが、このような専用の測定器を装置に組み込むと、システム全体が大きくなり、かつ、構成が複雑になるという問題点もあった。
【００３３】
そこで本実施形態では、レーザ光源を利用したスペックル血流画像化装置において、光源の状態を簡便な方法で把握し、高精度なスペックルコントラスト画像を安定に取得することができる制御システムを提供することを目的とする。
以下、その詳細について説明する。
【００３４】
［制御システム］
図３は、本技術の第１の実施形態に係る制御システム１０１を示す概略構成図である。図４は、図３に示す制御システム１０１の機能ブロック図である。
【００３５】
制御システム１０１は、照明部１０と、撮像部２０と、制御装置３０とを備える。本実施系形態の制御システム１０１は、表示部４０をさらに備える。
【００３６】
照明部１０は、被写体Ｍのスペックル画像を取得する際に照明として用いられるレーザ光Ｌを被写体Ｍに照射する。照明部１０は、図４に示すように、レーザ光源１１と、照明レンズ１２、光ファイバ１３と、レーザドライバ１４とを有する。照明部１０は、レーザ光源１１を所定温度に保つ温調ユニット（図示略）等をさらに有してもよい。
【００３７】
レーザ光源１１は、被写体Ｍに照射されるレーザ光Ｌを発生させる。レーザ光源１１は、レーザダイオード（ＬＤ）で構成され、例えば、ファブリペロー型半導体レーザで構成される。レーザ光源１１から出射されるレーザ光Ｌの波長は特に限定されず、赤、青、緑等の可視光波長でもよいし、赤外あるいは紫外領域の波長でもよく、被写体Ｍの所望とするスペックル画像が得られる適宜のレーザ波長が採用される。本実施形態のように血管内の血流の観察を目的とする場合には、レーザ光源１１として、近赤外線レーザ光源が好適である。
【００３８】
照明レンズ１２は、レーザ光源１１から出射されたレーザ光を光ファイバ１３の入射端部に集光する。光ファイバ１３は、上記入射端部に入射したレーザ光Ｌを出射端部へ伝送し、当該出射端部から被写体Ｍへ照射する。光ファイバ１３を用いることで、レーザ光源１１からレーザ光Ｌを被写体Ｍへ直接照射する場合と比較して、レーザ光Ｌ１の照射位置、照射方向を任意に調整できるため、照明の取り扱いが容易となる。
【００３９】
なお、光ファイバ１３は必要に応じて省略されてもよい。この場合、照明レンズ１２は、レーザ光源１１から出射されたレーザ光Ｌが被写体Ｍの所定領域に照射されるようにレーザ光Ｌの照射範囲を調整するように構成される。
【００４０】
レーザドライバ１４は、レーザ光源１１の出力を調整する。典型的には、レーザドライバ１４は、レーザ光源１１の駆動電流を調整することで、レーザ光源１１の出力を調整する。レーザ光源１１の出力の調整範囲は、レーザ光源１１の種類や仕様に応じて適宜設定され、例えば、２００ｍＷ〜４００ｍＷの範囲とされる。
レーザドライバ１４は、後述するように、制御装置３０から出力される制御信号Ｓ１（図４参照）に基づいて駆動される。
【００４１】
被写体Ｍは、患者の脳等の血管を含む観察対象物Ｍ１と、校正用の標準サンプルＭ２とを含む。標準サンプルＭ２は、典型的には、レーザ光Ｌを撮像部２０に向けて反射させることが可能な光拡散性を有する均一な媒質からなる光学素子が用いられる。標準サンプルＭ２は、後述するように、レーザ光源１１の出力評価の際に参照される。
【００４２】
本実施形態では、標準サンプルＭ２として光反射性の拡散板が用いられるが、後述するように手術用ドレープ等の他の部材が標準サンプルＭ２として兼用されてもよい。標準サンプルＭ２は、レーザ光Ｌの照射を受けることができる位置、典型的には、観察対象物Ｍ１の近傍に配置される。標準サンプルＭ２は、上記撮影領域内に定常的に配置されるが、後述するように任意のタイミングで上記撮影領域内に配置されることが可能に構成されてもよい。
【００４３】
撮像部２０は、レーザ光Ｌが照射された観察対象物Ｍ１及び標準サンプルＭ２を撮影することで、これら被写体Ｍの画像（スペックル画像）を取得する。被写体Ｍのスペックル画像には、観察対象物Ｍ１のスペックル画像と、標準サンプルＭ２のスペックル画像とが含まれる。このうち、標準サンプルＭ２のスペックル画像のことを以下、標準スペックル画像ともいう。
【００４４】
撮像部２０は、図４に示すように、イメージセンサ２１と、レンズ系２２と、カメラコントローラ２３とを有する。
【００４５】
イメージセンサ２１は、レーザ光Ｌで照明された被写体Ｍを撮像し、それを画像信号Ｖｓ（図４参照）として制御装置３０へ出力する。イメージセンサ２１を構成する撮像素子としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサ等が用いられる。もちろん他の種類の撮像素子が用いられてもよい。
【００４６】
レンズ系２２は、被写体Ｍでのレーザ光Ｌの反射像をイメージセンサ２１の撮像素子上に結像する。レンズ系２２は、典型的には、複数の光学レンズおよび絞りで構成され、カメラコントローラ２３を介して光軸方向に移動可能に構成される。
【００４７】
カメラコントローラ２３は、イメージセンサ２１を駆動するとともに、制御装置３０からの制御指令Ｓ３（図４参照）に基づいて、イメージセンサ２１からの画像取り込み制御を実行する。カメラコントローラ２３は、撮像部２０の撮影パラメータを制御することが可能に構成される。撮影に関する撮影パラメータとは、被写体Ｍの撮影に関係する任意のパラメータを含む。撮影パラメータとしては、露光時間、撮像素子の利得（ゲイン）、焦点距離、画角、Ｆ値等の任意のパラメータが含まれる。
なお、カメラコントローラ２３は、制御装置３０の一部として構成されてもよい。
【００４８】
本実施形態では、一台のカメラ（イメージセンサ２１）によって観察対象物Ｍ１と標準サンプルＭ２とが同時に撮影される。したがって、被写体Ｍの画像信号Ｖｓを構成する個々の画素信号には、観察対象物Ｍ２に関する画素信号と、標準サンプルＭ２に関する画素信号が含まれる。
なお後述するように、観察対象物Ｍ１及び標準サンプルＭ２は、一台のカメラで別個に（異なる時刻で）撮影されてもよいし、２台のカメラで同時に（同時刻に）撮影されてもよい。
【００４９】
［制御装置］
続いて、制御装置３０について説明する。
【００５０】
制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤ等のコンピュータの構成に必要なハードウェアを有する。ＣＰＵがＲＯＭ等に予め記録されている本技術に係るプログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、本技術に係る制御方法が実行される。例えばＰＣ（Personal Computer）等の任意のコンピュータにより、制御装置３０を実現することが可能である。
【００５１】
制御装置３０の具体的な構成は限定されず、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、画像処理ＩＣ（Integrated Circuit）、その他ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のデバイスが用いられてもよい。
【００５２】
制御装置３０は、照明部１０、撮像部２０及び表示部４０を制御する。図４に示すように、本実施形態では、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することで、機能ブロックとしての信号生成部３１、及び表示制御部３３が構成される。また制御装置３０のＲＯＭ等によりメモリ３２が構成される。もちろん各ブロックを実現するために、ＩＣ（集積回路）等の専用のハードウェアが用いられてもよい。プログラムは、例えば種々の記録媒体を介して制御装置３０にインストールされる。あるいは、インターネット等を介してプログラムのインストールが実行されてもよい。
【００５３】
信号生成部３１は、レーザ光Ｌを照明に用いて撮影された被写体Ｍの画像信号に基づいてスペックルデータを生成し、生成されたスペックルデータに基づいてレーザ光Ｌを照射するレーザ光源１１の出力を制御する制御信号Ｓ１を生成する。
【００５４】
本実施形態において信号生成部３１は、標準サンプルＭ２の画像を構成する個々の画素信号（すなわち標準スペックル画像）からスペックルデータを生成し、生成されたスペックルデータに基づいてレーザドライバ１４を制御する制御信号Ｓ１を生成する。スペックルデータは、スペックルコントラストを含み、信号生成部３１は、スペックルコントラストに基づいて制御信号Ｓ１を生成する。
【００５５】
メモリ３２は、撮像部２０から入力される画像信号Ｖｓを記憶可能なフレームメモリで構成される。メモリ３２は、信号生成部３１におけるスペックルコントラスト（スペックルデータ）の生成に必要な演算パラメータを固定的に記憶する不揮発性メモリを含む。
【００５６】
表示制御部３３は、信号生成部３１において生成された被写体Ｍのスペックルデータに基づいて、観察対象物Ｍ１や標準サンプルＭ２のスペックルコントラスト画像を生成し、これを表示部４０に表示させる表示信号Ｓ２（図４参照）を表示部４０へ出力する。表示制御部３３は、例えば、１秒間に６０枚（６０Ｈｚ）のタイミングで、スペックルコントラスト画像を生成する。
【００５７】
表示制御部３３は、被写体Ｍのスペックルコントラスト画像のほか、後述するようにレーザ光源１１の出力調整の完了情報、レーザ光源１１のエラー情報等を表示部４０に表示させることが可能に構成される。
【００５８】
なお、表示制御部３３は、被写体Ｍのスペックルコントラスト画像のほか、被写体Ｍのスペックル画像や明視画像、ＩＣＧ画像等を表示部４０に表示させることが可能に構成されてもよい。これらの画像は選択的に複数同時に表示されてもよいし、個々に切り替えて表示されてもよい。照明部１０のほか明視画像を取得するための照明部（図示略）が設置される場合、制御装置３０は、これら各照明を時系列（フィールドシーケンシャル）に切り替えることが可能に構成されてよい。
【００５９】
表示部４０は特に限定されず、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等のモニタ装置でもよいし、内視鏡あるいは顕微鏡用の接眼部に内蔵されたビューア等であってもよい。
【００６０】
図５は、脳を模したモデルにレーザ光を照射して、取り込んだスペックル画像の一例である。同図に示すように、点線の部分に内部に流体が流れる血管を模した中空チューブがあり、内部に血液を模した散乱物質を含む流体を流すことができるようになっている。図中、左上の白い四角で示す領域は、例えば、画像処理の単位を示している。
【００６１】
図６は、スペックルコントラストの計算単位を説明したものである。信号生成部３２は、スペックルコントラストを例えば以下のようにして生成する。
【００６２】
図６Ａに示すように、例えば、５×５画素を単位とし、中央の明るさの（階調値）をＫ、周辺画素の階調値の標準偏差をσ、平均値を（Ｉ）とすると、
Ｋ＝σ／（Ｉ）  …（１）
としてスペックルコントラストが定義される。これを全画面に順番に行うとスペックルコントラスト画像が得られる。
【００６３】
スペックルコントラストの演算に用いられる画素の単位は、図６Ｂに示すように３×３でもいいし、他の単位でもよい。静止状態の場合は、スペックルがはっきりと見え、各画素値の分散が大きくなり、すなわち標準偏差も大きくなるので、Ｋの値は大きくなる。流れがある場合などは、スペックルが乱れて（みられない）ので、各画素値の分散が小さくなり、すなわち標準偏差が小さくなるのでＫの値は、小さくなる。このため血流がある場合など血管内の散乱物質が動いている場合は、Ｋ値は小さく（暗くなる）。図７に、スペックルコントラスト画像の一例を示す。同図において黒くなっている線状の部分は、血流があることを示している。
【００６４】
スペックルコントラストは、上述のように全画面に渡って画像の縦横サイズだけで計算ができる。これにより得られる画像がスペックルコントラスト画像である。しかしながら、得られた画像がどのような状態であるかを通常の画像で判断することは困難である。このためスペックル画像を得やすいものとして、標準サンプルに、光量が概ね均一になるようにレーザ光を照射することが望ましく、更には、拡散板を標準サンプルとして使うことであり、特に反射型の拡散板はこのような目的に好適である。
【００６５】
また、標準サンプルにレーザ光を照射して得られたスペックル画像（標準スペックル画像）は、部分的にスペックルコントラストの値（Ｋ値）が大きくなったり小さくなったり変動する場合があるので、状態の比較評価のためには、代表値を決めておくとよい。このやり方には、種々の手法が考えられるが、例えば、スペックルコントラストとして、全画面のスペックルコントラストの値（スペックルコントラスト値）の平均値を用いたり、均一に照明されている領域のスペックルコントラスト値の平均値を代表値として用いたりしてもよい。
【００６６】
ところが、スペックルコントラストの大きさは、光源の状態、光学系、レンズの絞り、被写体等に依存し、特にレーザ光源はその発振スペクトルにバラツキが生じやすいため、得られるスペックルコントラストもレーザ光源の発振スペクトルの変動の影響を受け易い。
【００６７】
例えば図８Ａ，Ｂに、同じ種類のＬＤを３個用いてスペックルコントラストを計測したときの実験結果を示す。図８Ａは同一製造元の３個のＬＤ（＃１１、＃１２、＃１３）での計測例を、そして図８Ｂは異なる製造元の３個のＬＤ（＃２１、＃２２、＃２３）での計測例をそれぞれ示している。図８Ａ，Ｂに示すように、ＬＤ出力が変わるとスペックルコントラストが変動する。特に図８Ａでは、スペックルコントラストの低下は、ランダムに発生しており、同じ種類のＬＤを使用しても、個体差があることがわかる。
【００６８】
図９は、スペックル画像とＬＤのスペクトルの対応を示したものである。図１０は、ＬＤ電流とスペックルコントラストの関係を示した一例である。図９Ａのスペックル画像に対応するＬＤのスペクトルが図９Ｃに相当し、図９Ｂのスペックル画像に対応するＬＤのスペクトルが図９Ｄに相当する。図９Ａ，Ｂのスペックル画像のスペックルコントラストが、図１０の（Ａ）と（Ｂ）に対応している。スペクトル幅が狭い場合はスペックルコントラストが高く、スペクトル幅が広い場合はスペックルコントラストが低い。
【００６９】
このように、レーザ光源に用いられる半導体レーザは出力（駆動電流）の大きさによってスペクトル幅が変動するため、同一の発振条件でも所望とするスペックルコントラストを有する被写体のスペックル画像を適切に取得することができない場合がある。
【００７０】
そこで本実施形態では、観察対象物Ｍ１の画像を観察する前に、照明部１０から照射されるレーザ光が所望とするスペックルコントラストのスペックル画像が得られるかどうかを評価し、所望とするスペックルコントラストが得られない場合には、所望とするスペックルコントラストが得られるようにレーザ光源１１の出力を調整する。このように実際の画像観察を行う前に、レーザ光源の出力の校正を実行することで、精度の高い画像観察を安定に行うことが可能となる。
【００７１】
［制御システムの動作］
以下、制御装置３０の詳細を制御システム１０１の典型的な動作とともに説明する。
【００７２】
図１１は、制御システム１０１の基本動作を示すフローチャートである。制御システム１０１は、レーザ光Ｌの照射工程（ステップ１０１）と、レーザ光Ｌの出力調整工程（ステップ１０２）と、画像表示工程（ステップ１０３）とを有する。レーザ光Ｌの出力調整工程は、レーザ光Ｌを照明に用いて撮影された被写体Ｍのスペックル画像に基づいてスペックルコントラストを評価し、当該スペックルコントラストが所定の閾値未満の場合にはレーザ光Ｌの出力を調整する。画像表示工程は、レーザ光Ｌの出力調整の結果及び被写体のスペックルコントラスト画像を表示部４０に表示する。
【００７３】
図１２は、制御装置３０の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００７４】
制御装置３０は、制御信号Ｓ１としてレーザドライバ１４へレーザ光源１１の電源投入指令を出力する（ステップ２０１）。そして、レーザ光Ｌの駆動電流を設定電流値（例えば３００ｍＡ）に調整し、被写体Ｍへレーザ光Ｌを照射させる（ステップ２０２）。これらの処理は、図１１のステップ１０１の処理に対応する。
【００７５】
続いて、制御装置３０（信号生成部３２）は、撮像部２０を介してレーザ光Ｌで照明された被写体Ｍのスペックル画像を取得し、その画像信号Ｖｓに基づいて当該スペックル画像のスペックルデータ（本例ではスペックルコントラスト（ＳＣ））を上述の演算方法を用いて算出する（ステップ２０３）。本実施形態では、被写体Ｍのスペックル画像のうち、標準サンプルＭ２（拡散板）のスペックル画像（標準スペックル画像）に基づいてスペックルコントラストを算出する。
【００７６】
信号生成部３２は、標準サンプルＭ２のスペックルコントラストが所定の閾値（以下、第１の閾値）以上であるか否かを判定し、第１の閾値以上の場合には調整完了の旨の表示を表示部４０に表示させる（ステップ２０８）。当該表示制御は、表示制御部３３から表示部４０への制御信号Ｓ２の出力により実行される。
【００７７】
一方、信号生成部３２は、上記スペックルコントラストが第１の閾値未満の場合には、当該スペックルコントラストが第１の閾値以上となるようにレーザ光源１１の出力を増加させ又は減少させる制御信号Ｓ１を生成し、レーザドライバ１４へ出力する（ステップ２０５）。これにより、所望とするスペックルコントラストを有する高精細な観察画像が得られる出力にレーザ光源１１を制御することができる。
【００７８】
第１の閾値は特に限定されず、観察対象物Ｍ１の内容等に応じて適宜設定可能であり血流観察の場合には、例えば、０．４に設定される。
【００７９】
信号生成部３２は、上記スペックルデータが第１の閾値未満の場合には、上記スペックルデータが第１の閾値以上となるまでレーザ光源１１の出力を所定量ずつ増加させ又は減少させる制御を繰り返し実行する（ステップ２０３〜２０６）。図８及び図１０に示したように、駆動電流値の微調整によってスペックルコントラストが改善される場合があるからである。
【００８０】
一例として、信号生成部３２は、レーザ光源１１の電流値を設定電流値（３００ｍＡ）の−１０ｍＡ（２９０ｍＡ）に微調整し、そのときの標準スペックル画像のスペックルコントラストが第１の閾値以上か否かを判定する。そして、スペックルコントラストが第１の閾値以上の場合は、レーザ出力の調整が完了した旨を表示部４０に表示させる（ステップ２０８）。
【００８１】
反対に、上記の場合においてもスペックルコントラストが第１の閾値未満の場合、信号生成部３２は、レーザ光源１１の電流値を今度は設定電流値の＋１０ｍＡ（３１０ｍＡ）に微調整して再度、スペックルコントラストを評価する。以後、信号生成部３２は、第１の閾値以上のスペックルコントラストが得られるまで、レーザ光源１１の電流値を設定電流値の−２０ｍＡ（２８０ｍＡ）、＋２０ｍＡ（３２０ｍＡ）、−３０ｍＡ（２７０ｍＡ）及び＋３０ｍＡ（３３０ｍＡ）に順次変更する。なお、駆動電流の調整幅は１０ｍＡに限られず、５ｍＡ等の適宜の値に設定されてもよい。
【００８２】
一方、駆動電流の調整幅が設定値よりも過剰に離れすぎると、明るくなりすぎたり、暗くなりすぎたり、所望の明るさを得られなくなる。そこで、信号生成部３２は、レーザ光源の出力の増加量又は減少量が第２の閾値（例えば±３０ｍＡ）を超えた場合には、レーザ光源１１の異常を表すエラー信号を生成し、その旨を表示部４０に表示させる（ステップ２０７）。これにより、レーザ光源１１の異常の有無を検出することができるため、照明部１０の点検やレーザ光源１１の交換等を促すアナウンスをユーザへ提供することができる。
【００８３】
以上のように本実施形態によれば、被写体Ｍの画像信号から算出されるスペックルデータに基づいてレーザ光源１１の発振スペクトルを制御するように構成されているため、レーザ光源１１の発振スペクトルのバラツキが抑えられ、脳血管を流れる血流等を高い精度で観察することが可能となる。
【００８４】
特に本実施形態によれば、標準サンプルＭ２のスペックル画像（標準スペックル画像）を用いてレーザ光源１１の発振スペクトルを校正するようにしているので、レーザ光源の発振スペクトル又はその変動を高い精度で検出することができる。
【００８５】
また本実施形態によれば、観察対象物Ｍ１と同一の術野内（撮影領域）に標準サンプルＭ２が配置されているため、観察対象物Ｍ１の照明条件と同一の照明条件での標準スペックル画像を取得できる。これにより、レーザ光源１１の出力の校正精度が高められる。
【００８６】
さらに本実施形態によれば、被写体Ｍのスペックル画像に標準サンプルＭ２が含まれるため、レーザ光源１１の出力の校正を術前だけでなく、術中の任意のタイミング、例えば撮像部２の画角調整の後においても容易かつ迅速に行うことができる。
【００８７】
さらに本実施形態によれば、レーザ光のスペクトル幅を測定する専用の測定器を必要とすることなく、画像のスペックルコントラストを基にレーザ光の状態をリアルタイムで簡便に把握することができるので、システム全体の大型化、複雑化が避けられる。
【００８８】
＜第２の実施形態＞
図１３は、本技術の第２の実施形態に係る制御システム１０２を示す概略構成図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【００８９】
本実施形態の制御システム１０２において、撮像部２０は、被写体である観察対象物Ｍ１を撮影する第１のカメラ２０１と、標準サンプルＭ２を撮影する第２のカメラ２０２とを有する。第１のカメラ２０１は、観察対象物Ｍ１の画像（スペックル画像）を取得し、それを第１の画像信号Ｖｓ１として制御装置３０へ出力する。第２のカメラ２０２は、標準サンプルＭ２の画像（標準スペックル画像）を取得し、それを第２の画像信号Ｖｓ２として制御装置３０へ出力する。
【００９０】
照明部１０は、観察対象物Ｍ１にレーザ光Ｌ１を照射するレーザ光源１１と、標準サンプルＭ２にレーザ光Ｌを照射する光ファイバ１５とを有する。光ファイバ１５は、例えばレーザ光源１１の出射端部に接続され、レーザ光源１１から出射されるレーザ光Ｌの一部を分岐して標準サンプルＭ２に照射する分岐用光ファイバで構成される。これにより同一のレーザ光源１１からのレーザ光Ｌを観察対象物Ｍ１及び標準サンプルＭ２上へ同時に照射することができる。
【００９１】
制御装置３０は、第２のカメラ２０２から出力される第２の画像信号Ｖｓ２に基づいてスペックルコントラストを算出し、第１の実施形態と同様に、その値が第１の閾値未満の場合は当該スペックルコントラストが第１の閾値以上となるようにレーザ光源１１の出力を制御するための制御信号Ｓ１を生成する。制御装置３０は、第１のカメラ２０１から出力される第１の画像信号Ｖｓ１に基づいて、観察対象物Ｍ１のスペックルコントラスト画像を生成し、表示部４０へ表示させる。
【００９２】
以上のように構成される本実施形態の制御システム１０２においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本実施形態によれば、標準サンプルＭ２が観察対象物Ｍ１から比較的離れた位置に配置されている場合でも、レーザ光源１１の出力の調整に必要な標準スペックル画像を得ることができる。
【００９３】
また、観察対象物Ｍ１及び標準サンプルＭ２各々についてレーザ光Ｌの照明条件を個別に最適化することができる。また、観察対象物Ｍ１及び標準サンプルＭ２がそれぞれ別個のカメラ２０１，２０２で撮影可能となるため、各カメラ２０１，２０２の撮影条件を個別に最適化することができる。その結果、観察対象物Ｍ１及び標準サンプルＭ２各々について精細なスペックル画像を容易に取得することができる。
【００９４】
＜第３の実施形態＞
図１４は、本技術の第３の実施形態に係る制御システム１０３を示す概略構成図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【００９５】
本実施形態の制御システム１０３は、標準サンプルＭ２が観察対象物Ｍ１に対して相対移動可能に構成されている点で、第１の実施形態と異なる。すなわち、標準サンプルＭ２は、図中実線で示す退避位置と、図中二点鎖線で示す撮影位置との間を往復移動可能に構成される。退避位置は、撮影部２０の撮影領域外の位置に設定され、撮影位置は、撮影部２０の撮影領域内の位置に設定され、例えば、観察対象物Ｍ１の直上位置に設定される。
【００９６】
本実施形態の制御システム１０３においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本実施形態によれば、レーザ光源１１の出力の調整工程以外のときは標準サンプルＭ２を退避位置へ後退させておくことができるため、観察対象物Ｍ１について比較的広い術野を確保することができる。
【００９７】
本実施形態において標準サンプルＭ２は、図示せずとも、エアシリンダや直動モータ等の適宜の往復移動機構で構成された保持ユニットに保持される。当該保持ユニットは、上述のように、標準サンプルＭ２が撮影部２０の撮影領域内に配置される第１の状態と、標準サンプルＭ２が撮影部２０の撮影領域外に配置される第２の状態とを選択的に切り替えることが可能に構成される。保持ユニットの構成はこれに限られず、後述するように回転機構で構成されてもよい。
【００９８】
＜第４の実施形態＞
図１５は、本技術の第４の実施形態に係る制御システム１０４を示す概略構成図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【００９９】
本実施形態の制御システム１０４は、標準サンプルＭ２が観察対象物Ｍ１に対して相対移動可能に構成されている点で第１の実施形態と異なる。本実施形態の制御システム１０４は、標準サンプルＭ２を保持する保持ユニットとしての回転ステージ６０と、回転ステージ６０の駆動を制御するステージコントローラ５０とを備える。
【０１００】
回転ステージ６０は、標準サンプルＭ２を回転軸６０ａのまわりに回転させることで、標準サンプルＭ２が撮影部２０の撮影領域内に配置される第１の状態と、標準サンプルＭ２が撮影部２０の撮影領域外に配置される第２の状態とを選択的に切り替えることが可能に構成される。
【０１０１】
図１６Ａ〜Ｃは、回転ステージ６０の構成例を示す概略平面図である。
【０１０２】
図１６Ａに示す回転ステージ６０１は、回転軸６０ａを中心部に有する円形のステージ本体６１を有する。ステージ本体６１は、開口部６１１と、標準サンプルＭ２を保持する保持部６１２とを有する。開口部６１１は扇形形状を有し、撮像部２０による観察対象物Ｍ１の撮像領域を開放して観測対象物Ｍ１の撮影を可能とする。開口部６１１の中心角は特に限定されず、図示の角度（約２７０度）よりも小さくてもよいし大きくてもよく、観察対象物Ｍ１の撮像領域を確保できる大きさがあればよい。保持部６１２は所定の回転位置で標準サンプルＭ２を撮像領域に配置できる大きさに形成される。標準サンプルＭ２の平面形状は図示する円形に限られず、矩形等の他の幾何学形状に形成されていればよい。
【０１０３】
回転ステージ６０１は、開口部６１１が標準サンプルＭ２よりも大きな面積で形成されたが、これに限られず、図１６Ｂに示すように、標準サンプルＭ２が開口部よりも大きな面積で形成されてもよい。
【０１０４】
図１６Ｂに示す回転ステージ６０２は、回転軸６０ａを中心に有し標準サンプルＭ２を支持する円形のステージ本体６２を有する。ステージ本体６２は、標準サンプルＭ２で構成されてもよい。ステージ本体６２には、所定の回転位置で撮像部２０による観察対象物Ｍ１の撮像領域を確保できる大きさに形成された開口部６２１を有する。開口部６２１は円形に限られず、矩形等の他の幾何学的形状であってもよい。
【０１０５】
図１６Ｃに示す回転ステージ６０３は、一端部に中心軸６０ａを有し標準サンプルＭ２を支持する矩形のステージ本体６３を有する。ステージ本体６３は、標準サンプルＭ２で構成されてもよい。ステージ本体６３は、所定の回転位置で撮像部２０の撮像領域内に配置されることが可能な適宜の大きさに形成される。
【０１０６】
ステージコントローラ５０は、制御装置３０の切替指令Ｓ４に基づいて、回転ステージ６０を任意の角度回転させることが可能に構成される。ステージコントローラ５０は、制御装置３０の一部として構成されてもよい。なお、回転ステージ６０は、ユーザの手で回転可能に構成されてもよい。
【０１０７】
本実施形態の制御システム１０４においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本実施形態によれば、レーザ光源１１の出力の調整工程以外のときは標準サンプルＭ２を退避位置へ後退させておくことができるため、観察対象物Ｍ１について比較的広い術野を確保することができる。
【０１０８】
＜第５の実施形態＞
図１７及び図１８は、本技術の第５の実施形態に係る制御システム１０５を示す概略構成図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【０１０９】
本実施形態において、制御システム１０５は、脳手術用の顕微鏡に適用され、標準サンプルＭ２には、標準スペックル画像が得られる汎用の手術用ドレープ（布）が用いられる。照明部１０は、レーザ光Ｌを患者の頭部に照射し、撮像部２０は、患者の頭部（観測対象物Ｍ１）及びその周囲のドレープ（標準サンプルＭ２）の画像（スペックル画像）を同時に取得する。その画像の一例を図１９に模式的に示す。図中、Ｍ１１は血管、Ｍ１２は硬膜を表している。
【０１１０】
制御装置３０は、ドレープ（Ｍ２）のスペックル画像から当該画像のスペックルコントラストを算出する。図１９において破線で示す領域Ｒ１は、スペックルコントラスト値を計算する画素の指示領域である。領域Ｒ１は、制御装置３０において任意に選択されてもよいし、ユーザの操作によって選択されてもよい。
【０１１１】
制御装置３０は、任意のタイミング（例えば、開始時に照明部１０の電源を入れた場合や、ユーザがスペックルコントラスト計算領域Ｒ１を指示した場合など）で得られたスペックルコントラスト値を保持しておき、照明光量を変動した場合などに、得られたスペックル画像およびスペックルコントラスト値を比較して、所定の値（例えば、スペックルコントラストの差が０．１）以上の乖離があった場合にエラーを表示することが可能に構成される。標準サンプルＭ２として手術用ドレープを用いる場合は、スペックルコントラストが低くなる場合もあるので、開始時には、拡散板を用い、手術中では、任意の設定場所でのスペックルコントラスト値の変動を確認するようにしてもよい。
【０１１２】
＜その他の実施形態＞
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【０１１３】
例えば以上の実施形態では、標準サンプルＭ２のスペックル画像（標準スペックル画像）を用いて生成されたスペックルコントラストに基づいてレーザ光の出力の校正を行ったが、これに代えて、標準サンプルＭ２を用いないでレーザ光の出力の校正を行ってもよい。例えば観察対象物Ｍ１のスペックル画像を用いてレーザ光の出力が校正されてもよい。この場合、観察対象物Ｍ１においてスペックルコントラスト値が一定の領域を代表値とされてもよい。
【０１１４】
また、以上の実施形態では、スペックルデータとして、スペックルコントラストが算出されたが、これに限られない。例えば、スペックルデータは、単位セル内の画素信号の最大輝度及び最小輝度の差を基に生成されてもよい。具体的には、スペックル画像を構成する単位セル（例えば５×５の画素列）について、最小輝度及び最大輝度の差を平均値で除した値（（Ｇmax−Ｇmin）／（Ｉ））が用いられもよい。また、このような演算方法で生成されるスペックルデータに基づいてレーザ光源の出力を調整する制御信号が生成されてもよい。
【０１１５】
さらに以上の実施形態では、レーザ光源１１の出力の校正時に標準サンプルＭ２のスペックルコントラストを評価するように構成されたが、本技術をレーザ光源１１の温度管理に用いることも可能である。
【０１１６】
例えば図２０Ａ〜Ｃは、温度によってＬＤのスペクトル幅が変動する一例を示したものである。同図において、Ａは２５［℃］、Ｂは２３［℃］、Ｃは２７［℃］のときのスペクトル幅をそれぞれ示している。同図に示すように、ＬＤのスペクトル幅は、温度によって変動するので、それぞれの状態で、標準サンプルにレーザ光を照射して得られたスペックルコントラストも変動する。Ａ〜Ｃにおいて、Ａに示す状態が、Ｂ及びＣに示す状態に比べてスペクトル幅が小さいため、最も高いスペックルコントラストが得られることとなる。
【０１１７】
ＬＤのスペクトル幅が温度によって変動する現象を利用して、制御装置３０に次のような処理を実行させることが可能である。すなわち、通常の流れとして、ＬＤ温度調整を行いながら、ＬＤの電流値調整（出力）を行い、スペックルコントラストの計算によりＬＤの状態を確認して、スペックル画像取得に進む。例えば、１秒間に６０枚の画像（６０［Ｈｚ］の場合）を常に取得し、スペックルコントラスト計算を行う。スペックルコントラスト画像を常に観察するような場合、正常な場合は、ＬＤの温度調整はペルチェ素子などで、ある一定の温度、例えば２５［℃］に常に保たれているが、何らかの不具合、例えば、ペルチェ素子の故障によりＬＤの温度調整ができなくなり、あるいは、熱を逃がすファンが故障して、ペルチェ素子の制御が効かなくなった場合に、スペックルコントラストの低下という現象として現れる。そこで、制御装置３０は、このようなコントラストの低下を検出したときは、表示部４０にエラー表示し、あるいは照明部１０の出力を低下させる処理を実行する。これにより、ＬＤが必要以上に加熱して壊れることを未然に防ぐことができるようになる。
【０１１８】
本技術は、例えば医療・生物分野において用いられる内視鏡や光学顕微鏡等に適用することが可能である。すなわち制御システムを、内視鏡又は顕微鏡として構成することも可能である。
【０１１９】
この場合、観察対象物としては、例えば生体の細胞、組織、臓器等の生体組織が挙げられる。本技術を用いることで、生体組織を高い精度で観察することが可能となる。例えば内視鏡や光学顕微鏡等により撮像されたスペックル画像に基づいて、図１２に示す処理を実行することで、レーザ光源の出力のバラツキが抑えられ、脳血管を流れる血流等を高い精度で観察することが可能となる。
【０１２０】
またユーザ等により操作されるコンピュータと、ネットワーク等を介して通信可能な他のコンピュータとが連動することで、本技術に係る制御方法、及びプログラムが実行され、本技術に係る制御システムが構築されてもよい。
【０１２１】
すなわち本技術に係る制御方法、及びプログラムは、単体のコンピュータにより構成されたコンピュータシステムのみならず、複数のコンピュータが連動して動作するコンピュータシステムにおいても実行可能である。なお本開示において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれもシステムである。
【０１２２】
コンピュータシステムによる本技術に係る制御方法、及びプログラムの実行は、例えばスペックルデータの生成、レーザ光源の出力を制御する制御信号の生成が、単体のコンピュータにより実行される場合、及び各処理が異なるコンピュータにより実行される場合の両方を含む。また所定のコンピュータによる各処理の実行は、当該処理の一部または全部を他のコンピュータに実行させその結果を取得することを含む。
【０１２３】
すなわち本技術に係る制御方法及びプログラムは、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成にも適用することが可能である。
【０１２４】
＜変形例＞
本技術に係る実施形態は、上記で説明した実施形態に限定されず種々変形される。
【０１２５】
例えば以上の実施形態では、標準サンプルにレーザを照射して得られるスペックル画像をイメージセンサ（撮像部２０）で取得するようにしたが、これに代えて、ラインセンサやフォトディテクタ（ＰＤ）などの他の光学素子を用いて、上記スペックル画像を取得するようにしてもよい。
【０１２６】
また以上の実施形態では、制御装置３０とレーザドライバ１４とを別個の機器で構成されたが、これらは共通の機器で構成されてもよい。また、制御装置３０と撮像部２０、あるいは制御装置３０と表示部４０もまた、共通の機器で構成されてもよい。
【０１２７】
さらに以上の実施形態では、観察対象物Ｍ１として脳及び脳血管を例に挙げて説明したが、これに限られず、心臓等の脳以外の他の臓器又はその血管あるいはリンパ腺など、散乱物質の流れを伴う部位を有する任意の生体組織に対して本技術は適用可能である。
【０１２８】
また生体組織の他にも、マイクロ流路を用いた検査デバイスの評価等に本技術が適用されてもよい。例えば、流路内を流れる溶媒の流速等を高精度に検出することが可能となる。この他、本技術が適用可能な分野等は限定されない。
【０１２９】
以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。
【０１３０】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）  レーザ光を照明に用いて撮影された被写体の画像信号に基づいてスペックルデータを生成し、前記生成されたスペックルデータに基づいて前記レーザ光を照射するレーザ光源の出力を制御する制御信号を生成する信号生成部
を具備する制御装置。
（２）（１）に記載の制御装置であって、
前記被写体は、観察対象物と校正用の標準サンプルとを含み、
前記信号生成部は、前記標準サンプルの画像信号に基づいて前記スペックルデータを生成する
制御装置。
（３）（１）又は（２）に記載の制御装置であって、
前記被写体のスペックルコントラスト画像を前記表示部に表示させる表示制御部をさらに具備する
制御装置。
（４）（１）〜（３）のいずれか１つに記載の制御装置であって、
前記信号生成部は、前記スペックルデータが第１の閾値未満の場合には、前記スペックルデータが前記第１の閾値以上となるように前記レーザ光源の出力を増加させ又は減少させる制御信号を生成する
制御装置。
（５）（４）に記載の制御装置であって、
前記信号生成部は、前記スペックルデータが前記第１の閾値未満の場合には、前記スペックルデータが前記第１の閾値以上となるまで前記レーザ光源の出力を所定量ずつ増加させ又は減少させる制御を繰り返し実行し、前記レーザ光源の出力の増加量又は減少量が第２の閾値を超えた場合にはエラー信号を生成する
制御装置。
（６）（１）〜（５）のいずれか１つに記載の制御装置であって、
前記スペックルデータは、スペックルコントラストを含み、
前記信号生成部は、前記スペックルコントラストに基づいて前記制御信号を生成する
制御装置。
（７）（１）〜（５）のいずれか１つに記載の制御装置であって、
前記画像信号は、各々が輝度情報を含む複数の画素信号を有し、
前記スペックルデータは、最大輝度及び最小輝度の差を含み、
前記信号生成部は、前記最小輝度及び最大輝度の差に基づいて前記制御信号を生成する
制御装置。
（８）観察対象物にレーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光源の出力を調整するレーザドライバとを有する照明部と、
前記レーザ光の照射を受ける位置に配置されることが可能な校正用の標準サンプルと、
前記レーザ光の照射を受けた観察対象物及び標準サンプルの画像を取得する撮像部と、
前記標準サンプルの画像を構成する個々の画素信号からスペックルデータを生成し、前記生成されたスペックルデータに基づいて前記レーザドライバを制御する制御信号を生成する信号生成部を有する制御装置と
を具備する制御システム。
（９）（８）に記載の制御システムであって、
表示部をさらに具備し、
前記制御装置は、前記観察対象物のスペックルコントラスト画像を前記表示部に表示させる表示制御部をさらに有する
制御システム。
（１０）（８）又は（９）に記載の制御システムであって、
前記標準サンプルは、光拡散性の光学素子である
制御システム。
（１１）（１０）に記載の制御システムであって、
前記標準サンプルは、拡散板である
制御システム。
（１２）（１０）に記載の制御システムであって、
前記標準サンプルは、手術用ドレープである
制御システム。
（１３）（１０）又は（１１）に記載の制御システムであって、
前記標準サンプルを保持する保持ユニットをさらに具備し、
前記保持ユニットは、前記標準サンプルが前記撮影部の撮影領域内に配置される第１の状態と、前記標準サンプルが前記撮影部の撮影領域外に配置される第２の状態とを選択的に切り替える
制御システム。
（１４）（８）〜（１３）のいずれか１つに記載の制御システムであって、
前記撮影部は、前記観察対象物を撮影する第１のカメラと、前記標準サンプルを撮影する第２のカメラとを有する
制御システム。
（１５）（８）〜（１４）のいずれか１つに記載の制御システムであって、
内視鏡又は顕微鏡として構成される
制御システム。
（１６）レーザ光を照明に用いて撮影された被写体の画像信号に基づいてスペックルデータを生成し、
前記生成されたスペックルデータに基づいて前記レーザ光を照射するレーザ光源の出力を制御する制御信号を生成する
ことをコンピュータシステムが実行する制御方法。
（１７）レーザ光を照明に用いて撮影された被写体の画像信号に基づいてスペックルデータを生成するステップと、
前記生成されたスペックルデータに基づいて前記レーザ光を照射するレーザ光源の出力を制御する制御信号を生成するステップと
をコンピュータシステムに実行させるプログラム。
【符号の説明】
【０１３１】
１０…照明部
１１…レーザ光源
１４…レーザドライバ
２０…撮像部
３０…制御装置
３１…信号生成部
３２…表示制御部
４０…表示部
６０…保持ユニット
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５…制御システム
２０１…第１のカメラ
２０２…第２のカメラ
Ｌ…レーザ光
Ｍ…被写体
Ｍ１…観測対象物
Ｍ２…標準サンプル
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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