(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトル形状が互いに異なる光を発生する光発生部と、
前記光発生部により発生されるスペクトル形状が互いに異なる光を互いに異なる組み合わせで重ね合わせた複数の照射光を、それぞれ異なるタイミングで被写体に照射する照射制御部と、
前記複数の照射光がそれぞれ照射された被写体の複数の画像を、それぞれ異なるタイミングで撮像する撮像部と、
前記複数の画像から、所定スペクトルの画像を生成する画像処理部と
を備え、
前記光発生部は、
第１励起光によりルミネッセンス光を発光する発光体が設けられた発光部と、
前記発光体に入射される前記第１励起光を発光する励起部と
を有し、
前記撮像部は、被写体からの光を受光する撮像素子を複数有しており、複数の前記撮像素子が受光した光の強度に基づいて前記複数の画像を撮像し、
前記複数の撮像素子は、それぞれ受光波長域が異なり、
前記発光体は、前記第１励起光、および前記第１励起光とはスペクトル形状が異なる第２励起光により、ルミネッセンス光を発光し、
前記励起部は、前記発光部にそれぞれ入射される前記第１励起光および前記第２励起光を発光し、
前記照射制御部は、前記励起部が発光した前記第１励起光により前記発光体が発光するルミネッセンス光と前記励起部が発光して前記発光部を通過した前記第１励起光の一部とが重ね合わされた第１照射光と、前記励起部が発光した前記第２励起光により前記発光体が発光するルミネッセンス光と前記励起部が発光して前記発光部を通過した前記第２励起光の一部とが重ね合わされた、前記第１照射光とはスペクトル形状が異なる第２照射光とを、それぞれ異なるタイミングで被写体に照射し、
前記複数の照射光は、前記複数の撮像素子が受光することができる複数の前記受光波長域のうちの少なくとも一の前記受光波長域においてスペクトル形状が互いに異なる
撮像装置。
【請求項２】
前記発光体は、前記第１励起光とは異なるスペクトルの前記第２励起光により、前記第１励起光により発光するルミネッセンス光のスペクトル形状と略同一のスペクトル形状のルミネッセンス光を発光する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像素子は、前記第１励起光により発光するルミネッセンス光の波長域と、前記第１励起光の波長域とを、前記受光波長域として含み、
前記励起部は、前記撮像素子の前記受光波長域以外の波長域の光である前記第２励起光を発光する
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像部は、それぞれ受光波長域が異なる複数の撮像素子を有しており、
前記発光体は、前記第１励起光により、前記複数の撮像素子のそれぞれにおける前記受光波長域の少なくとも一部を含む波長域のルミネッセンス光を発光する
請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記励起部は、それぞれコヒーレントな光である前記第１励起光および前記第２励起光を発光する
請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
少なくとも先端部が狭所に挿入され、前記励起部が前記第１励起光および前記第２励起光を前記発光部に導光する光ファイバを有する挿入部
をさらに備え、
前記発光部は、前記挿入部の先端部に設けられる
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像素子は、前記挿入部の先端部に設けられる
請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光発生部は、１以上の発光体を更に有し、
前記光発生部が有する複数の前記発光体は、それぞれ異なるスペクトル形状の光を発光し、
前記照射制御部は、前記複数の発光体を、異なるタイミングにおいて異なる組み合わせで発光させる
請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記複数の発光体は、それぞれスペクトル形状が異なるルミネッセンス光を発光し、
前記照射制御部は、前記複数の発光体が発光するルミネッセンス光を互いに異なる組み合わせで重ね合わせた光を含む前記複数の照射光を、それぞれ異なるタイミングで被写体に照射する
請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記複数の発光体は、それぞれ波長域が異なる励起光により、それぞれスペクトル形状が異なるルミネッセンス光を発光し、
前記励起部は、前記複数の発光体をそれぞれ励起する、スペクトル形状が異なる前記励起光を発光し、
前記照射制御部は、波長域が異なる前記励起光をそれぞれ異なるタイミングにおいて異なる組み合わせで前記励起部に発光させることにより、前記複数の発光体が発光するルミネッセンス光を互いに異なる組み合わせで重ね合わせた光を含む前記複数の照射光を、それぞれ異なるタイミングで被写体に照射する
請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記複数の照射光は、前記受光波長域における波長域が他の少なくとも１つの照射光の波長域の部分波長域である部分波長域光を含み、
前記画像処理部は、前記他の少なくとも１つの照射光が照射された被写体の画像、および前記部分波長域光が照射された被写体の画像に基づいて、前記他の少なくとも１つの照射光の波長域における前記部分波長域光の波長域以外の波長域の画像を、前記所定スペクトルの画像として生成する
請求項１から１０のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記複数の照射光は、それぞれ前記受光波長域における波長域が前記受光波長域の部分波長域である第１部分波長域光と第２部分波長域光とを含み、
前記画像処理部は、前記第１部分波長域光が照射された被写体の画像、および前記第２部分波長域光が照射された被写体の画像に基づいて、前記受光波長域において前記第１部分波長域光および前記第２部分波長域光のいずれの波長域より広い波長域の画像を、前記所定スペクトルの画像として生成する
請求項１から１０のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記画像処理部は、前記複数の画像、および、前記複数の照射光のそれぞれのスペクトルに基づいて、前記所定スペクトルの画像を生成する
請求項１から１０のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記複数の照射光は波長域が互いに異なる
請求項１から１３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
被写体を撮像するためのスペクトル形状が互いに異なる光を発生する光発生部を有する撮像装置の作動方法であって、
前記撮像装置が備える制御部が、前記光発生部により発生されるスペクトル形状が互いに異なる光を互いに異なる組み合わせで重ね合わせた複数の光を、それぞれ異なるタイミングで前記発生部に発生させる段階と、
前記撮像装置が備える撮像部が、被写体の複数の画像をそれぞれ異なる前記タイミングで撮像する段階と、
前記撮像装置が備える画像処理部が、前記複数の画像から、所定スペクトルの画像を生成する段階と
を備え、
前記光発生部は、
第１励起光によりルミネッセンス光を発光する発光体が設けられた発光部と、
前記発光体に入射される前記第１励起光を発光する励起部と
を有し、
前記撮像部は、被写体からの光を受光する複数の撮像素子を有しており、
前記撮像する段階は、前記撮像部が、前記複数の撮像素子が受光した光の強度に基づいて前記複数の画像を撮像し、
前記複数の撮像素子は、それぞれ受光波長域が異なり、
前記発光体は、前記第１励起光、および前記第１励起光とはスペクトル形状が異なる第２励起光により、ルミネッセンス光を発光し、
前記励起部は、前記発光部にそれぞれ入射される前記第１励起光および前記第２励起光を発光し、
前記複数の光は、前記励起部が発光した前記第１励起光により前記発光体が発光するルミネッセンス光と前記励起部が発光して前記発光部を通過した前記第１励起光の一部とが重ね合わされた第１の光と、前記励起部が発光した前記第２励起光により前記発光体が発光するルミネッセンス光と前記励起部が発光して前記発光部を通過した前記第２励起光の一部とが重ね合わされた、前記第１の光とはスペクトル形状が異なる第２の光とを含み、
前記複数の光は、前記複数の撮像素子が受光することができる複数の前記受光波長域のうちの少なくとも一の前記受光波長域においてスペクトル形状が互いに異なる
作動方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の作動方法を前記撮像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、撮像装置、撮像方法、およびプログラムに関する。本発明は、特に、画像を撮像する撮像装置および撮像方法、ならびに、撮像装置用のプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光源からの出射光を回転フィルタを用いて、広帯域光と波長帯域が狭い狭帯域光とに順次切り替えて出射して、広帯域光を照射したときに得られた画像信号と、狭帯域光を照射したときに得られた画像信号とを合成する電子内視鏡装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００７−２０２５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献に記載の技術では、照射する光の波長帯域は、回転フィルタにより順次切り替えられる。このため、観察目的に応じた望ましいスペクトルの光を望ましいタイミングで照射することができない。
【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、本発明の第１の形態によると、撮像装置であって、スペクトル形状が異なる光が異なる組み合わせで重ね合わせられた複数の照射光を、それぞれ異なるタイミングで被写体に照射する光照射部と、複数の照射光がそれぞれ照射された被写体の複数の画像を、それぞれ異なるタイミングで撮像する撮像部と、複数の画像から、所定スペクトルの画像を生成する画像処理部とを備える。
【０００５】
本発明の第２の形態によると、スペクトル形状が異なる光が異なる組み合わせで重ね合わせられた複数の照射光を、それぞれ異なるタイミングで被写体に照射する光照射段階と、複数の照射光がそれぞれ照射された被写体の複数の画像を、それぞれ異なるタイミングで撮像する撮像段階と、複数の画像から、所定スペクトルの画像を生成する画像処理段階とを備える。
【０００６】
本発明の第３の形態によると、撮像装置用のプログラムであって、コンピュータを、スペクトル形状が異なる光が異なる組み合わせで重ね合わせられた複数の照射光を、それぞれ異なるタイミングで被写体に照射する光照射部、複数の照射光がそれぞれ照射された被写体の複数の画像を、それぞれ異なるタイミングで撮像する撮像部、複数の画像から、所定スペクトルの画像を生成する画像処理部として機能させる。
【０００７】
なお、上記の発明の概要は、この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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じてこの発明を説明するが、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。
【０００９】
図１は、一実施形態に係わる内視鏡システム１０の構成の一例を、生体１９０とともに示す。内視鏡システム１０は、観察目的、観察対象等に応じた望ましいスペクトル形状の照射光を生体１９０に照射して撮像する。
【００１０】
内視鏡システム１０は、内視鏡の一部としてのスコープ１００、鉗子１３５、画像処理部１４０、制御部１０５、光照射部１２０、操作部１６０、出力部１５０、およびＩＣＧ注入部１７０を備える。なお、図１において、Ａ部は、スコープ１００の先端部１０２を拡大して示す。
【００１１】
なお、内視鏡システム１０は、本実施形態を用いて後述するように、撮像システムあるいは画像処理システムとして機能することができる。また、内視鏡は、撮像装置として機能することができる。例えば、撮像部１１０、光照射部１２０、および画像処理部１４０は、撮像装置として機能することができる。また、生体１９０は、この発明における被写体の一例であってよい。
【００１２】
挿入部の一例としてのスコープ１００は、撮像部１１０および鉗子口１３０を有している。スコープ１００は、光照射部１２０の一部としての光ファイバ１２６および発光部１２８を内蔵する。スコープ１００は、少なくとも先端部１０２が狭所に挿入される。例えば、スコープ１００は、生物の食道、腸管などに挿入される。
【００１３】
スコープ１００の先端部１０２は、ノズル１３８、撮像部１１０の一部としてのレンズ１１２、および出射口１２９を有する。なお、スコープ１００が内蔵する光ファイバ１２６および発光部１２８は、一例としてスコープ１００の外部に設けられた励起部１２４および照射制御部１２２とともに、光照射部１２０として機能する。なお、スコープ１００は、励起部１２４を内蔵することもできる。
【００１４】
鉗子口１３０には鉗子１３５が挿入され、鉗子口１３０は鉗子１３５を先端部１０２にガイドする。なお、鉗子１３５は、各種の先端形状を備えてよい。なお、鉗子口１３０には、鉗子の他に、生体１９０を処置する種々の処置具が挿入されてよい。ノズル１３８は、水あるいは空気を生体１９０に送出する。
【００１５】
発光部１２８は、励起光によりルミネッセンス光を発光する発光体を含んでいる。励起部１２４は、発光体にルミネッセンス光を発光させる励起光を発光する。光ファイバ１２６は、励起部１２４が発光した励起光を発光部１２８に導く。励起部１２４が発光した励起光は、光ファイバ１２６を介して発光部１２８に入射される。
【００１６】
発光体は、光ファイバ１２６を介して入射した励起光により励起して、ルミネッセンス光を発光する。発光部１２８が発光したルミネッセンス光は、出射口１２９を通過して生体１９０に照射光として照射される。なお、発光体が発するルミネッセンス光は、可視光領域の光を含んでよい。また、照射光は、撮像部１１０が生体１９０を撮像する場合に生体１９０を照らす照明光として機能することができる。
【００１７】
なお、ルミネッセンス光は、照射光の一成分として生体１９０に照射される。例えば、励起部１２４が発光した励起光が、ルミネッセンス光と重ね合わされて、照射光として生体１９０に照射されてよい。また、発光体は、他の波長域の励起光より、ルミネッセンス光を発光してよい。この場合、励起部１２４が他の波長域の励起光を発光することにより、当該他の波長域の励起光が、ルミネッセンス光と重ね合わされて照射光として生体１９０に照射される。
【００１８】
このように、照射制御部１２２は、励起部１２４が発光する励起光の波長域を制御することにより、出射口１２９から異なるスペクトル形状の照射光を照射させる。また、照射制御部１２２は、励起部１２４が発光する励起光の発光タイミングを制御することにより、出射口１２９から異なるスペクトル形状の照射光をそれぞれ異なるタイミングで照射することができる。
【００１９】
なお、励起部１２４および発光部１２８は、スペクトル形状が異なる光を発生する光発生部として機能することができる。そして、光照射部１２０は、スペクトル形状が異なる光が異なる組み合わせで重ね合わせられたスペクトル形状が異なる照射光を、それぞれ異なるタイミングで生体１９０に照射することができる。なお、光照射部１２０は、撮像部１１０が分光感度を有する波長域内においてスペクトル形状が少なくとも異なっている照射光を照射することが望ましい。
【００２０】
撮像部１１０は、照射光が照射された生物内部の生体１９０を撮像する。なお、生体１９０としては、胃の粘膜、腸の粘膜等のような、生物の消化器の粘膜等を例示することができる。
【００２１】
撮像部１１０は、スペクトル形状が異なる複数の照射光がそれぞれ照射された生体１９０の複数の画像を、それぞれ異なるタイミングで撮像する。具体的には、撮像部１１０は、ルミネッセンス光を含むスペクトル形状が異なる複数の照射光をそれぞれ照射した場合における生体１９０からの光により、それぞれ異なるタイミングで複数の画像を撮像する。
【００２２】
なお、撮像部１１０は、ルミネッセンス光が生体１９０の表面１９２または内部で反射した反射光により、生体１９０を撮像することができる。または、撮像部１１０は、ルミネッセンス光が生体１９０によって散乱された散乱光により、生体１９０を撮像することができる。
【００２３】
画像処理部１４０は、撮像部１１０により得られた画像を処理する。具体的には、画像処理部１４０は、撮像部１１０が撮像した複数の画像から、所定スペクトルの画像を生成する。
【００２４】
ここで、ルミネッセンス光は広波長域光であり、励起光はともに、ルミネッセンス光より波長域が狭い狭波長域光であるとする。例えば、励起部１２４は、予め定められた値より狭い波長幅の励起光を発光する。例えば、励起部１２４は、１０〜２０ｎｍ程度の波長幅の励起光を発光してよい。また、励起光の一方の波長域は、撮像部１１０の分光感度外の波長域であるとする。この場合、分光感度外の波長域の励起光により生じたルミネッセンス光を照射光として照射した場合に撮像された画像は、当該ルミネッセンス光のスペクトルに応じた画像を表している。
【００２５】
この場合に、画像処理部１４０は、撮像部１１０による分光感度内の波長域の励起光および当該励起光により生じたルミネッセンス光を照射光として照射した場合に得られた画像から、当該ルミネッセンス光のスペクトルに応じた画像を減算する。これにより、画像処理部１４０は、撮像部１１０による分光感度内の励起光のスペクトルに応じた画像を、所定スペクトルの画像として生成することができる。このようにして、画像処理部１４０は、広波長域の画像と、狭波長域の画像とを、所定スペクトルの画像として生成することができる。
【００２６】
なお、異なる波長域の励起光により、異なるスペクトル形状のルミネッセンス光を発光体が発光することができる場合には、光照射部１２０は、励起光の波長域および強度を制御することで、発光部１２８が発光する光のスペクトルを制御することができる。また、狭波長域の励起光の一部を発光部１２８が通過することで、光照射部１２０は上述したように狭波長域の照射光を生体１９０に照射することができる。
【００２７】
画像処理部１４０が生成した画像は、出力部１５０に出力される。出力部１５０は、画像処理部１４０が生成した画像を表示する表示装置であってよい。この場合、出力部１５０は、画像処理部１４０が生成した狭波長域の画像を強調した画像と、広波長域の画像とを重ね合わせて表示してよい。また、出力部１５０は、狭波長域の画像を強調した画像と広波長域の画像とを、予め定められた値より高い表示レートで切り替えて表示してもよい。
【００２８】
なお、光照射部１２０は、照射光のスペクトル形状を順次切り替えてよい。そして、撮像部１１０は、当該切り替えに同期して、生体１９０を連続的に撮像してよい。これにより、画像処理部１４０は、生体１９０の動画を生成することができる。
【００２９】
なお、出力部１５０は、画像処理部１４０が生成した画像を記録媒体に記録する記録装置であってよい。例えば、出力部１５０は、狭波長域の画像を強調した画像と、広波長域の画像とを重ね合わせた画像を記録媒体に記録してよい。また、出力部１５０は、狭波長域の画像を強調した画像と広波長域の画像とが予め定められた値より高い表示レートで切り替えて表示される動画を、記録媒体に記録してもよい。記録媒体は、不揮発性の記録媒体であってよい。記録媒体としては、ハードディスクなどの、磁気記録媒体、半導体メモリなどを例示することができる。
【００３０】
以上説明したように、内視鏡システム１０によると、生体１９０からの所定スペクトルの光による生体１９０の画像を生成することができる。ここで、所定スペクトルの光の波長域としては、後に説明するように、４５０ｎｍの近傍、５００ｎｍの近傍、５５０ｎｍの近傍、または８３０ｎｍの近傍の波長域、若しくはそれらの波長域の組み合わせの波長域を例示することができる。また、所定スペクトルの光の波長域は、１０〜２０ｎｍの波長幅の狭波長域であってよい。
【００３１】
４５０ｎｍの近傍の波長域を所定スペクトルの光の波長域とした場合には、画像処理部１４０は、生体１９０の表層血管、腸管表層のピットなどの画像を強調した画像を生成することができる。また、５００ｎｍの近傍の波長域を所定スペクトルの光の波長域とした場合には、画像処理部１４０は、陥凹隆起を強調した画像を生成することができる。例えば、画像処理部１４０は、凹部１９６または凸部１９４を強調した画像を生成することができる。
【００３２】
また、５５０ｎｍの近傍の波長域を所定スペクトルの光の波長域とした場合には、画像処理部１４０は、ヘモグロビン濃度を強調した画像を生成することができる。例えば、画像処理部１４０は、生体１９０における発赤、微細血管を強調した画像を生成することができる。
【００３３】
また、６００ｎｍの近傍の波長域を所定スペクトルの光の波長域とした場合には、画像処理部１４０は、生体１９０の自家蛍光に基づく生体１９０の肥厚を強調した画像を生成することができる。また、８３０ｎｍ近傍の波長域を所定スペクトルの光の波長域とした場合には、画像処理部１４０は、生体１９０の深部の血管を強調した画像を生成することができる。
【００３４】
なお、深部の血管を強調した画像は、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）などのルミネッセンス物質を生体１９０に注入することで得ることができる。例えば、ＩＣＧ注入部１７０は、静脈注射によって生体の血管内にＩＣＧを注入することで、ルミネッセンス物質であるインドシアニングリーン（ＩＣＧ）を生体１９０に注入する。ＩＣＧは、例えば７８０ｎｍ近傍の波長域の励起光に励起されて、８３０ｎｍ付近の波長域の蛍光を発する。撮像部１１０は、ＩＣＧからのルミネッセンス光により、生体１９０内の血管を撮像することができる。なお、本実施形態においてルミネッセンス物質としてＩＣＧを例示するが、ルミネッセンス物質としては、ＩＣＧ以外の蛍光物質を用いることができる。
【００３５】
なお、発光部１２８が含む発光体または生体１９０に注入するルミネッセンス物質の少なくとも一方が発するルミネッセンス光としては、蛍光および燐光を例示することができる。また、発光部１２８が含む発光体が発するルミネッセンス光としては、上述した光ルミネッセンスによるルミネッセンス光の他に、エレクトロルミネッセンス、電子線によるカソードルミネッセンス、摩擦ルミネッセンス、熱による熱ルミネッセンス、音響波によるソノルミネッセンス、物理的な力によるトリボルミネッセンスなどの少なくともいずれかによるルミネッセンス光を例示することができる。励起部１２４は、発光体を励起する励起エネルギーとして、光エネルギーの他に、電気エネルギー、摩擦エネルギー、熱エネルギーなど、発光体の励起過程に応じたエネルギーを供給することで、発光体からルミネッセンス光を発光させることができる。
【００３６】
また、操作部１６０は、ユーザからの指示を取得する。ユーザからの指示としては、観察対象または観察目的を指定する指示を取得してよい。当該指示としては、上述したピット、表層血管、陥凹隆起、深部血管などを強調する旨の指示を例示することができる。
【００３７】
制御部１０５は、操作部１６０がユーザから指示を取得した場合に、当該指示に応じたスペクトル形状の照射光を光照射部１２０から照射させるべく、照射制御部１２２に指示する。照射制御部１２２は、当該指示に応じて、励起部１２４に発光させる励起光のスペクトル、励起光を発光する時間幅などを制御する。また、制御部１０５は、ユーザからの指示に応じて、撮像部１１０における撮像動作を制御したり、画像処理部１４０における画像処理を制御する。
【００３８】
他にも、操作部１６０は、スコープ１００を制御する制御内容を含む指示を、ユーザから取得する。例えば、操作部１６０は、スコープ１００の先端部１０２を駆動する駆動量を含む指示を、ユーザから取得する。一例として、操作部１６０は、スコープ１００の先端部１０２のアングルを変化させる場合にユーザが回転させるアングル制御ノブを有しており、アングル制御ノブがユーザによって回転させられた回転量を含む指示を、スコープ１００の先端部１０２を駆動する駆動量を含む指示としてユーザから取得してよい。
【００３９】
制御部１０５は、操作部１６０がユーザから取得した指示に基づき、スコープ１００を制御する。例えば、制御部１０５は、当該指示に基づきスコープ１００を駆動してよい。例えば、制御部１０５は、操作部１６０が取得した回転量に応じた量だけ、スコープ１００の先端部１０２のアングルを変化させてよい。
【００４０】
図２は、スコープ１００の内部構造の一例を模式的に示す。撮像部１１０は、レンズ１１２、フィルタ部２１０、および受光部２００を有する。撮像部１１０および発光部１２８は、スコープ１００における先端部１０２に設けられる。
【００４１】
発光部１２８は、発光体を含んでいる。具体的には、発光部１２８は、ルミネッセンス光を発光する発光体を含んでいる。上述したように、発光体は、励起光によりルミネッセンス光を発光する。
【００４２】
励起部１２４は、励起光を光ファイバ１２６に入射する。光ファイバ１２６は、入射した励起光を発光部１２８に導く導光路として機能する。このように、励起部１２４は、発光体に入射され、発光体にルミネッセンス光を発光させる励起光を発光する。
【００４３】
なお、発光部１２８は、励起光のうちの一部を通過する。発光部１２８を通過した一部の励起光は、生体１９０に照射される。励起部１２４が発光して発光部１２８を通過した狭波長域の励起光は、後述するように、狭波長域光による所定スペクトルの画像を生成するための光として利用され得る。
【００４４】
一例として、発光部１２８が含む発光体は、第１励起光、および当該第１励起光とスペクトル形状が異なる第２励起光により、ルミネッセンス光を発光する。例えば、発光部１２８が含む発光体は、第１励起光、および当該第１励起光とスペクトル形状が異なる第２励起光により、略同一のスペクトル形状のルミネッセンス光を発光する。
【００４５】
励起部１２４は、発光部１２８にそれぞれ入射される第１励起光および第２励起光を発光することができる。例えば、照射制御部１２２は、第１励起光と第２励起光とを異なるタイミングで励起部１２４に発光させる。励起部１２４が発した第１励起光および第２励起光は、光ファイバ１２６により発光部１２８に導光される。
【００４６】
ここで、発光部１２８は、第１励起光の一部および第２励起光の一部を通過する。このため、励起部１２４が第１励起光を発光したタイミングでは、第１励起光により発光体が発光するルミネッセンス光、および励起部１２４が発光して発光部１２８を通過した第１励起光を含む第１照射光が、生体１９０に照射される。そして、励起部１２４が第２励起光を発光したタイミングでは、第２励起光により発光体が発光するルミネッセンス光、および励起部１２４が発光して発光部１２８を通過した第２励起光を含む第２照射光が、生体１９０に照射される。このようにして、照射制御部１２２は、スペクトル形状が異なる第１照射光および第２照射光を、それぞれ異なるタイミングで生体１９０に照射することができる。
【００４７】
以上説明したように、照射制御部１２２は、スペクトル形状が異なる光を異なる組み合わせで重ね合わせた照射光を、それぞれ異なるタイミングで生体１９０に照射することができる。具体的には、照射制御部１２２は、スペクトル形状が異なる第１照射光および第２照射光を、異なるタイミングで生体１９０に照射することができる。
【００４８】
このようにして、照射制御部１２２は、発光体が発光するルミネッセンス光および励起部１２４が発光した励起光を含む第１照射光と、当該第１照射光とスペクトル形状が異なる第２照射光とを、それぞれ異なるタイミングで生体１９０に照射することができる。上述した例では、第１照射光および第２照射光は、発光体が発光するルミネッセンス光を含むが、第１照射光および第２照射光の少なくとも一方が、ルミネッセンス光を含んでよい。例えば、第１照射光は、発光体が発光するルミネッセンス光および励起部１２４が発光した励起光を含み、第２照射光は、ルミネッセンス光を含まなくてもよい。
【００４９】
なお、発光体は、第１励起光と波長域が異なる第２励起光により、第１励起光により発光するルミネッセンス光のスペクトル形状と異なるスペクトル形状のルミネッセンス光を発光してもよい。照射制御部１２２は、励起部１２４における第１励起光および第２励起光の発光タイミングを制御することにより、スペクトル形状が異なる照射光をそれぞれ異なるタイミングで生体１９０に照射することができる。
【００５０】
なお、励起部１２４は、レーザダイオードを有してよく、励起光としてのレーザ光を発光して光ファイバ１２６に入射してよい。発光体は、上述したように励起部１２４が発光したレーザ光によって励起されてルミネッセンス光を発する蛍光体であってよい。なお、レーザ光は、コヒーレントな光の一例であってよい。励起部１２４は、それぞれコヒーレントな光である第１励起光および第２励起光を発光することができる。
【００５１】
また、発光部１２８は、発光体の一例としての発光ダイオードを有してもよい。例えば、発光部１２８は、異なるスペクトル形状の光を発光する複数の発光ダイオードを有してよい。照射制御部１２２は、これらの複数の発光ダイオードの発光タイミングを制御することで、異なるスペクトル形状の光を重ね合わせた照射光を異なるタイミングで生体１９０に照射することができる。この場合、励起部１２４は、電気エネルギーを発光部１２８に供給してよい。この構成においても、スコープ１００のスコープ径を小さくすることができる。
【００５２】
なお、発光部１２８は、それぞれ異なるスペクトル形状の光を発光することができる複数の発光体を含んでよい。そして、照射制御部１２２は、複数の発光体を、異なるタイミングにおいて異なる組み合わせで発光させることで、スペクトル形状が異なる照射光をそれぞれ異なるタイミングで生体１９０に照射することができる。
【００５３】
例えば、発光部１２８は、それぞれスペクトル形状が異なるルミネッセンス光を発光する複数の発光体を含んでよい。複数の発光体は、それぞれ波長域が異なる励起光により、それぞれスペクトル形状が異なるルミネッセンス光を発光してよい。そして、励起部１２４は、複数の発光体をそれぞれ励起する、波長域が異なる励起光を発光してよい。この場合、照射制御部１２２は、波長域が異なる励起光をそれぞれ異なるタイミングにおいて異なる組み合わせで励起部１２４に発光させることにより、複数の発光体が発光するルミネッセンス光を異なる組み合わせで重ね合わせた照射光を、それぞれ異なるタイミングで生体１９０に照射する。このようにして、照射制御部１２２は、複数の発光体が発光するルミネッセンス光を異なる組み合わせで重ね合わせた照射光を、それぞれ異なるタイミングで生体１９０に照射することができる。
【００５４】
なお、上述したように、撮像部１１０がＩＣＧからのルミネッセンス光により生体１９０を撮像する場合には、励起部１２４は、ＩＣＧを励起することができる波長域の励起光を発光してよい。例えば、励起部１２４は、７８０ｎｍ近傍の波長域の励起光を発光する。励起部１２４が発光した７８０ｎｍ近傍の波長域の励起光は、発光部１２８を通過して生体１９０に照射される。
【００５５】
このように、光照射部１２０は、レーザダイオード、発光ダイオード、および蛍光体などの種々の光源を有してよい。光照射部１２０は、これらの光源が独立に発する光を種々の組み合わせで重ね合わせることで、スペクトル形状が異なる照射光を独立に発生することができる。
【００５６】
レンズ１１２は、生体１９０からの光を受光部２００に結像させる。フィルタ部２１０はカラーフィルタであり、異なる波長領域の光を選択的に透過する複数のカラーフィルタ素子が略同一面上にマトリクス状に配列されて形成されてよい。フィルタ部２１０の構成については、図３に関連して後述する。
【００５７】
図３に関連して後述するように、受光部２００が有する撮像素子が受光した受光量を示す電気信号は、画像処理部１４０に供給される。このように、撮像部１１０は、生体１９０からの光を受光する複数の撮像素子を有しており、各撮像素子が受光した光の強度に応じた画像信号を生成することができる。なお、撮像部１１０は、光照射部１２０から第１照射光が生体１９０に照射されている期間、および、光照射部１２０から第２照射光が生体１９０に照射されている期間のそれぞれの期間に撮像素子を露光することにより、それぞれのタイミングで撮像された画像を示す画像信号を生成することができる。
【００５８】
図３は、フィルタ部２１０におけるフィルタ配列および受光部２００における撮像素子配列の一例を示す。フィルタ部２１０は、青成分の光を選択的に通過するＢフィルタ３６０−１およびＢフィルタ３６０−２と、緑成分の光を受光するＧフィルタ３７０と、赤成分の光を選択的に通過するＲフィルタ３８０とを有する。以後の説明では、Ｂフィルタ３６０−１およびＢフィルタ３６０−２を、Ｂフィルタ３６０と総称する場合がある。
【００５９】
Ｂフィルタ３６０、Ｇフィルタ３７０、およびＲフィルタ３８０により、フィルタユニット３５０が形成される。フィルタ部２１０は、フィルタユニット３５０と同様のフィルタが配列されたフィルタユニットが２次元的に配列されて形成される。
【００６０】
受光部２００は、青成分の光を受光するＢ撮像素子３１０−１およびＢ撮像素子３１０−２と、緑成分の光を受光するＧ撮像素子３２０と、赤成分の光を受光するＲ撮像素子３３０とを有する。以後の説明では、Ｂ撮像素子３１０−１およびＢ撮像素子３１０−２を、Ｂ撮像素子３１０と総称する場合がある。
【００６１】
Ｂ撮像素子３１０、Ｇ撮像素子３２０、およびＲ撮像素子３３０により、撮像素子ユニット３００が形成される。受光部２００は、撮像素子ユニット３００が撮像素子ユニット３００と同様に撮像素子が配列された撮像素子ユニットが２次元的に配列されて形成される。
【００６２】
ここで、Ｂ撮像素子３１０−１、Ｂ撮像素子３１０−２、Ｇ撮像素子３２０、Ｒ撮像素子３３０は、それぞれＢフィルタ３６０−１、Ｂフィルタ３６０−２、Ｇフィルタ３７０、およびＲフィルタ３８０と位置合わせして配列される。これにより、Ｂ撮像素子３１０−１、Ｂ撮像素子３１０−２、Ｇ撮像素子３２０、およびＲ撮像素子３３０は、それぞれＢフィルタ３６０−１が通過した光、Ｂフィルタ３６０−２が通過した光、Ｇフィルタ３７０が通過した光、およびＲフィルタ３８０が通過した光を受光することができる。
【００６３】
なお、本図に示されるように、Ｂ撮像素子３１０は、Ｇ撮像素子３２０およびＲ撮像素子３３０より高い面密度で配列されている。したがって、撮像部１１０は、より短い波長域の光で撮像される生体１９０をより高い解像力で撮像することができる。このため、撮像部１１０は、生体１９０の表層の微細構造を、比較的に高い解像力で撮像することができる場合がある。
【００６４】
このように、受光部２００には、異なる波長域を通過する複数のフィルタに対応して複数の撮像素子が設けられている。そして、複数の撮像素子は、それぞれ対応する複数のフィルタが選択的に通過した光を受光する。このように、撮像部１１０は、受光することができる受光波長域がそれぞれ異なる複数の撮像素子を有している。
【００６５】
なお、フィルタ部２１０は、光照射部１２０から照射された照射光が生体１９０によって反射した反射光、および照射光が生体１９０で散乱した散乱光を通過する。また、フィルタ部２１０は、ＩＣＧが発光したルミネッセンス光を通過するとともに、ＩＣＧを励起する励起光を通過しないことが望ましい。
【００６６】
図４は、撮像部１１０における分光感度特性の一例を示す。撮像部１１０における各色成分の分光感度特性は、フィルタ部２１０が有する各フィルタの分光透過率、および受光部２００が有する各撮像素子の分光感度により決定される。Ｂ撮像素子３１０による青波長域の分光感度特性は線４１０で示されており、Ｇ撮像素子３２０による緑波長域の分光感度特性は線４２０で示されており、Ｒ撮像素子３３０による赤波長域の分光感度特性は線４３０により示されている。
【００６７】
図示されるように、撮像部１１０は、可視光域における短波長域においては、Ｂフィルタ３６０およびＢ撮像素子３１０により、４００ｎｍ近傍から５１０ｎｍ近傍の波長域の光に分光感度を有する。Ｂ撮像素子３１０は、当該波長域の光を受光することができるので、当該波長域をＢ撮像素子３１０の受光波長域と呼ぶ。
【００６８】
また、撮像部１１０は、可視光域における中波長域においては、Ｇフィルタ３７０およびＧ撮像素子３２０により、４７０ｎｍ近傍から６２０ｎｍ近傍の波長域の光に分光感度を有する。Ｇ撮像素子３２０は、当該波長域の光を受光することができるので、当該波長域をＧ撮像素子３２０の受光波長域と呼ぶ。
【００６９】
また、撮像部１１０は、可視光域における長波長域においては、Ｒフィルタ３８０およびＲ撮像素子３３０により、５８０ｎｍ近傍から７４０ｎｍ近傍、および、８１０ｎｍ近傍から８４０ｎｍ近傍の波長域の光に分光感度を有する。Ｒ撮像素子３３０は、これらの波長域の光を受光することができるので、これらの波長域をＲ撮像素子３３０の受光波長域と呼ぶ。
【００７０】
なお、Ｒフィルタ３８０は７８０ｎｍ近傍の波長域の光をカットする。これにより、ＩＣＧを励起する７８０ｎｍ近傍の波長域の励起光がＲ撮像素子３３０に入射することを防ぐことができる。一方で、Ｒフィルタ３８０は８３０ｎｍ近傍の波長域の光を通過する。これにより、撮像部１１０は、ＩＣＧからのルミネッセンス光により、生体１９０を適切に撮像することができる。
【００７１】
図５は、照射光の波長パターンの一例を、撮像部１１０における分光感度特性とともに示す。光照射部１２０は、異なるスペクトル形状の光を重ね合わせパターン５００ａで重ね合わせて得られた照射光と、異なるスペクトル形状の光を重ね合わせパターン５００ｂで重ね合わせて得られた照射光とを、異なるタイミングで照射する。
【００７２】
重ね合わせパターン５００ａによる照射光を生体１９０に照射する場合、励起部１２４は、Ｂ撮像素子３１０の受光波長域の光である波長域５１０の励起光を発光する。ここで、波長域５１０は、４５０ｎｍ近傍の波長域であり、Ｇ撮像素子３２０の受光波長域およびＲ撮像素子３３０の受光波長域のいずれにも含まれない波長域であるとする。なお、波長域５１０の励起光は、この発明における第１励起光の一例であってよい。Ｂ撮像素子３１０は、波長域５１０の励起光により発光するルミネッセンス光の波長域と、波長域５１０とを、受光波長域として含む。
【００７３】
ここで、発光体は、波長域５１０の励起光により、Ｂ撮像素子３１０の受光波長域、Ｇ撮像素子３２０の受光波長域、およびＲ撮像素子３３０の受光波長域にわたる、波長域５２０のルミネッセンス光を発光する。このように、発光体は、波長域５１０の励起光により、Ｂ撮像素子３１０の受光波長域、Ｇ撮像素子３２０の受光波長域、およびＲ撮像素子３３０のそれぞれにおける受光波長域の少なくとも一部を含む波長域のルミネッセンス光を発光する。これにより、光照射部１２０は、波長域５１０の励起光と波長域５２０のルミネッセンス光とが重ね合わされた照射光を、生体１９０に照射することができる。
【００７４】
重ね合わせパターン５００ｂによる照射光を生体１９０に照射する場合、励起部１２４は、波長域５３０の励起光、波長域５５０の励起光、波長域５７０の励起光を略同一のタイミングで発光する。ここで、波長域５３０は３９０ｎｍ近傍の波長域であり、波長域５５０は３７０ｎｍ近傍の波長域であるとする。また、波長域５３０および波長域５５０はともに、Ｂ撮像素子３１０の受光波長域、Ｇ撮像素子３２０の受光波長域、およびＲ撮像素子３３０の受光波長域のいずれにも含まれない。
【００７５】
また、波長域５７０は、７８０ｎｍ近傍の波長域であるとする。この波長域５７０の励起光は、上述したようにＩＣＧを励起する励起光となる。当該波長域の光は、Ｂ撮像素子３１０、Ｇ撮像素子３２０、およびＲ撮像素子３３０のいずれの受光波長域にも含まれない。
【００７６】
また、発光体は、３９０ｎｍ近傍の励起光により、Ｂ撮像素子３１０の受光波長域、Ｇ撮像素子３２０の受光波長域、およびＲ撮像素子３３０の受光波長域にわたる波長域５４０のルミネッセンス光を発光するものとする。ここで、波長域５２０および波長域５４０は、略同一の波長域であってよい。また、３９０ｎｍ近傍の励起光によるルミネッセンス光のスペクトル形状は、４５０ｎｍ近傍の励起光によるルミネッセンス光のスペクトル形状と略同一であってよい。３９０ｎｍ近傍の励起光によるルミネッセンス光の強度は、４５０ｎｍ近傍の励起光によるルミネッセンス光の強度と異なってよい。後述するように、画像処理部１４０は、ルミネッセンス光のスペクトルに応じて各撮像素子からの信号を処理することができる。
【００７７】
また、発光体は、３７０ｎｍ近傍の励起光により、Ｇ撮像素子３２０の受光波長域に含まれる波長域５６０の波長域のルミネッセンス光を発光するものとする。ここで、波長域５６０は、Ｂ撮像素子３１０の受光波長域およびＲ撮像素子３３０の受光波長域のいずれの受光波長域にも含まれない。
【００７８】
なお、波長域５３０の励起光は、この発明における第２励起光の一例であってよい。励起部１２４は、Ｂ撮像素子３１０の受光波長域以外の波長域の光である波長域５３０の励起光とを、波長域５１０の励起光と異なるタイミングで発光する。以上説明したように、光照射部１２０は、撮像素子が受光することができる受光波長域においてスペクトル形状が異なる照射光を、それぞれ異なるタイミングで生体１９０に照射することができる。例えば、光照射部１２０は、少なくともＢ撮像素子３１０の受光波長域においてスペクトル形状が異なる照射光を、それぞれ異なるタイミングで生体１９０に照射する。
【００７９】
なお、Ｂ撮像素子３１０の受光波長域においては、第２照射光の波長域は、第１照射光の部分波長域となっている。この場合、画像処理部１４０は、第１照射光が照射された生体１９０の画像、および第２照射光が照射された生体１９０の画像に基づき、第１照射光の波長域における第２照射光の波長域以外の波長域の画像を、所定スペクトルの画像として生成することができる。
【００８０】
例えば、画像処理部１４０は、第１照射光が照射された生体１９０の画像から第２照射光が照射された生体１９０の画像を、第１照射光のスペクトルおよび第２照射光のスペクトルに応じた重みづけで減算処理することで、所定スペクトルの画像を生成することができる。
【００８１】
本図の例では、画像処理部１４０は、波長域５１０の画像、および５００ｎｍ近傍の波長域の画像を生成することができる。ここで、５００ｎｍ近傍の波長域の画像は、５００ｎｍ近傍における波長幅２０ｎｍ程度の狭波長域の光強度に応じた画像となる。このように、異なる波長域に分光感度を有する撮像素子を用いて分光撮影することによって、画像処理部１４０は狭波長幅の所定スペクトルの画像を生成することができる場合がある。以上説明したように、画像処理部１４０は、撮像部１１０が撮像した複数の画像、および第１照射光および第２照射光のそれぞれのスペクトルに基づき、所定スペクトルの画像を生成することができる。
【００８２】
また、画像処理部１４０は、撮像部１１０が撮像した複数の画像に基づき、受光波長域においていずれの照射光の波長域より広い波長域の画像を、所定スペクトルの画像として生成することもできる。画像処理部１４０による画像処理の具体例については、図６に関連してより詳細に説明する。
【００８３】
図６は、画像処理部１４０における画像処理の一例を示す。画像６００ａは、重ね合わせパターン５００ａによる照射光が照射された生体１９０を撮像部１１０が撮像して得られた画像を示している。また、画像６００ｂは、重ね合わせパターン５００ｂによる照射光が照射された生体１９０を撮像部１１０が撮像して得られた画像を示しているとする。
【００８４】
以後の説明では、光の強度をＩとして、その光の波長域を添え字により区別して示す。例えば、生体１９０から撮像部１１０に向かう光のうち、波長域５１０の光の強度をＩ５１０と表す。
【００８５】
また、各撮像素子による感応強度を、色成分に応じた添え字で表す。例えば、Ｒ撮像素子３３０による感応強度をＩｒと表す。また、Ｒフィルタ３８０およびＲ撮像素子３３０による分光感度をＳｒとすると、Ｉｒは生体１９０からの波長依存の光強度ＩにＳｒを乗じた値を波長について積分した積分値となる。しかしながら、以後の説明では、簡単のため積分記号を省略して、簡略的にかけ算で表すものとする。
【００８６】
重ね合わせパターン５００ａによる照射光が照射されている場合には、Ｉｒ＝Ｉ５２０×Ｓｒとなる。そして、画像６００ａのＲ成分の輝度信号はＩｒに応じた値になる。なお、Ｒ成分の輝度信号は、撮像部１１０における露光期間に応じて変化するが、説明を簡単にすべく、輝度信号は露光期間で規格化した値であるとして説明する。
【００８７】
同様に、Ｇフィルタ３７０およびＧ撮像素子３２０による分光感度をＳｇとすると、画像６００ａのＧ成分の輝度信号は、Ｉｇ（＝Ｉ５２０×Ｓｇ）に応じた値になる。また、同様に、Ｂフィルタ３６０およびＢ撮像素子３１０による分光感度をＳｂとすると、画像６００ａのＢ成分の輝度信号は、Ｉｂ（＝（Ｉ５２０＋Ｉ５１０）×Ｓｂ））に応じた値になる。
【００８８】
同様に、画像６００ｂのＲ成分の輝度信号は、Ｉｒ（＝（Ｉ５４０＋Ｉ５８０）×Ｓｒ）に応じた値になる。画像６００ｂのＧ成分の輝度信号は、Ｉｇ（＝（Ｉ５４０＋Ｉ５６０）×Ｓｇ）に応じた値になる。画像６００ｂのＢ成分の輝度信号は、Ｉｂ（＝Ｉ５４０×Ｓｂ）に応じた値になる。
【００８９】
画像処理部１４０は、画像６００ａおよび画像６００ｂのそれぞれにおける各色の画像信号に基づき、表層強調画像６１０、凹凸強調画像６２０、ヘモグロビン強調画像６３０、および深部血管強調画像６４０を生成する。なお、表層強調画像６１０、凹凸強調画像６２０、ヘモグロビン強調画像６３０、および深部血管強調画像６４０は、所定スペクトルの画像の一例であってよい。
【００９０】
具体的には、画像処理部１４０は、４５０ｎｍ近傍の波長域５１０における感応強度Ｉ５１０に応じた輝度信号を有する表層強調画像６１０を生成することができる。一例として、画像処理部１４０は、撮像画像６００ａのＢ信号、撮像画像６００ｂのＢ信号、Ｉ５２０、およびＩ５４０に基づき、表層強調画像６１０を生成することができる。なお、Ｉ５２０およびＩ５４０については、励起光の波長域および励起光の強度に応じて発光体が発するスペクトルと、励起部１２４が発した励起光の波長域および強度とに基づき特定することができる。
【００９１】
同様にして、画像処理部１４０は、画像６００ａおよび画像６００ｂのＢ信号から、波長域５２０とＢ撮像素子３１０の受光波長域とが重なる波長域における感応強度Ｉ５２０に応じた輝度信号を有する凹凸強調画像６２０を生成することができる。また、画像処理部１４０は、画像６００ａおよび画像６００ｂのＧ信号から、５５０ｎｍ近傍の波長域５６０の感応強度Ｉ５６０に応じた輝度信号を有するヘモグロビン強調画像６３０を生成することができる。また、画像処理部１４０は、画像６００ａおよび画像６００ｂのＲ信号から、８３０ｎｍ近傍の波長域５８０の感応強度Ｉ５８０に応じた輝度信号を有する深部血管強調画像６４０を生成することができる。
【００９２】
他にも、画像処理部１４０は、画像６００ａおよび画像６００ｂのＧ信号から、波長域５２０とＧ撮像素子３２０の受光波長域とが重なる波長域の感応強度Ｉ５２０に応じた輝度信号を有する画像を生成することもできる。また、画像処理部１４０は、画像６００ａおよび画像６００ｂのＲ信号から、波長域５２０とＲ撮像素子３３０の受光波長域とが重なる波長域の光強度Ｉ５２０に応じた輝度信号を有する画像を生成することもできる。
【００９３】
そして、画像処理部１４０は、生成した複数の画像における各色の輝度信号を所定の重みづけで合成することで、観察目的に応じた画像を生成することができる。一例として、画像処理部１４０は、略白色な光を生体１９０に照射した場合に得られることが期待される白色光画像を、複数の画像における各色の輝度信号と、発光体または生体１９０が発するルミネッセンス光のスペクトルとに基づき生成することができる。
【００９４】
なお、画像処理部１４０は、励起部１２４が波長域５３０の励起光だけを発している間に撮像部１１０により撮像された画像を、白色光画像として生成することもできる。このとき、画像処理部１４０は、波長域５３０の励起光によるルミネッセンス光のスペクトルに応じて、撮像部１１０により撮像された当該画像を補正してよい。
【００９５】
また、画像処理部１４０は、表層強調画像６１０、凹凸強調画像６２０、ヘモグロビン強調画像６３０、および深部血管強調画像６４０の少なくともいずれかと、当該白色光画像とを合成した画像を、所定スペクトルの画像として生成することもできる。このため、画像処理部１４０は、観察目的に適した画像を生成することができる。
【００９６】
図７は、画像処理部１４０が生成した画像の一例を示す。画像処理部１４０は、図６に関連して説明した方法により、白色光画像７００を生成して出力部１５０に供給する。出力部１５０は、画像処理部１４０が生成した白色光画像７００を表示する。なお、白色光画像７００における領域７２０には、生体１９０表面の凹凸を示す凹凸像７１０が含まれている。また、白色光画像７００における領域７２０には、深部の血管像は実質的に含まれていない。
【００９７】
ここで、操作部１６０は、例えばポインティングデバイスなどによりユーザが領域７２０を指定した操作に基づく操作情報を取得する。そして、操作部１６０は、所定スペクトルの画像を表示すべき白色光画像７００上の領域７２０を示す領域情報を、取得した操作情報に応じて生成する。
【００９８】
また、操作部１６０は、ボタンなどによりユーザが画像の種類を指定した操作に基づく操作情報を取得する。そして、操作部１６０は、表示すべき所定スペクトルの画像の種類を示す種類情報を、取得した操作情報に応じて生成する。なお、所定スペクトルの画像の種類としては、上述した表層強調画像６１０、凹凸強調画像６２０、ヘモグロビン強調画像６３０、および深部血管強調画像６４０などを例示することができる。
【００９９】
操作部１６０は、領域情報および種類情報を制御部１０５に供給する。制御部１０５は、領域情報および種類情報に応じて、撮像部１１０、画像処理部１４０、および光照射部１２０を制御する。
【０１００】
具体的には、照射制御部１２２は、種類情報に応じて、励起部１２４が発する光の波長および発光期間を制御する。例えば、種類情報が深部血管強調画像６４０および凹凸強調画像６２０を示す場合には、照射制御部１２２は、励起部１２４に波長域５１０の励起光を第１期間において発光させるとともに、励起部１２４に波長域５３０の励起光および波長域５７０の励起光を第２期間において発光させる。照射制御部１２２は、波長域５１０の励起光の発光と、波長域５７０の励起光および波長域５３０の励起光の発光とを順次切り替えて励起部１２４に発光させる。
【０１０１】
画像処理部１４０は、撮像部１１０により第１期間および第２期間に撮像された画像から、図６に関連して上述した処理により、凹凸強調画像６２０、深部血管強調画像６４０および白色光画像を生成することができる。画像処理部１４０は、生成した凹凸強調画像６２０および深部血管強調画像６４０における領域７２０の画像と、白色光画像とを重ね合わせることによって、合成画像７５０を生成して出力部１５０に供給する。出力部１５０は、合成画像７５０を表示する。これにより、合成画像７５０の領域７２０において、凹凸が強調された凹凸像７６０および深部の血管が強調された深部血管像７７０を得ることができる。
【０１０２】
なお、照射制御部１２２は、領域情報に応じて、光照射部１２０から照射される照射範囲を制御してもよい。例えば、照射制御部１２２は、領域情報に対応する実空間上の範囲に、波長域５３０の励起光および波長域５７０の励起光により発光体が発したルミネッセンス光を照射してよい。これにより、画像処理部１４０は、領域７２０において合成画像７５０と同様の画像を生成するとともに、領域７２０以外の領域において白色光画像７００と同様の画像を生成することができる。
【０１０３】
このように、照射制御部１２２は、異なるスペクトル形状の光を異なる組み合わせで組み合わせた照射光を、それぞれ異なる範囲に照射してよい。そして、画像処理部１４０は、異なる画像領域において異なるスペクトルの画像を生成することができる。
【０１０４】
図８は、励起部１２４による励起光の発光シーケンスの一例を示す。光照射部１２０は、白色光画像を示す種類情報が制御部１０５に供給されている場合、または特定の種類情報が制御部１０５に供給されていない場合に、波長域５１０の光である励起光Ｂ１と、波長域５３０の光である励起光Ｂ２とを、交互に励起部１２４に発生させる。例えば、図示されるように、照射制御部１２２は、時刻ｔ８００−１から時刻ｔ８００−３の間、励起光Ｂ１と励起光Ｂ２とを交互に励起部１２４に発生させる。
【０１０５】
操作部１６０から、深部血管を強調した画像に対応する種類の種類情報が制御部１０５に供給された場合、照射制御部１２２は、波長域５７０の励起光Ｉｒおよび励起光Ｂ２と、励起光Ｂ１とを、励起部１２４に交互に発生させる。例えば、図示されるように、照射制御部１２２は、次の撮像タイミングに応じた時刻ｔ８００−４において励起光Ｂ２および励起光Ｉｒを発生させ、次の撮像タイミングに応じた時刻ｔ８００−５において励起光Ｂ１を発生させる。
【０１０６】
ここで、励起光Ｂ２により発光体が発するルミネッセンス光の強度は、励起光Ｂ１により発光体が発するルミネッセンス光の強度より弱いとする。また、生体１９０内のＩＣＧが発するルミネッセンス光の強度は、励起光Ｂ１により発光体が発するルミネッセンス光が生体１９０で反射した反射光の強度に比べて弱いとする。このような場合に、受光部２００の露光期間の時間長さを時間的に固定すると、画像の輝度分解能が低下してしまう場合がある。
【０１０７】
そこで、制御部１０５は、時刻ｔ８００−４および時刻ｔ８００−６において、時刻ｔ８００−５および時刻ｔ８００−７における撮像間隔より長い撮像間隔で撮像部１１０に撮像させる。照射制御部１２２は、時刻ｔ８００−４および時刻ｔ８００−６において、時刻ｔ８００−５および時刻ｔ８００−７における励起光の発光期間より長い期間、励起部１２４に励起光を発光させる。具体的には、照射制御部１２２は、撮像部１１０における撮像間隔に応じた期間、励起部１２４に励起光を発生させる。
【０１０８】
このように、照射制御部１２２は、種類情報に応じて、励起部１２４が発生する励起光の強度およびスペクトル形状を決定する。これにより、照射光のスペクトルが定まる。制御部１０５は、光照射部１２０から照射される照射光のスペクトルに応じて受光部２００の露光期間を決定して、受光部２００を当該露光期間だけ露光させる。また、照射制御部１２２は、少なくとも露光期間にわたって照射光が照射されるべく、励起部１２４に励起光を発させる期間を制御する。
【０１０９】
図示した発光シーケンスで励起部１２４が励起光を発光することにより、画像処理部１４０は、時刻ｔ８００−３および時刻ｔ８００−４に撮像された画像から、白色光画像および深部血管強調画像６４０を生成することができる。また、画像処理部１４０は、時刻ｔ８００−４および時刻ｔ８００−５に撮像された画像から、次のタイミングにおける白色光画像を生成することができる。このように、内視鏡システム１０によると、観察目的に応じた画像を高速に生成することができる。
【０１１０】
なお、照射制御部１２２は、スペクトル形状の異なる光が生体１９０に照射される一露光期間中における時間長さを、複数の露光期間の間で異ならせることによっても、一露光期間中における照射光の実効的なスペクトルを複数の露光期間の間で異ならせることができる。例えば、照射制御部１２２は、励起部１２４が一露光期間中において励起光を発する時間長さを、複数の露光期間の間で異ならせてよい。これにより、光照射部１２０は、実効的に異なるスペクトルの照射光を、それぞれ異なるタイミングで生体１９０に照射することができる。そして、画像処理部１４０は、撮像部１１０により撮像された画像を上記時間幅に基づく実効的なスペクトルに応じてそれぞれ補正することで、各種の画像を生成することができる。
【０１１１】
なお、上述したように、照射光として組み合わせられるスペクトル形状が異なる光とは、波長域が異なる光であってよい。また、スペクトルが異なる照射光とは、波長域が異なる照射光であってよい。この場合に、撮像部１１０は、波長域が異なる照射光がそれぞれ照射された被写体の複数の画像を、それぞれ異なるタイミングで撮像してよい。そして、画像処理部１４０は、撮像部１１０が撮像した複数の画像から、特定波長域の画像を所定スペクトルの画像として生成してよい。
【０１１２】
また、本実施形態では、生体１９０を被写体の一例として、内視鏡システム１０の各構成要素の動作の一例を説明した。被写体としては、生体１９０の他にも、工業的に製造された製品等の物品、または生体以外の自然物を例示することができる。
【０１１３】
図９は、内視鏡システム１０のハードウェア構成の一例を示す。内視鏡システム１０は、パーソナルコンピュータなどのコンピュータ１５００を用いて構築することができる。
【０１１４】
コンピュータ１５００は、ＣＰＵ周辺部と、入出力部と、レガシー入出力部とを備える。ＣＰＵ周辺部は、ホスト・コントローラ１５８２により相互に接続されるＣＰＵ１５０５、ＲＡＭ１５２０、グラフィック・コントローラ１５７５、及び表示デバイス１５８０を有する。入出力部は、入出力コントローラ１５８４によりホスト・コントローラ１５８２に接続される通信インターフェイス１５３０、ハードディスクドライブ１５４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０を有する。レガシー入出力部は、入出力コントローラ１５８４に接続されるＲＯＭ１５１０、フレキシブルディスク・ドライブ１５５０、及び入出力チップ１５７０を有する。
【０１１５】
ホスト・コントローラ１５８２は、ＲＡＭ１５２０と、より高い転送レートでＲＡＭ１５２０をアクセスするＣＰＵ１５０５、及びグラフィック・コントローラ１５７５とを接続する。ＣＰＵ１５０５は、ＲＯＭ１５１０、及びＲＡＭ１５２０に格納されたプログラムの内容に応じて動作して、各部の制御をする。グラフィック・コントローラ１５７５は、ＣＰＵ１５０５等がＲＡＭ１５２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得して、表示デバイス１５８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ１５７５は、ＣＰＵ１５０５等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【０１１６】
入出力コントローラ１５８４は、ホスト・コントローラ１５８２と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ１５４０、通信インターフェイス１５３０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０を接続する。ハードディスクドライブ１５４０は、ＣＰＵ１５０５が使用するプログラム、及びデータを格納する。通信インターフェイス１５３０は、ネットワーク通信装置１５９８に接続してプログラムまたはデータを送受信する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０は、ＣＤ−ＲＯＭ１５９５からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１５２０を介してハードディスクドライブ１５４０、及び通信インターフェイス１５３０に提供する。
【０１１７】
入出力コントローラ１５８４には、ＲＯＭ１５１０と、フレキシブルディスク・ドライブ１５５０、及び入出力チップ１５７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ１５１０は、コンピュータ１５００が起動するときに実行するブート・プログラム、あるいはコンピュータ１５００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ１５５０は、フレキシブルディスク１５９０からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１５２０を介してハードディスクドライブ１５４０、及び通信インターフェイス１５３０に提供する。入出力チップ１５７０は、フレキシブルディスク・ドライブ１５５０、あるいはパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
【０１１８】
ＣＰＵ１５０５が実行するプログラムは、フレキシブルディスク１５９０、ＣＤ−ＲＯＭ１５９５、またはＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。記録媒体に格納されたプログラムは圧縮されていても非圧縮であってもよい。プログラムは、記録媒体からハードディスクドライブ１５４０にインストールされ、ＲＡＭ１５２０に読み出されてＣＰＵ１５０５により実行される。ＣＰＵ１５０５により実行されるプログラムは、コンピュータ１５００を、図１から図８に関連して説明した内視鏡システム１０が備える各構成要素、例えば光照射部１２０、制御部１０５、画像処理部１４０、出力部１５０、ＩＣＧ注入部１７０、撮像部１１０などとして機能させる。
【０１１９】
以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク１５９０、ＣＤ−ＲＯＭ１５９５の他に、ＤＶＤまたはＰＤ等の光学記録媒体、ＭＤ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークあるいはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用して、ネットワークを介したプログラムとしてコンピュータ１５００に提供してもよい。
【０１２０】
以上、この発明を実施の形態を用いて説明したが、この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この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。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】内視鏡システム１０の構成の一例を、生体１９０とともに示す図である。
【図２】スコープ１００の内部構造の一例を模式的に示す図である。
【図３】フィルタ部２１０および受光部２００の構成の一例を示す図である。
【図４】撮像部１１０における分光感度特性の一例を示す図である。
【図５】照射光の波長パターンの一例を示す図である。
【図６】画像処理部１４０における画像処理の一例を示す図である。
【図７】画像処理部１４０が生成した画像の一例を示す図である。
【図８】励起部１２４による励起光の発光シーケンスの一例を示す図である。
【図９】内視鏡システム１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  内視鏡システム
１００  スコープ
１０２  先端部
１０５  制御部
１１０  撮像部
１１２  レンズ
１２０  光照射部
１２２  照射制御部
１２４  励起部
１２６  光ファイバ
１２８  発光部
１２９  出射口
１３０  鉗子口
１３５  鉗子
１３８  ノズル
１４０  画像処理部
１５０  出力部
１６０  操作部
１７０  ＩＣＧ注入部
１９０  生体
１９２  表面
１９４  凸部
１９６  凹部
２００  受光部
２１０  フィルタ部
３６０  Ｂフィルタ
３７０  Ｇフィルタ
３８０  Ｒフィルタ
３００  撮像素子ユニット
３１０  Ｂ撮像素子
３２０  Ｇ撮像素子
３３０  Ｒ撮像素子
３５０  フィルタユニット
４１０  線
４２０  線
４３０  線
５００  重ね合わせパターン
５１０  波長域
５２０  波長域
５３０  波長域
５４０  波長域
５５０  波長域
５６０  波長域
５７０  波長域
５８０  波長域
６００  画像
６１０  表層強調画像
６２０  凹凸強調画像
６３０  ヘモグロビン強調画像
６４０  深部血管強調画像
７００  白色光画像
７１０  凹凸像
７２０  領域
７５０  合成画像
７６０  凹凸像
７７０  深部血管像
１５００  コンピュータ
１５０５  ＣＰＵ
１５１０  ＲＯＭ
１５２０  ＲＡＭ
１５３０  通信インターフェイス
１５４０  ハードディスクドライブ
１５５０  フレキシブルディスク・ドライブ
１５６０  ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１５７０  入出力チップ
１５７５  グラフィック・コントローラ
１５８０  表示デバイス
１５８２  ホスト・コントローラ
１５８４  入出力コントローラ
１５９０  フレキシブルディスク
１５９５  ＣＤ−ＲＯＭ
１５９８  ネットワーク通信装置
【図１】
0005360464.tif 000002
【図２】
0005360464.tif 000003
【図３】
0005360464.tif 000004
【図４】
0005360464.tif 000005
【図５】
0005360464.tif 000006
【図６】
0005360464.tif 000007
【図７】
0005360464.tif 000008
【図８】
0005360464.tif 000009
【図９】
0005360464.tif 000010