(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長領域および第２波長領域の光を受光することができる受光素子を複数備える撮像部と、
前記第１波長領域における被写体からの光の分光強度より小さい分光強度を持つ、前記被写体からの光の前記第２波長領域の光を、前記第１波長領域の光より高い頻度で複数の前記受光素子のそれぞれに受光させることにより、前記撮像部に、前記被写体からの前記第１波長領域の光で前記被写体の画像を撮像させる頻度より高い頻度で、前記第２波長領域の光で前記被写体の画像を撮像させる制御部と
を備え、
前記被写体は生体であり、
前記第２波長領域は青の波長領域であり、前記第１波長領域は赤の波長領域である
撮像システム。
【請求項２】
複数の前記受光素子が第１のタイミングで受光した前記第１波長領域の光の受光量と、前記複数の受光素子が第２のタイミングで受光した前記第２波長領域の光の受光量とにより、一の画像を生成する画像生成部
をさらに備える請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１波長領域における前記被写体の分光反射率より小さい分光反射率の波長領域である前記第２波長領域の光を、前記第１波長領域の光より高い頻度で複数の前記受光素子に受光させる
請求項１または２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１波長領域の光を受光させる頻度に対する前記第２波長領域の光を受光させる頻度の比を、前記第２波長領域における分光反射率に対する前記第１波長領域における分光反射率の比に応じて制御する
請求項３に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１波長領域の光を受光させる頻度に対する前記第２波長領域の光を受光させる頻度の比を、前記第２波長領域における分光反射率に対する前記第１波長領域における分光反射率の比と略同一に制御する
請求項４に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記被写体に光を照射する光照射部
をさらに備え、
前記制御部は、前記第１波長領域の光を受光させる頻度に対する前記第２波長領域の光を受光させる頻度の比を、前記第２波長領域における分光反射率と前記光照射部から前記被写体に照射される光の分光強度との積に対する、前記第１波長領域における分光反射率と前記光照射部から前記被写体に照射される光の分光強度との積の比と略同一に制御する
請求項５に記載の撮像システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１波長領域の光を受光させる頻度に対する前記第２波長領域の光を受光させる頻度の比を、前記第２波長領域における分光反射率と、前記光照射部から前記被写体に照射される光の分光強度と、複数の前記受光素子の受光感度との積に対する、前記第１波長領域における分光反射率と、前記光照射部から前記被写体に照射される光の分光強度と、複数の前記受光素子の受光感度との積の比と略同一に制御する
請求項６に記載の撮像システム。
【請求項８】
複数の前記受光素子は、前記被写体からの反射光を受光する
請求項７に記載の撮像システム。
【請求項９】
複数の前記受光素子は、人体からの反射光を受光する
請求項８に記載の撮像システム。
【請求項１０】
複数の前記受光素子は、血液成分を含む人体からの反射光を受光する
請求項９に記載の撮像システム。
【請求項１１】
前記被写体に光を照射する光照射部
をさらに備え、
複数の前記受光素子は、前記光照射部からの光が前記被写体により反射された光を受光し、
前記制御部は、前記第１波長領域における前記被写体の分光反射率より小さい分光反射率の波長領域である前記第２波長領域の光を、前記第１波長領域の光より高い頻度で前記光照射部から前記被写体に照射させる
請求項３から５のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１２】
前記複数の受光素子は、前記第１波長領域および前記第２波長領域とは異なる、第３波長領域および第４波長領域の光を受光し、
前記制御部は、一定の時間間隔で、前記第１波長領域または前記第４波長領域の光、前記第２波長領域の光、前記第３波長領域の光を、前記複数の受光素子に順次に受光させ、前記第１波長領域または前記第４波長領域を受光させるタイミグにおいて、前記複数の受光素子に受光させる光の波長領域を前記第１波長領域と前記第４波長領域との間で切り替える
請求項１から１１のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１３】
複数の前記受光素子は、前記第１波長領域および前記第２波長領域と異なる第３波長領域の光であって、前記第１波長領域における前記被写体の分光反射率より小さい分光反射率の波長領域である前記第３波長領域の光を受光し、
前記制御部は、前記第３波長領域の光を、前記第１波長領域の光より高い頻度で複数の前記受光素子に受光させ、前記第１波長領域の光を受光させる頻度に対する前記第３波長領域の光を受光させる頻度の比を、前記第３波長領域における前記被写体の分光反射率に対する前記第１波長領域における分光反射率の比に応じて制御する
請求項４から１０のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１４】
撮像システム用のプログラムであって、前記撮像システムを、
第１波長領域および第２波長領域の光を受光することができる受光素子により撮像する撮像部、
前記第１波長領域における被写体からの光の分光強度より小さい分光強度を持つ、前記被写体からの光の前記第２波長領域の光を、前記第１波長領域の光より高い頻度で複数の前記受光素子のそれぞれに受光させることにより、前記撮像部に、前記被写体からの前記第１波長領域の光で前記被写体の画像を撮像させる頻度より高い頻度で、前記第２波長領域の光で前記被写体の画像を撮像させる制御部
として機能させ、
前記被写体は生体であり、
前記第２波長領域は青の波長領域であり、前記第１波長領域は赤の波長領域である
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像システム、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システムおよび撮像方法、ならびに撮像システム用のプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体における粘膜表層の血管等をコントラスト良く撮像することを可能とする生体観測装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、高画質で色再現が十分な可視画像、ＮＢＩ画像、自家蛍光観察画像をそれぞれ得る電子内視鏡装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００７―２９５５５号公報
【特許文献２】特開２００７―５０１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
人体等の生体、特にその内部を撮像すると、Ｒ成分の輝度値が他の色成分の輝度値より極端に大きい画像が得られる場合が多い。一方で、例えば医師による手技等を支援すること等を目的とする観察用の画像としては、被写体の表面におけるＢ成分あるいはＧ成分の画像情報が重要となる。しかしながら、上述したようにＲ成分の輝度値が極端に大きいので、人体の観察に有用なＢ成分あるいはＧ成分が示す画像情報が埋もれてしまう。このため、上記特許文献１および２に記載された技術では、人体の観察に有用な波長領域の光による画像情報が失われてしまう。
【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、撮像システムであって、第１波長領域および第２波長領域の光を受光することができる受光素子を複数備える撮像部と、第１波長領域における分光強度より小さい分光強度を持つ第２波長領域の光を、第１波長領域の光より高い頻度で複数の受光素子のそれぞれに受光させる制御部とを備える。
【０００５】
複数の受光素子が異なるタイミングで受光した第１波長領域の光および第２波長領域の光により画像を生成する画像生成部をさらに備えてよい。制御部は、第１波長領域における被写体の分光反射率より小さい分光反射率の波長領域である第２波長領域の光を、第１波長領域の光より高い頻度で複数の受光素子に受光させてよい。
【０００６】
制御部は、第１波長領域の光を受光させる頻度に対する第２波長領域の光を受光させる頻度の比を、第２波長領域における分光反射率に対する第１波長領域における分光反射率の比に応じて制御してよい。制御部は、第１波長領域の光を受光させる頻度に対する第２波長領域の光を受光させる頻度の比を、第２波長領域における分光反射率に対する第１波長領域における分光反射率の比と略同一に制御してよい。
【０００７】
被写体に光を照射する光照射部をさらに備え、制御部は、第１波長領域の光を受光させる頻度に対する第２波長領域の光を受光させる頻度の比を、第２波長領域における分光反射率と光照射部から被写体に照射される光の分光強度との積に対する、第１波長領域における分光反射率と光照射部から被写体に照射される光の分光強度との積の比と略同一に制御してよい。制御部は、第１波長領域の光を受光させる頻度に対する第２波長領域の光を受光させる頻度の比を、第２波長領域における分光反射率と、光照射部から被写体に照射される光の分光強度と、複数の受光素子の受光感度との積に対する、第１波長領域における分光反射率と、光照射部から被写体に照射される光の分光強度と、複数の受光素子の受光感度との積の比と略同一に制御してよい。
【０００８】
複数の受光素子は、生体からの反射光を受光し、第２波長領域は青の波長領域であり、第１波長領域は赤の波長領域であってよい。なお、複数の受光素子は、人体からの反射光を受光してよい。例えば、複数の受光素子は、血液成分を含む人体からの反射光を受光してよい。複数の受光素子は、生体からの反射光を受光し、第２波長領域は緑の波長領域であり、第１波長領域は赤の波長領域であってよい。
【０００９】
被写体に光を照射する光照射部をさらに備え、複数の受光素子は、光照射部からの光が被写体により反射された光を受光し、制御部は、第１波長領域における被写体の分光反射率より小さい分光反射率の波長領域である第２波長領域の光を、第１波長領域の光より高い頻度で光照射部から被写体に照射させてよい。
【００１０】
複数の受光素子は、第１波長領域および第２波長領域と異なる第３波長領域の光であって、第１波長領域における被写体の分光反射率より小さい分光反射率の波長領域である第３波長領域の光を受光し、制御部は、第３波長領域の光を、第１波長領域の光より高い頻度で複数の受光素子に受光させ、第１波長領域の光を受光させる頻度に対する第３波長領域の光を受光させる頻度の比を、第３波長領域における被写体の分光反射率に対する第１波長領域における分光反射率の比に応じて制御してよい。
【００１１】
本発明の第２の形態によると、撮像方法であって、第１波長領域および第２波長領域の光を受光することができる受光素子により撮像する撮像段階と、第１波長領域における分光強度より小さい分光強度を持つ第２波長領域の光を、第１波長領域の光より高い頻度で複数の受光素子のそれぞれに受光させる制御段階とを備える。
【００１２】
本発明の第３の形態によると、撮像システム用のプログラムであって、撮像システムを、第１波長領域および第２波長領域の光を受光することができる受光素子により撮像する撮像部第１波長領域における分光強度より小さい分光強度を持つ第２波長領域の光を、第１波長領域の光より高い頻度で複数の受光素子のそれぞれに受光させる制御部として機能させる。
【００１３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は、本実施形態の撮像システム１０の構成の一例を検体２０とともに示す。撮像システム１０は、内視鏡１００、画像生成部１４０、出力部１８０、制御部１０５、光照射部１５０、およびＩＣＧ注入部１９０を備える。なお、図１において、Ａ部は、内視鏡１００の先端部１０２を拡大して示す。
【００１６】
ＩＣＧ注入部１９０は、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、被写体の一例である検体２０に注入する。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、ＩＣＧ以外の蛍光物質を用いてもよい。
【００１７】
ＩＣＧは、たとえば波長７５０ｎｍの赤外線に励起されて、８１０ｎｍを中心とするブロードなスペクトルの蛍光を発する。検体２０が生体である場合、ＩＣＧ注入部１９０は、静脈注射によってＩＣＧを生体の血管内に注入する。撮像システム１０は、ＩＣＧからのルミネッセンス光により、生体内の血管を撮像する。なお、ルミネッセンス光は、蛍光および燐光を含む。また、被写体からの光の一例であるルミネッセンス光は、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、熱ルミネッセンスによるルミネッセンス光を含む。
【００１８】
なお、ＩＣＧ注入部１９０は、例えば制御部１０５による制御によって、生体内のＩＣＧ濃度が略一定に維持されるよう、ＩＣＧを検体２０に注入する。なお、検体２０は、たとえば人体等の生体であってよく、撮像システム１０が処理する画像の撮像対象となる。なお、検体２０の内部には血管等のオブジェクトが存在する。
【００１９】
内視鏡１００は、撮像部１１０、ライトガイド１２０、および鉗子口１３０を有する。内視鏡１００の先端部１０２には、撮像部１１０の一部としてのレンズ１１２を有する。また先端部１０２には、ライトガイド１２０の一部としての出射口１２４を有する。また、内視鏡１００の先端部１０２は、ノズル１３８を有する。
【００２０】
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、水あるいは空気を送出する。
【００２１】
光照射部１５０は、内視鏡１００の先端部１０２から照射される光を発生する。光照射部１５０で発生する光は、検体２０の内部に含むルミネッセンス物質を励起してルミネッセンス光を発光させる励起光の一例としての赤外線、および検体２０に照射する照射光を含む。照射光には、たとえばＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の成分光を含む。
【００２２】
ライトガイド１２０は、例えば光ファイバで形成される。ライトガイド１２０は、光照射部１５０で発生した光を内視鏡１００の先端部１０２にガイドする。ライトガイド１２０は、先端部１０２に設けられた出射口１２４を含むことができる。光照射部１５０で発生した光は、出射口１２４から検体２０に照射される。
【００２３】
撮像部１１０は、ルミネッセンス物質が発する光および照射光がオブジェクトで反射する反射光の少なくとも一方を受光する。画像生成部１４０は、撮像部１１０から取得した受光データを処理することによって画像を生成する。出力部１８０は、画像生成部１４０が生成した画像を出力する。
【００２４】
制御部１０５は、撮像制御部１６０および発光制御部１７０を有する。撮像制御部１６０は、撮像部１１０による撮像を制御する。また、発光制御部１７０は、撮像制御部１６０からの制御を受けて、光照射部１５０を制御する。たとえば撮像部１１０が、赤外線、Ｒ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の各成分光を時分割で撮像する場合に、発光制御部１７０は、各成分光の照射のタイミングと撮像のタイミングとを同期させるよう、光照射部１５０から検体２０に照射される光を制御する。
【００２５】
図２は、撮像部１１０の構成の一例を示す。撮像部１１０は、レンズ１１２および撮像デバイス２１０を有する。撮像デバイス２１０は、複数の受光素子２５１（以下、受光素子２５１と総称する。）を含む。受光素子２５１は、第１波長領域、第２波長領域、および第３波長領域、および第４波長領域の光を受光することができる。つまり、受光素子２５１は、第１波長領域、第２波長領域、第３波長領域、および第４波長領域の光に感度を有する。受光素子２５１は、２次元的に配列されて、受光素子アレイ２９０を形成する。なお、第１波長領域、第２波長領域、第３波長領域、第４波長領域は互いに異なる波長領域であって、他の波長領域が含まない波長領域を含む。
【００２６】
一例として、第１波長領域はＲ成分を示す波長領域であり、第２波長領域はＢ成分を示す波長領域であり、第３波長領域はＧ成分を示す波長領域であり、第４波長領域はＩＲ成分を示す波長領域であってよい。なお、第４波長領域は、励起光の波長領域であってよい。受光素子２５１が受光した受光データは、画像生成部１４０に供給される。
【００２７】
図３は、光照射部１５０の構成の一例を示す。光照射部１５０は、発光部４１０および光源側フィルタ部４２０を有する。発光部４１０は、被写体に照射する光を発光する。発光部４１０は、励起光の波長領域、第１波長領域、第２波長領域、および第３波長領域を含む波長領域の光を発光する。なお、発光部４１０は、キセノンランプを含んでよい。なお、受光素子２５１は、発光部４１０から発光されて被写体により反射された光を受光する。
【００２８】
図４は、光源側フィルタ部４２０の構成の一例を示す。図４は、発光部４１０から光源側フィルタ部４２０に光が導かれる方向に見た場合の構造を示す。光源側フィルタ部４２０は、光フィルタ部４２１−４２６を含む。発光制御部１７０は、光源側フィルタ部４２０の中心軸を中心として、発光部４１０が発光した光が進む方向に略垂直な面内で、光源側フィルタ部４２０を回転させる。
【００２９】
光フィルタ部４２１、光フィルタ部４２２、光フィルタ部４２３、光フィルタ部４２４、光フィルタ部４２５、および光フィルタ部４２６は、それぞれ第１波長領域、第２波長領域、第３波長領域、第４波長領域、第２波長領域、および第３波長領域の光を透過して、他の波長領域の光をカットする。なお、発光部４１０からの光は、光源側フィルタ部４２０の回転中心軸からずれた位置に導かれる。したがって、発光部４１０からの光が光フィルタ部４２１に導かれているタイミングでは、発光部４１０からの光のうち、第１波長領域の光が光フィルタ部４２１を通過する。したがって、このタイミングでは、第１波長領域の光が被写体に照射される。
【００３０】
また、発光部４１０からの光が光フィルタ部４２２または光フィルタ部４２５に導かれているタイミングでは、発光部４１０からの光のうち、第２波長領域の光が光フィルタ部４２２または光フィルタ部４２５を通過するので、このタイミングでは、第２波長領域の光が被写体に照射される。また、発光部４１０からの光が光フィルタ部４２３または光フィルタ部４２６に導かれているタイミングでは、発光部４１０からの光のうち、第３波長領域の光が光フィルタ部４２３または光フィルタ部４２６を通過するので、このタイミングでは、第３波長領域の光が被写体に照射される。また、発光部４１０からの光が光フィルタ部４２４に導かれているタイミングでは、発光部４１０からの光のうち、第４波長領域の光が光フィルタ部４２６を通過するので、このタイミングでは、第４波長領域の光が被写体に照射される。
【００３１】
なお、受光素子２５１は、撮像制御部１６０の制御により、可視光である第１波長領域の光、第２波長領域の光、または第３波長領域の光が照射されているタイミングで、照射された光を検体２０が反射した反射光を受光する。画像生成部１４０は、受光素子２５１が受光した光の受光量に基づいて可視光画像を生成することができる。
【００３２】
また、受光素子２５１は、撮像制御部１６０の制御により、励起光である第４波長領域の光が照射されているタイミングでは、照射された励起光により検体２０の内部のルミネッセンス物質が発したルミネッセンス光を受光する。画像生成部１４０は、受光素子２５１が受光した光の受光量に基づいて、ルミネッセンス光画像を生成することができる。
【００３３】
図５は、光照射部１５０から照射される光の分光強度および被写体の分光反射率の一例を示す。線７１０は、発光部４１０の一例としてのキセノンランプが発生する光の分光強度分布を示しており、可視光領域において比較的なだらかな分光強度を示している。
【００３４】
線７２０は、被写体の一例としての胃の粘膜の分光反射率を示す。本分布から明らかなように、第２波長領域および第３波長領域における分光反射率は、第１波長領域における被写体の分光反射率より小さい。本図に例示した分光反射率および分光強度によると、受光素子２５１が受光する、第１波長領域、第２波長領域、および第３波長領域の強度は、およそ２：１：１となる。ここで、発光制御部１７０は、受光素子２５１によって検出される光の強度に応じて、光照射部１５０から照射される各波長領域の光の頻度を制御する。
【００３５】
なお、発光制御部１７０は、一例として光源側フィルタ部４２０を略一定の角速度で回転させ、撮像制御部１６０はそれぞれの光フィルタ部４２１−４２６に発光部４１０からの光が通過している期間に受光素子２５１を受光させる。このように、発光制御部１７０は、第１波長領域における被写体の分光反射率より小さい分光反射率の波長領域である第２波長領域の光を、第１波長領域の光より高い頻度で発光部４１０に発光させる。このようにして、制御部１０５は、第１波長領域における被写体の分光反射率より小さい分光反射率の波長領域である第２波長領域の光を、第１波長領域の光より高い頻度で受光素子２５１に受光させる。
【００３６】
なお、線７１０が示すような分光強度の光が光照射部１５０から照射された場合には、胃の粘膜によって反射された反射光は、第２波長領域において、第１波長領域における分光強度より小さい分光強度を持つ。したがって、制御部１０５は、第１波長領域における分光強度より小さい分光強度を持つ第２波長領域の光を、第１波長領域の光より高い頻度で受光素子２５１のそれぞれに受光させることができる。
【００３７】
なお、それぞれの波長領域における分光反射率と発光部４１０から被写体に照射される光の分光強度との積は、反射光の強度に比例する。したがって、発光制御部１７０は、第１波長領域の光を受光させる頻度に対する第２波長領域の光を受光させる頻度の比を、第２波長領域における分光反射率と発光部４１０から被写体に照射される光の分光強度との積に対する、第１波長領域における分光反射率と発光部４１０から被写体に照射される光の分光強度との積の比と略同一に制御することが望ましい。
【００３８】
なお、発光制御部１７０は、受光素子２５１の受光感度をさらに考慮して、受光素子２５１が被写体からの光を受光して出力することができる各波長領域毎の出力値の大きさに応じて、各波長領域の光を受光素子２５１に受光させる頻度を制御してもよい。すなわち、発光制御部１７０は、第１波長領域の光を受光させる頻度に対する第２波長領域の光を受光させる頻度の比を、第２波長領域における分光反射率と、発光部４１０が被写体に照射する光の分光強度と、受光素子２５１との受光感度との積に対する、第１波長領域における分光反射率と、発光部４１０が被写体に照射する光の分光強度と、受光素子２５１の受光感度との積の比と略同一に制御する。
【００３９】
以上説明したように、発光制御部１７０は、第１波長領域の光を受光させる頻度に対する第２波長領域の光を受光させる頻度の比を、第２波長領域における分光反射率に対する第１波長領域における分光反射率の比に応じて制御する。具体的には、発光制御部１７０は、第１波長領域の光を受光させる頻度に対する第２波長領域の光を受光させる頻度の比を、第２波長領域における分光反射率に対する第１波長領域における分光反射率の比と略同一に制御してよい。
【００４０】
なお、発光制御部１７０は、上記の制御により、第３波長領域の光を、第１波長領域の光より高い頻度で受光素子２５１に受光させ、第１波長領域の光を受光させる頻度に対する第３波長領域の光を受光させる頻度の比を、第３波長領域における被写体の分光反射率に対する第１波長領域における分光反射率の比に応じて制御することができる。このように、発光制御部１７０は、第１波長領域、第２波長領域、および第３波長領域の光を受光素子２５１が受光する頻度を、被写体からの反射光の強度に応じて制御する。
【００４１】
このようにして、発光制御部１７０は、各波長領域の光を異なるタイミングで被写体に向けて照射させる。それぞれのタイミングにおいて受光素子２５１が受光した受光データは画像生成部１４０に供給され、画像生成部１４０は、受光素子２５１が異なるタイミングで受光した第１波長領域の光および第２波長領域の光により画像を生成する。例えば、画像生成部１４０は、受光素子２５１が異なるタイミングで受光した第１波長領域の光および第２波長領域の光により、一の画像を生成する。
【００４２】
図６は、撮像部１１０による撮像タイミングおよび画像生成部１４０が生成した画像の一例を示す。撮像制御部１６０は、時刻ｔ６００、ｔ６０１、ｔ６０２、ｔ６０３、ｔ６０４、ｔ６０５、ｔ６０６・・・において撮像部１１０に撮像させる。
【００４３】
具体的には、発光制御部１７０は、撮像制御部１６０によるタイミング制御に基づいて、例えば光源側フィルタ部４２０の回転を制御して、発光部４１０が発光した光を、時刻ｔ６００、ｔ６０１、ｔ６０２、ｔ６０３、ｔ６０４、ｔ６０５、およびｔ６０６においてそれぞれ光フィルタ部４２２、光フィルタ部４２３、光フィルタ部４２１、光フィルタ部４２５、光フィルタ部４２６、および光フィルタ部４２４を通じて被写体に照射させる。これにより、時刻ｔ６００、ｔ６０１、ｔ６０２、ｔ６０３、ｔ６０４、ｔ６０５、およびｔ６０６において、それぞれＢ成分光、Ｇ成分光、Ｒ成分光、Ｂ成分光、Ｇ成分光、および励起光が、被写体に向けて光照射部１５０から照射される。
【００４４】
そして、撮像制御部１６０は、それぞれのタイミングで被写体からの反射光を所定の期間、受光素子２５１に受光させる。そして、撮像制御部１６０は、受光素子２５１が受光した受光量を画像生成部１４０に供給する。なお、時刻ｔ６００、ｔ６０１、ｔ６０２、ｔ６０３、ｔ６０４、ｔ６０５、およびｔ６０６において受光素子２５１が受光した受光量が示す画像を、説明のための一例として、それぞれ画像６２０ａ、画像６２０ｂ、画像６２０ｃ、画像６２０ｄ、画像６２０ｅ、画像６２０ｆ、および画像６２０ｇに示す。
【００４５】
Ｂ成分光による画像６２０ａには、浅い位置に存在する血管の画像である血管像６２２ａが含まれる。なお、Ｂ成分光による画像６２０ｄおよび６２０ｇも、画像６２０ａと同様の血管像を含む。一方、Ｇ成分光による画像６２０ｂには、血管像６２２ａが示す血管の血管像６２２ｂの他に、当該血管より深い、Ｇ成分光が到達し得る位置に存在する血管の血管像６２４ｂが含まれ得る。なお、Ｇ成分光による画像６２０ｅも画像６２０ｂと同様の血管像を含む。
【００４６】
また、Ｒ成分光による画像６２０ｃには、血管像６２２ａが示す血管の血管像６２２ｃおよび血管像６２４ｂが示す血管の血管像６２４ｃの他に、それらの血管より深い、Ｒ成分光が到達し得る位置に存在する血管の血管像６２６ｃが含まれ得る。なお、画像６２０ａ−ｅ、および画像６２０ｇには、上述の表面下の血管像の他に、表面からの反射光等による表面像が含まれることは言うまでもない。一方、画像６２０ｆには、赤外領域の励起光によって、血管像６２２ｃ、６２４ｃ、および６２６ｃが示す血管からのルミネッセンス光による血管像６２２ｆ、血管像６２４ｆ、および血管像６２６ｆの他に、Ｒ成分光が到達するよりさらに深い位置に存在する血管からのルミネッセンス光による血管像６２８ｆが含まれる。
【００４７】
画像生成部１４０は、時刻ｔ６００における受光素子２５１によるＢ成分光の受光量、時刻ｔ６０１における受光素子２５１によるＧ成分光の受光量、および時刻ｔ６０２における受光素子２５１によるＲ成分光の受光量に基づいて、一の可視光画像を生成する。このとき、画像生成部１４０は、画像６２０ａ−ｃからパターンマッチング等によって血管領域を抽出して、抽出した血管像を重ね合わせて当該一の可視光画像を生成してよい。画像６２０ａからは浅い位置の血管の画像が抽出され、画像６２０ｃからは深い領域の血管の画像が抽出され、画像６２０ａからはそれらの間の位置の血管の画像が抽出される。したがって、画像生成部１４０は、見た目と同様の可視光画像でありながら、血管の位置が強調された可視光画像を生成することができる。
【００４８】
なお、画像生成部１４０は、画像６２０ｆから、可視光画像に含まれる血管の画像が示す血管より深い領域の血管の画像を抽出することができる。したがって、撮像システム１０によると、可視光画像には含まれない、深層の血管像を得ることができる。なお、画像生成部１４０は、撮像した時刻に対応づけて、あるいは画像６２０ｆが撮像された近傍のタイミングで受光素子２５１が受光した受光量から生成した可視光画像に対応づけて、画像６２０ｆまたは画像６２０ｆから抽出した血管の画像を出力してよい。なお、画像生成部１４０は、画像６２０ｆと当該可視光画像を合成して出力してもよい。
【００４９】
なお、撮像部１１０は、時刻ｔ６０５においては、Ｒ成分光ではなくルミネッセンス光による画像を撮像する。この場合、画像生成部１４０は、受光素子２５１が受光した、時刻ｔ６０３におけるＢ成分光の光量、時刻ｔ６０４におけるＧ成分光の光量、および時刻ｔ６０２におけるＲ成分光の光量に基づいて、一の可視光画像を生成する。これにより、画像生成部１４０は、Ｒ成分光に替えて励起光によりルミネッセンス光画像を撮像した場合であっても、擬似的に可視光画像を生成することができる。出力部１８０は、画像生成部１４０が生成した可視光画像を連続的に表示する。
【００５０】
検体２０が人体のような生体である場合、可視光画像におけるＲ成分の空間周波数成分は、Ｇ成分およびＢ成分の空間周波数成分より小さい場合が多い。このため、Ｒ成分がコマ落ちしたことによる映像の劣化度は、Ｇ成分およびＢ成分がコマ落ちする場合に比べると小さい場合が多い。このため、Ｇ成分およびＢ成分がコマ落ちする場合よりも、映像における見た目のギクシャク感を著しく低減することができる。
【００５１】
本実施形態の撮像システム１０を実際のシステムに適用すれば、たとえば医師が出力部１８０が表示した映像を見つつ手術等を実施するとき、表面観察によっては視認できない内部の血管を医師に認識させることができる場合がある。また、医師は、実質的にコマ落ちのない可視光画像を参照しつつ、手術等を実施できる利点が得られる。
【００５２】
なお、以上の説明においては、発光制御部１７０が光照射部１５０から照射される波長領域の頻度を制御する形態について説明した。他にも、撮像制御部１６０が、受光素子２５１に受光させる光の波長領域そのものを制御することによって、受光素子２５１が受光する波長領域の頻度を制御してもよい。例えば、光源側フィルタ部４２０と同様の透過特性（ただし、光フィルタ部４２４は、ルミネッセンス光を透過するとする。）を有する光学フィルタを被写体と受光素子２５１との間の光路に挿入して、撮像制御部１６０が光源側フィルタ部４２０と同様に当該光学フィルタを回転させることによって、受光素子２５１に受光させる光の波長領域の頻度を制御することができる。
【００５３】
なお、上記の説明における頻度は、単位時間あたりに受光素子２５１に被写体からの光を受光させて被写体の画像を撮像する回数であってよい。また、制御部１０５は、受光素子２５１が受光した被写体からの各波長領域の光量に応じて、当該頻度を動的に制御してもよい。
【００５４】
図７は、撮像システム１０として機能させるコンピュータ１５００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係る撮像システム１０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、および表示デバイス１５８０を有するＣＰＵ周辺部と、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、およびＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０を有する入出力部と、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、および入出力チップ１５７０を有するレガシー入出力部とを備える。
【００５５】
ホスト・コントローラ１５８２は、ＲＡＭ１５２０と、高い転送レートでＲＡＭ１５２０をアクセスするＣＰＵ１５０５およびグラフィック・コントローラ１５７５とを接続する。ＣＰＵ１５０５は、ＲＯＭ１５１０およびＲＡＭ１５２０に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部を制御する。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。
【００５６】
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通信インターフェイス１５３０、ハードディスクドライブ１５４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０を接続する。通信インターフェイス１５３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ１５４０は、撮像システム１０内のＣＰＵ１５０５が使用するプログラムおよびデータを格納する。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に提供する。
【００５７】
また、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、および入出力チップ１５７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ１５１０は、撮像システム１０が起動時に実行するブート・プログラム、撮像システム１０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、例えばパラレル・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。
【００５８】
ＲＡＭ１５２０を介してハードディスクドライブ１５４０に提供される通信プログラムは、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。通信プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ１５２０を介して撮像システム１０内のハードディスクドライブ１５４０にインストールされ、ＣＰＵ１５０５において実行される。撮像システム１０にインストールされて実行される通信プログラムは、ＣＰＵ１５０５等に働きかけて、撮像システム１０を、図１から図６にかけて説明した撮像部１１０、画像生成部１４０、出力部１８０、制御部１０５、および光照射部１５０等として機能させる。
【００５９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施形態の撮像システム１０の構成の一例を検体２０とともに示す図である。
【図２】撮像部１１０の構成の一例を示す図である。
【図３】光照射部１５０の構成の一例を示す図である。
【図４】光源側フィルタ部４２０の構成の一例を示す図である。
【図５】光照射部１５０から照射される光の分光強度および被写体の分光反射率の一例を示す図である。
【図６】撮像部１１０による撮像タイミングおよび画像生成部１４０が生成した画像の一例を示す図である。
【図７】撮像システム１０として機能させるコンピュータ１５００のハードウェア構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  撮像システム
２０  検体
１００  内視鏡
１０２  先端部
１０５  制御部
１１０  撮像部
１１２  レンズ
１２０  ライトガイド
１２４  出射口
１３０  鉗子口
１３５  鉗子
１３８  ノズル
１４０  画像生成部
１５０  光照射部
１６０  撮像制御部
１７０  発光制御部
１８０  出力部
１９０  ＩＣＧ注入部
２１０  撮像デバイス
２５１  受光素子
４１０  発光部
４２０  光源側フィルタ部
４２１  光フィルタ部
４２２  光フィルタ部
４２３  光フィルタ部
４２４  光フィルタ部
４２５  光フィルタ部
４２６  光フィルタ部
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
【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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