JP5282343B2 - 撮像装置、及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、表面に色素が散布された被写体を撮像する撮像装置、方法、及びプログラムに関する。
特許文献１によれば、波長帯域を変えることにより表層部分、深層部分を観察することが記載されている。また、特許文献２によれば、血液に強く吸収される波長の光を利用して微細な血管を撮像することが記載されている。
特開２００１−１７０００９号公報
特開２００２−０９５６３５号公報
しかしながら、特許文献１によれば、波長を変えることにより表層部分及び深層部分の画像を得ることはできるが、表面の凹凸を観察することはできない。また、特許文献２によれば、血管を撮像することはできるが、表面の凹凸を観察することはできない。
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、撮像装置であって、表面に色素が散布された被写体を撮像する撮像装置であって、前記色素の吸収率が第１の所定値以上の第１波長帯域の光と、前記色素の吸収率が前記第１の所定値以下であり、且つ、血液の吸収率が第２の所定値以上の第２波長帯域の光とを前記被写体に照射する照射部と、前記被写体からの戻り光のうちの前記第１波長帯域の光と、前記被写体からの戻り光のうちの前記第２波長帯域の光とをそれぞれ撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した前記第１波長帯域の光の第１画像を生成し、前記撮像部が撮像した前記第２波長帯域の光の第２画像を生成する画像生成部とを備える。
前記照射部は、前記第１波長帯域の光と前記第２波長帯域の光とを切り替えて照射してよく、前記撮像部は、撮像素子を有してよく、前記撮像素子は、前記第１波長帯域の光と前記第２波長帯域の光とを順次撮像してよい。
前記照射部は、前記第１波長帯域の光と前記第２波長帯域の光とを同時照射してよく、前記撮像部は、前記第１波長帯域の光と前記第２波長帯域の光とを切り替えて透過するフィルタ部と、前記フィルタ部を透過した前記第１波長帯域の光と前記第２波長帯域の光とを順次撮像する撮像素子とを有してよい。
前記照射部は、前記第１波長帯域の光と前記第２波長帯域の光とを同時照射してよく、前記撮像部は、前記第１波長帯域の光を透過する第１フィルタと、前記第２波長帯域の光を透過する第２フィルタとを有してよく、前記第１フィルタを透過した前記第１波長帯域の光と、前記第２フィルタを透過した前記第２波長帯域の光とをそれぞれ撮像してよい。
前記撮像部は、複数の前記第１フィルタと複数の前記第２フィルタとが同一平面状に配列されたフィルタ部と、前記第１フィルタを透過した前記第１波長帯域の光を受光する複数の第１受光素子と、前記第２フィルタを透過した前記第２波長帯域の光を受光する複数の第２受光素子とが同一平面状に配列された撮像素子とを有してよい。
前記撮像部は、前記第１フィルタを透過した前記第１波長帯域の光を撮像する第１撮像素子と、前記第２フィルタを透過した前記第２波長帯域の光を撮像する第２撮像素子とを有してよい。
上記課題を解決するために、本発明の第２の態様においては、表面に色素が散布された被写体を撮像する方法であって、前記色素の吸収率が第１の所定値以上の第１波長帯域の光と、前記色素の吸収率が前記第１の所定値以下であり、且つ、血液の吸収率が第２の所定値以上の第２波長帯域の光とを前記被写体に照射する照射工程と、前記被写体からの戻り光のうちの前記第１波長帯域の光と、前記被写体からの戻り光のうちの前記第２波長帯域の光とをそれぞれ撮像する撮像工程と、前記撮像部が撮像した前記第１波長帯域の光の第１画像を生成し、前記撮像部が撮像した前記第２波長帯域の光の第２画像を生成する画像生成工程とを備える。
上記課題を解決するために、本発明の第３の態様においては、表面に色素が散布された被写体を撮像するコンピュータを実行させるプログラムであって、前記コンピュータを、前記色素の吸収率が第１の所定値以上の第１波長帯域の光と、前記色素の吸収率が前記第１の所定値以下であり、且つ、血液の吸収率が第２の所定値以上の第２波長帯域の光とを前記被写体に照射する照射部と、前記被写体からの戻り光のうちの前記第１波長帯域の光と、前記被写体からの戻り光のうちの前記第２波長帯域の光とをそれぞれ撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した前記第１波長帯域の光の第１画像を生成し、前記撮像部が撮像した前記第２波長帯域の光の第２画像を生成する画像生成部として機能させる。
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。
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。
図１は、実施形態の撮像装置１００を示す。本実施形態では、撮像装置１００を内視鏡システムに適用して説明する。撮像装置１００は、内視鏡１０１、画像生成部１０２、照射部１０３、表示部１０４、記録部１０５、及び鉗子１０６を備える。なお、図１のＡ部は、内視鏡１０１の先端部１２１を拡大して示す。
内視鏡１０１は、鉗子口１１１、撮像部１１２、及びライトガイド１１３を有する。内視鏡１０１の先端部１２１は、その先端面１３０に撮像部１１２の一部としてのレンズ１３１を有する。また、先端部１２１は、その先端面１３０にライトガイド１１３の一部としての出射口１３２を有する。
照射部１０３は、光を被写体に照射する。照射部１０３は、被写体に散布される色素の吸収率が第１の所定値以上の第１波長帯域の光と、該色素の吸収率が前記第１の所定値以下であり、且つ、血液の吸収率が第２の所定値以上の第２波長帯域の光を照射する。また、照射部１０３は、光源１０７と、回転フィルタ１０８とを有する。光源１０７は、光を発光する。光源１０７は、電球であってもよく、ＬＥＤであってもよい。回転フィルタ１０８は、第１波長帯域の光を透過する第１フィルタと、第２波長帯域の光を透過する第２フィルタとを有する。照射部１０３は、この回転フィルタ１０８を回転させることにより、第１波長帯域の光と第２波長帯域の光とを切り替えて、被写体に第１波長帯域の光と、第２波長帯域の光とを照射する。なお、内視鏡１０１の先端部１２１に、第１波長帯域の光を発光するＬＥＤと第２波長帯域の光を発光するＬＥＤとを設けてよく、ＬＥＤが発光することにより被写体に光を照射してもよい。
ライトガイド１１３は、例えば、光ファイバで構成されている。ライトガイド１１３は、照射部１０３が照射した光を内視鏡１０１の先端部１２１にガイドする。照射部１０３が照射した光はライトガイド１１３を介して先端面１３０の出射口１３２から出射されて被写体に照射される。
撮像部１１２は、レンズ１３１と、ＣＣＤ１６０とを有する。なお、撮像部１１２は、ＣＣＤ１６０の代わりにＣＭＯＳ等の撮像素子を有してもよい。ＣＣＤ１６０は、レンズ１３１を介して入射した被写体の光を撮像する。ＣＣＤ１６０は、照射部１０３が切り替えて照射した第１波長帯域の光の戻り光と、第２波長帯域の戻り光とを順次撮像する。なお、撮像部１１２は、図示しないがＣＣＤ１６０を駆動させる撮像素子駆動ドライバ、及びＡＤ変換器等も含む。つまり、撮像素子により撮像された画像が撮像素子駆動ドライバにより読み出されて、ＡＤ変換器によってデジタル信号に変換される。この撮像素子駆動ドライバ、ＡＤ変換器等は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって制御される。情報処理装置を撮像部１１２の中に設けてもよく、撮像装置１００の中に設けてもよい。
鉗子口１１１は、鉗子１０６が挿入される。鉗子口１１１は、鉗子１０６を先端部１２１にガイドする。なお、鉗子１０６は、各種の先端形状を備えてよい。また、鉗子口１１１は、鉗子１０６のほかに、生体を処置する種々の処理具が挿入されてよい。ノズル１３３は、水あるいは空気を送出する。
画像生成部１０２は、撮像部１１２が撮像した第１波長帯域の光の第１画像を生成する。また、画像生成部１０２は、撮像部１１２が撮像した第２波長帯域の光の第２画像を生成する。また、画像生成部１０２は、撮像部１１２が撮像した画像に対して種々の画像処理を施してよい。また、撮像部１１２が色フィルタを備える場合は、画像生成部１０２は、輝度色差信号の画像データを生成してもよい。この画像生成部１０２は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現してもよく、電子回路又は電気回路によって実現してもよい。
また、表示部１０４は、画像生成部１０２が生成した画像を表示する。また、表示部１０４は、画像生成部１０２が生成した第１画像と、第２画像とを表示する。表示部１０４は、液晶、有機ＥＬ、プラズマなどのディスプレイと、該ディスプレイを制御する表示制御部とを有してよい。表示制御部は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現されてもよい。また、記録部１０５は、画像生成部１０２が生成した画像を記録する。また、記録部１０５は、画像生成部が生成した第１画像と、第２画像とを記録する。記録部１０５は、フラッシュメモリ等の記録媒体と、該記録媒体に画像を記録する記録制御部とを有してよい。記録制御部は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現されてもよい。
図２は、回転フィルタ１０８の一例を示す。回転フィルタ１０８は、第１フィルタ１４１と第２フィルタ１４２とを有する。第１フィルタ１４１は、被写体に散布される色素の吸収率が第１の所定値以上の第１波長帯域の光を透過する。第２フィルタ１４２は、該色素の吸収率が前記第１の所定値以下であり、且つ、血液の吸収率が第２の所定値以上の第２波長帯域の光を透過する。回転フィルタ１０８には、同一円周上に第１フィルタ１４１と第２フィルタ１４２とが配設されている。また、回転フィルタ１０８の中央には、回転の中心となる軸１４３が設けられている。なお、被写体に散布される色素としては、インジコカルミン色素、クリスタルバイオレット色素、メチレンブルー色素などがある。
図３は、光源１０７と、回転フィルタ１０８との対応関係の一例を示す。照射部１０３は、回転フィルタ１０８を、軸１４３を中心に回転させることにより、光源１０７が発光した光の光路上に、第１フィルタ１４１及び第２フィルタ１４２の何れかのフィルタをセットすることができる。照射部１０３は、この回転フィルタ１０８を回転することにより、第１波長帯域の光と第２波長帯域の光とを切り替えて被写体に照射することができる。なお、照射部１０３は、光源１０７と回転フィルタ１０８を制御する制御部を備える。この制御部は、ＣＰＵ等の情報処理装置によって実現してよい。
図４は、それぞれの波長における光の吸収率のグラフを示す。図４の横軸は光の波長を示しており、縦軸は相対吸収係数を示す。この相対吸収係数が高いほど、光の吸収率は高い。実線は、インジコカルミン色素の波長における吸収率を示しており、点線は、動脈内を流れる酸化ヘモグロビンの波長における吸収率を示している。また、一点破線は、静脈内を流れる還元ヘモグロビンの波長における吸収率を示している。波長４５０ｎｍ以下では、酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンは、インジコカルミン色素の吸収率より高い。また、波長４５０ｎｍより大きい波長では、酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンは、酸化インジコカルミン色素の吸収率より低い。このようなことから、４５０ｎｍより高い５００ｎｍ〜６１０ｎｍにピークを持つスペクトルの光を照射すると、観察部位である被写体の表面に散布したインジコカルミン色素に、照射した光が吸収されやすくなる。また、４５０ｎｍ以下よりにピークを持つスペクトルの光を照射すると、観察部位である被写体の表面に散布したインジコカルミン色素に、照射した光が余り吸収されにくくなる。したがって、４５０ｎｍ以下にピークを持つスペクトルの光を照射すると、インジコカルミン色素を透過して、被写体の組織下にある血管の血液中の酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンに吸収される。
したがって、インジコカルミン色素を被写体に散布する場合は、図４の黒枠に示すように、インジコカルミン色素の吸収率が第１の所定値以上となる４５０ｎｍ〜６１０ｎｍにピークを持つスペクトルの光を透過するフィルタを第１フィルタ１４１として用いる。また、インジコカルミン色素の吸収率が第１の所定値以下であり、且つ、血液の吸収率の度合いが第２の所定値以上となる４００ｎｍ〜４５０ｎｍにピークを持つスペクトルの光を透過するフィルタを第２フィルタ１４２として用いる。なお、第１フィルタ１４１は、インジコカルミン色素の吸収度合いが第１の所定値以上となる第１波長帯域の光を透過してもよい。また、第２フィルタ１４２は、インジコカルミン色素の吸収度合いが第１の所定値以下であり、且つ、血液の吸収度合いが第２の所定値以上の第２波長帯域の光を透過してもよい。なお、インジコカルミン色素を散布する場合は、第１フィルタ１４１は、５７０ｎｍ付近にピークを持つスペクトルの光のみを透過してもよい。また、６１０ｎｍ付近にピークを持つスペクトルの光のみを透過してもよい。また、インジコカルミン色素の最大吸収の波長は６１０ｎｍとなるが、波長が長いと組織下に深達して、ボケた画像が撮像されてしまうので、第１フィルタ１４１は、インジコカルミン色素の最大吸収の波長より短い波長にピークを持つスペクトルの光を透過することが好ましい。
図５は、クリスタルバイオレット色素の波長における吸収率を示す。図５の横軸は波長を示しており、縦軸はモル吸光係数を示す。このモル吸光係数が高いほど、光の吸収率は高い。クリスタルバイオレット色素は、４５０ｎｍを過ぎたあたりから吸収率が急激に高くなり、５９０ｎｍを過ぎると急激に吸収率が低くなる。したがって、クリスタルバイオレット色素を被写体に散布する場合は、図５の黒枠に示すように、クリスタルバイオレット色素の吸収率が第１の所定値以上となる５５０ｎｍ〜５９０ｎｍにピークを持つスペクトルの光を透過するフィルタを第１フィルタ１４１として用いる。なお、第２フィルタ１４２は、上述したように、クリスタルバイオレット色素の吸収率が第１の所定値以下であり、且つ、血液の吸収率の度合いが第２の所定値以上となる４００ｎｍ〜４５０ｎｍにピークを持つ波長の光を透過する。なお、クリスタルバイオレットを散布する場合は、第１フィルタ１４１は、５９０ｎｍ付近にピークを持つスペクトルの光のみを透過してもよい。また、クリスタルバイオレット色素の最大吸収の波長は５９０ｎｍとなるが、波長が長いと組織下に深達して、ボケた画像が撮像されてしまうので、第１フィルタ１４１は、クリスタルバイオレット色素の最大吸収の波長より短い波長にピークを持つスペクトルの光を透過することが好ましい。
図６は、メチレンブルー色素の波長における吸収率を示す。図５の横軸は波長を示しており、縦軸はモル吸光係数を示す。メチレンブルー色素は、２９０ｎｍ付近で吸収率が一度ピークとなり、２９０ｎｍを過ぎると吸収率が小さくなる。そして、５５０ｎｍを過ぎたあたりから吸収率を急激に高くなり、６６５ｎｍを過ぎると急激に吸収率が低くなる。したがって、メチレンブルー色素を被写体に散布する場合は、図６の黒枠に示すように、メチレンブルー色素の吸収率が第１の所定値以上となる５５０ｎｍ〜６６５ｎｍにピークを持つスペクトルの光を透過するフィルタを第１フィルタ１４１として用いる。なお、第２フィルタ１４２は、上述したように、メチレンブルー色素の吸収率が第１の所定値以下であり、且つ、血液の吸収率の度合いが第２の所定値以上となる４００ｎｍ〜４５０ｎｍにピークを持つ波長の光を透過する。なお、メチレンブルー色素を散布する場合は、第１フィルタ１４１は、６６５ｎｍ付近にピークを持つスペクトルの光のみを透過してもよい。また、２９０ｎｍ付近にピークを持つスペクトルの光のみを透過してもよい。また、メチレンブルー色素の最大吸収の波長は２９０ｎｍ、６６５ｎｍとなるが、波長が長いと組織下に深達して、ボケた画像が撮像されてしまうので、第１フィルタ１４１は、メチレンブルー色素の最大吸収の波長である６６５ｎｍより短い波長にピークを持つスペクトルの光を透過することが好ましい。
次に、撮像装置１００の動作について説明する。まず、観察部位である被写体の表面に色素を散布する。すると、被写体の表面の凹部に色素が滞留して、凸部には、色素が滞留しない。そして、照射部１０３が、観察部位である被写体に第１波長帯域の光を照射すると、色素が滞留している部分は第１波長帯域の光を吸収して、色素が滞留していない部分は滞留している部分に比べ第１波長帯域の光を余り吸収しない。そして、第１波長帯域の戻り光を撮像部１１２が撮像することにより、コントラストのある被写体の表面の画像を撮像することができる。つまり、滞留している部分は暗くなり、滞留していない部分は明るい画像となる。これにより、被写体の表面の凹凸を可視化した第１画像を撮像することができる。そして、画像生成部１０２は、撮像部１１２が撮像した第１波長帯域の光の画像を生成する。そして、表示部１０４は、該生成した第１波長帯域の光の画像を表示する。
なお、インジコカルミン色素を散布する場合は、４５０ｎｍ〜６１０ｎｍにピークを持つスペクトルの光を透過するフィルタを第１フィルタ１４１として用いるので、被写体には、４５０ｎｍ〜６１０ｎｍの第１の波長帯域の光を照射することができる。また、クリスタルバイオレット色素を散布する場合は、５５０ｎｍ〜５９０ｎｍにピークを持つスペクトルの光を透過するフィルタを第１フィルタ１４１として用いるので、被写体には、５５０ｎｍ〜５９０ｎｍにピークを持つ第１の波長帯域の光を照射することができる。また、メチレンブルー色素を散布する場合は、５５０ｎｍ〜６６５ｎｍにピークを持つスペクトルの光を透過するフィルタを第１フィルタ１４１として用いるので、被写体には、５５０ｎｍ〜６６５ｎｍにピークを持つ第１の波長帯域の光を照射することができる。
次に、照射部１０３が、第２波長帯域の光を照射すると、表面に散布された色素には余り吸収されずに、被写体の組織下にある血管の血液に吸収される。そして、第２波長帯域の戻り光を撮像部１１２が撮像することにより、血管を可視化した第２画像を撮像することができる。つまり、血管部分が暗くなり、血管部分以外は明るい画像となる。なお、４００ｎｍ〜４５０ｎｍにピークを持つ光を透過するフィルタを第２フィルタ１４２として用いるので、被写体には、４００ｎｍ〜４５０ｎｍの第２波長帯域の光を照射することができる。
また、照射部１０３は、ＣＣＤ１６０のフレームレート周期間隔で、第１波長帯域の光と第２波長帯域の光とを交互に切り替えて照射してもよい。この場合は、第１波長帯域の光の第１画像と第２波長帯域の光の第２画像とが、交互に順次撮像されることになる。また、表示部１０４は、第１波長帯域の第１画像と第２波長帯域の第２画像とを同時に表示させてもよく、どちらか一方を表示させてもよい。第１画像と第２画像とを同時に表示させる場合は、例えば、第１表示領域に第１画像を第２表示領域に第２画像を表示させてもよい。また、照射部１０３は、所定の間隔で、例えば、１０秒間隔で、第１波長帯域の光と第２波長帯域の光とを交互に切り替えて照射してもよい。また、ユーザの切り替え指示にしたがって、照射部１０３は、第１波長帯域の光と第２波長帯域の光とを切り替えてもよい。そして、撮像部１１２は、第１波長帯域の光と第２波長帯域の光とを順次撮像する。表示部１０４は、第１画像と第２画像のどちらか一方を表示してもよい。また、表示部１０４は、現在照射している波長帯域の光の画像を表示させてもよい。
このように、被写体の表面に散布する色素の吸収率が第１の所定値以上の第１波長帯域の光と、該色素の吸収率が第１の所定値以下であり、且つ、血液の吸収率が第２の所定値以上の第２波長帯域の光とを切り替えて被写体に照射するようにしたので、色素を被写体に散布した状態で、血管を可視化した画像を撮像することができる。また、被写体の表面の凹凸を可視化した第１画像と、血管を可視化した第２画像とを略同時に撮像することができる。また、撮影して観察したい方の画像を即座に撮像することができる。なお、所定のプログラムを実行することによって、ＣＰＵ等の情報処理装置を撮像装置１００として機能させるようにしてもよい。
上記実施の形態は、以下のように変形してもよい。
（１）上記実施の形態では、照射部１０３に回転フィルタ１０８を設け、第１波長帯域の光と、第２波長帯域の光とを照射するようにしたが、回転フィルタ１０８を撮像部１１２に設けるようにして、照射部１０３は、白色光を被写体に照射するようにしてもよい。
（１）上記実施の形態では、照射部１０３に回転フィルタ１０８を設け、第１波長帯域の光と、第２波長帯域の光とを照射するようにしたが、回転フィルタ１０８を撮像部１１２に設けるようにして、照射部１０３は、白色光を被写体に照射するようにしてもよい。
図７は、変形例（１）の撮像部１１２の一例を示す。撮像部１１２は、レンズ１３１、回転フィルタ１０８、及びＣＣＤ１６０を有する。ＣＣＤ１６０は、レンズ１３１を通過した光のうち、回転フィルタ１０８を透過した光を撮像する。ここで、撮像部１１２は、回転フィルタ１０８を、軸１４３を中心に回転させることにより、レンズ１３１とＣＣＤ１６０の光路上に、第１フィルタ１４１及び第２フィルタ１４２の何れかのフィルタをセットすることができる。つまり、回転フィルタ１０８を、軸１４３を中心に回転させることにより、照射部１０３が照射した白色光の戻り光のうち、ＣＣＤ１６０に投影させる光の波長帯域を、第１波長帯域と、第２波長帯域とに切り替える。光路上に第１フィルタ１４１がセットされている場合は、ＣＣＤ１６０は、第１波長帯域の光を撮像することができ、第２フィルタ１４２がセットされている場合は、ＣＣＤ１６０は、第２波長帯域の光を撮像することができる。これにより、色素を被写体の表面に散布した状態で、観察部位である被写体の表面の凹凸を可視化した第１画像と、血管を可視化した第２画像とを略同時に撮像することができる。
（２）上記実施の形態では、照射部１０３に回転フィルタ１０８を設けるようにしたが、撮像部１１２に第１フィルタ１４１と第２フィルタ１４２とが同一平面状に配列されたフィルタ部を設けてもよい。ＣＣＤ１６０は、第１フィルタ１４１を透過した第１波長帯域の光を受光する複数の第１受光素子、第２フィルタ１４２を透過した第２波長帯域の光を受光する複数の第２受光素子とを備える。つまり、ＣＣＤ１６０には、第１フィルタを透過した第１波長帯域の光を受光する複数の第１受光素子と、第２フィルタを透過した第２波長帯域の光を受光する複数の第２受光素子とが同一平面状に配列されている。この場合は、照射部１０３は、白色光を被写体に照射する。
図８は、変形例（２）のフィルタ部１７０と、ＣＣＤ１６０の対応関係の一例を示す。ＣＣＤ１６０は、複数の第１受光素子１６１及び第２受光素子１６２を有する。フィルタ部１７０は、第１波長帯域の光を透過する第１フィルタ１４１と第２波長帯域の光を透過する第２フィルタ１４２とを複数有する。第１フィルタ１４１と第２フィルタ１４２とは、１受光素子間隔で、マトリクス状に同一平面状に配列されている。なお、第１フィルタ１４１と第２フィルタ１４２とをマトリクス状に配列しなくてもよく、一定の周期間隔で第１フィルタ１４１と第２フィルタとが配列されていればよい。それぞれの第１フィルタ１４１を透過した光は、ＣＣＤ１６０の第１受光素子にそれぞれ受光される。また、それぞれの第２フィルタ１４２を透過した光は、ＣＣＤ１６０の第２受光素子１６２にそれぞれ受光される。つまり、第１フィルタ１４１を透過した光は、該第１フィルタ１４１に対応する第１受光素子１６１で受光される。また、第２フィルタ１４２を透過した光は、該第２フィルタ１４２に対応する第２受光素子１６２で受光される。照射部１０３が白色光を照射してその戻り光のうち、第１波長帯域の光がフィルタ部１７０の第１フィルタ１４１を介して第１受光素子１６１に受光され、第２波長帯域の光がフィルタ部１７０の第２フィルタ１４２を介して第２受光素子に受光される。これにより、被写体の表面の凹凸を可視化した第１画像と、血管を可視化した第２画像とを同時に撮像することができる。
そして、画像生成部１０２は、ＣＣＤ１６０が撮像した画像から第１波長帯域の光の第１画像と、第２波長帯域の光の第２画像とを生成する。つまり、画像生成部１０２は、第１波長帯域の光を受光した第１受光素子１６１の電荷蓄積量から第１画像を生成する。また、第２波長帯域の光を受光した第２受光素子１６２の電荷蓄積量から第２画像を生成する。そして、表示部１０４は、第１画像と第２画像とを表示させる。表示部１０４は、第１画像と第２画像とを同時に表示させてもよく、どちらか一方を表示させてもよい。
（３）上記実施の形態では、照射部１０３に回転フィルタ１０８を設けるようにしたが、撮像部１１２に第１フィルタ１４１及び第２フィルタ１４２と、第１フィルタを透過した光を撮像する第１ＣＣＤ、第２フィルタを透過した光を撮像する第２ＣＣＤを設けるようにしてもよい。なお、ＣＣＤに代えてＣＭＯＳ等の撮像素子を設けてもよい。この場合は、照射部１０３は、白色光を被写体に照射する。
図９は、変形例（３）の撮像部１１２の一例を示す。撮像部１１２は、レンズ１３１、ハーフミラー１８１、第１フィルタ１４１、第２フィルタ１４２、第１ＣＣＤ１６３、及び第２ＣＣＤ１６４を有する。ハーフミラー１８１は、レンズ１３１を通過した光を２つの光束に分割する。ハーフミラー１８１は、入射した光の一部を透過して、一部を反射することにより入射した光を２つの光束に分割する。第１フィルタ１４１は、ハーフミラー１８１を透過した光のうち、第１波長帯域の光を透過する。第１ＣＣＤ１６３は、第１フィルタ１４１を透過した光を撮像する。第２フィルタ１４２は、ハーフミラー１８１を反射した光のうち、第２波長帯域の光を透過する。第２ＣＣＤ１６４は、第２フィルタを透過した光を撮像する。
照射部１０３が白色光を照射してその戻り光のうち、第１波長帯域の光が第１ＣＣＤ１６３で撮像され、第２波長帯域の光が第２ＣＣＤ１６４で撮像される。これにより、被写体の表面の凹凸を可視化した第１画像と、血管を可視化した第２画像とを同時に撮像することができる。そして、表示部１０４は、第１ＣＣＤ１６３が撮像した第１画像と、第２ＣＣＤ１６４が撮像した第２画像とを表示させる。表示部１０４は、第１画像と第２画像とを同時に表示させてもよく、どちらか一方を表示させてもよい。
（４）上記実施の形態では、照射部１０３に回転フィルタ１０８を設けるようにしたが、撮像部１１２にエタロン等の可変分光素子を設けてよい。可変分光素子はレンズ１３１とＣＣＤ１６０との間に設け、エタロンを通過した光をＣＣＤ１６０が撮像する。この場合は、照射部１０３は、白色光を被写体に照射する。照射部１０３が照射した白色光の戻り光のうち、可変分光素子が第１波長帯域内にある波長の光及び第２波長帯域内にある波長の光のうちどちらか一方の光を通過させてＣＣＤ１６０に撮像させる。これにより、ＣＣＤ１６０は、第１画像と第２画像とを選択的に撮像することができる。可変分光素子は、ＣＣＤ１６０のフレームレート周期間隔で、第１波長帯域内の波長の光と、第２波長帯域内の波長の光とを交互に通過させてもよい。この場合は、第１波長帯域の光の第１画像と第２波長帯域の光の第２画像とが、交互に順次撮像されることになる。また、表示部１０４は、第１波長帯域の第１画像と第２波長帯域の第２画像とを同時に表示させてもよく、どちらか一方を表示させてもよい。
また、可変分光素子は、所定の間隔で、例えば、１０秒間隔で、第１波長帯域の光と第２波長帯域の光とを交互に切り替えて通過させてもよい。また、ユーザの切り替え指示にしたがって、可変分光素子は、第１波長帯域の光と第２波長帯域の光とを切り替えて通過させてもよい。そして、撮像部１１２は、第１波長帯域の光と第２波長帯域の光とを順次撮像する。表示部１０４は、第１画像と第２画像のどちらか一方を表示してもよい。また、表示部１０４は、現在照射している波長帯域の光の画像を表示させてもよい。これにより、色素が被写体の表面に散布されている状態であっても、表面の凹凸を可視化した第１画像と、血管を可視化した第２画像とを撮像することができる。また、略同時に、第１画像と第２画像とを撮像することができる。
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。
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。
１００ 撮像装置
１０１ 内視鏡
１０２ 画像生成部
１０３ 照射部
１０４ 表示部
１０５ 記録部
１０６ 鉗子
１０７ 光源
１０８ 回転フィルタ
１１１ 鉗子口
１１２ 撮像部
１１３ ライトガイド
１２１ 先端部
１３０ 先端面
１３１ レンズ
１３２ 出射口
１３３ ノズル
１４１ 第１フィルタ
１４２ 第２フィルタ
１４３ 軸
１６０ ＣＣＤ
１６１ 第１受光素子
１６２ 第２受光素子
１６３ 第１ＣＣＤ
１６４ 第２ＣＣＤ
１７０ フィルタ部
１８１ ハーフミラー
１０１ 内視鏡
１０２ 画像生成部
１０３ 照射部
１０４ 表示部
１０５ 記録部
１０６ 鉗子
１０７ 光源
１０８ 回転フィルタ
１１１ 鉗子口
１１２ 撮像部
１１３ ライトガイド
１２１ 先端部
１３０ 先端面
１３１ レンズ
１３２ 出射口
１３３ ノズル
１４１ 第１フィルタ
１４２ 第２フィルタ
１４３ 軸
１６０ ＣＣＤ
１６１ 第１受光素子
１６２ 第２受光素子
１６３ 第１ＣＣＤ
１６４ 第２ＣＣＤ
１７０ フィルタ部
１８１ ハーフミラー
Claims (7)
- 表面に色素が散布された被写体を撮像する撮像装置であって、
前記色素の吸収率が第１の所定値以上の第１波長帯域の光と、前記色素の吸収率が前記第１の所定値以下であり、且つ、血液の吸収率が第２の所定値以上の第２波長帯域の光とを前記被写体に照射する照射部と、
前記被写体からの戻り光のうちの前記第１波長帯域の光と、前記被写体からの戻り光のうちの前記第２波長帯域の光とをそれぞれ撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した前記第１波長帯域の光の第１画像を生成し、前記撮像部が撮像した前記第２波長帯域の光の第２画像を生成する画像生成部と
を備える撮像装置。 - 前記照射部は、
前記第１波長帯域の光と前記第２波長帯域の光とを切り替えて照射し、
前記撮像部は、
撮像素子を有し、
前記撮像素子は、
前記第１波長帯域の光と前記第２波長帯域の光とを順次撮像する
請求項１に記載の撮像装置。 - 前記照射部は、
前記第１波長帯域の光と前記第２波長帯域の光とを同時照射し、
前記撮像部は、
前記第１波長帯域の光と前記第２波長帯域の光とを切り替えて透過するフィルタ部と、
前記フィルタ部を透過した前記第１波長帯域の光と前記第２波長帯域の光とを順次撮像する撮像素子と
を有する請求項１に記載の撮像装置。 - 前記照射部は、
前記第１波長帯域の光と前記第２波長帯域の光とを同時照射し、
前記撮像部は、
前記第１波長帯域の光を透過する第１フィルタと、
前記第２波長帯域の光を透過する第２フィルタと
を有し、
前記第１フィルタを透過した前記第１波長帯域の光と、前記第２フィルタを透過した前記第２波長帯域の光とをそれぞれ撮像する
請求項１に記載の撮像装置。 - 前記撮像部は、
複数の前記第１フィルタと複数の前記第２フィルタとが同一平面状に配列されたフィルタ部と、
前記第１フィルタを透過した前記第１波長帯域の光を受光する複数の第１受光素子と、前記第２フィルタを透過した前記第２波長帯域の光を受光する複数の第２受光素子とが同一平面状に配列された撮像素子と
を有する請求項４に記載の撮像装置。 - 前記撮像部は、
前記第１フィルタを透過した前記第１波長帯域の光を撮像する第１撮像素子と、
前記第２フィルタを透過した前記第２波長帯域の光を撮像する第２撮像素子と
を有する
請求項４に記載の撮像装置。 - 表面に色素が散布された被写体を撮像するコンピュータを実行させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記色素の吸収率が第１の所定値以上の第１波長帯域の光と、前記色素の吸収率が前記第１の所定値以下であり、且つ、血液の吸収率が第２の所定値以上の第２波長帯域の光とを前記被写体に照射する照射部と、
前記被写体からの戻り光のうちの前記第１波長帯域の光と、前記被写体からの戻り光のうちの前記第２波長帯域の光とをそれぞれ撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した前記第１波長帯域の光の第１画像を生成し、前記撮像部が撮像した前記第２波長帯域の光の第２画像を生成する画像生成部
として機能させるプログラム。
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP5282343B2 true JP5282343B2 (ja) | 2013-09-04 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008311319A Active JP5282343B2 (ja) | 2008-12-05 | 2008-12-05 | 撮像装置、及びプログラム |
Country Status (1)
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