JP2010131265A - 撮像装置、方法、及びプログラム - Google Patents

撮像装置、方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】表面の凹凸を可視化した画像と血管を可視化した画像を略同時に得ることができる撮像装置、方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】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。
【選択図】図1

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。
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。
実施形態の撮像装置100を示す。 回転フィルタ108の一例を示す。 光源107と、回転フィルタ108との対応関係の一例を示す。 それぞれの波長における光の吸収率のグラフを示す。 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。 メチレンブルー色素の波長における吸収率を示す。 変形例(1)の撮像部112の一例を示す。 変形例(2)のフィルタ部170と、CCD160の対応関係の一例を示す。 変形例(3)の撮像部112の一例を示す。
符号の説明
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

Claims (8)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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、
    撮像した前記第1波長帯域の光の第1画像、及び撮像した前記第2波長帯域の光の第2画像を生成する画像生成工程と
    を備える方法。
  8. 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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