JP2008229025A - 蛍光観察装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】観察対象部位Xに対して拡散する励起光L1を出射する励起光出射端10と、該励起光出射端10からの励起光L1の照射により観察対象部位Xの各位置から発生する蛍光を検出する蛍光検出部21と、励起光出射端10と観察対象部位Xの各位置との距離を検出する距離検出部と、該距離検出部により検出された距離に基づいて、励起光出射端10と観察対象部位Xの各位置とを結ぶ直線と、観察対象部位Xの各位置における法線とのなす角度を算出する角度算出部26と、距離検出部により検出された距離と、角度算出部26により算出された角度とに基づいて、蛍光検出部21により検出された蛍光の輝度情報を補正する補正部27とを備える蛍光観察装置1を提供する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、観察対象部位に対して拡散する励起光を出射する励起光出射端と、該励起光出射端からの励起光の照射により前記観察対象部位の各位置から発生する蛍光を検出する蛍光検出部と、前記励起光出射端と前記観察対象部位の各位置との距離を検出する距離検出部と、該距離検出部により検出された距離に基づいて、前記励起光出射端と前記観察対象部位の各位置とを結ぶ直線と、前記観察対象部位の各位置における法線とのなす角度を算出する角度算出部と、前記距離検出部により検出された距離と、前記角度算出部により算出された角度とに基づいて、前記蛍光検出部により検出された蛍光の輝度情報を補正する補正部とを備える蛍光観察装置を提供する。
このようにすることで、走査装置の作動によって参照光をその長手方向に交差する方向に移動させながら反射光画像を取得することにより、2次元的に広がる観察対象部位の各位置と励起光出射端との距離を簡易に取得することができる。
このようにすることで、単一の直線的なライン状の参照光を照射する場合と比較して、観察対象部位の各位置における、より多くの距離情報を一度に取得することができる。
すなわち、このようにして得られた各反射光画像は、等高線のように高輝度部を有する画像となり、これら複数の反射光画像に基づいて、観察対象部位全体の3次元的な凹凸形状を精度よく把握することが可能となる。
k=L2/cosθ
ここで、k:補正係数、θ:角度算出部により算出された角度、L:距離検出部により検出された距離である。
本実施形態に係る蛍光観察装置1は、図1に示されるように、内視鏡装置であって、体腔内に挿入される細長い挿入部2と、該挿入部2の先端(励起光出射端)から出射する励起光L1および参照光L2を発生する光源ユニット3と、前記挿入部2内に配置され、励起光L1が照射されることにより体腔内の観察対象部位Xから発生した蛍光および観察対象部位Xの表面における参照光L2の反射光を検出する検出ユニット4と、該検出ユニット4により取得された蛍光画像を参照光画像に基づいて補正する画像処理ユニット5と、該画像処理ユニット5により補正された蛍光画像を表示するモニタ6とを備えている。
図中、符号11は集光レンズ、符号12はミラー、符号13は参照光照射窓である。
前記参照光光源15は、参照光L2として指向性の高いレーザ光を出射するレーザ光源である。
また、例えば、図2(a)に示されるように、観察対象部位Xに凹凸Yが存在する場合、反射光画像生成部24により生成される反射光画像は、図2(b)に示されるように、凹凸Yの部分において当該凹凸Yの高さに応じた量だけ変形した高輝度部分Zを有するようになる。したがって、反射光画像の高輝度部分Zの画素位置により、各位置における対物レンズ17から観察対象部位Xまでの距離を容易に算出することができる。
すなわち、観察対象部位Xに照射される励起光L1の強度は、拡散レンズ10の中心から観察対象部位Xの各位置までの距離Lの2乗に反比例し、距離Lが長くなるほど低くなる。また、観察対象部位Xの表面の各位置における角度θが大きくなるほど取得される蛍光強度は低くなる。したがって、上記補正係数kを乗算することにより、距離Lおよび角度θによる影響を除外して、発せられる蛍光強度を規格化することができる。
本実施形態に係る蛍光観察装置30の説明において、上述した第1の実施形態に係る蛍光観察装置1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
シャッタ部32は、パルス光により駆動される電気光学素子34と、該電気光学素子34を挟む位置に配置された偏光子35および検光子36とを備えている。また、シャッタ制御部33は、前記参照光光源31から発せられたパルス光を分岐するビームスプリッタ37と、分岐されたパルス光の光路長を変化させるように駆動されるミラー駆動部38と、該ミラー駆動部38から出射されたパルス光を前記電気光学素子34に導くライトガイド39とを備えている。
電気光学素子34は、入射される光によりカー効果、ポッケルス効果等の電気光学効果によって屈折率が変化する素子である。すなわち、電気光学素子34は、パルス光が入射されるタイミングでのみ、入射する反射光を偏光し、検光子36を透過可能にすることで反射光撮像部22により撮影させるようになっている。そして、電気光学素子34へのパルス光の入射タイミングは、ミラー駆動部38によって光路長を変化させることにより、変更することができるようになっている。
参照光光源31からパルス光が出射されると、ライトガイド40を介して伝播されたパルス光が、挿入部2の先端2aから観察対象部位Xに向けて出射される。
例えば、図7に示されるようなモデルにおいて、挿入部2の先端2aから発せられた参照光L2は、断面a,b,cの順に観察対象部位Xに到達し、各位置において反射して挿入部2側に戻る。
また、本実施形態においては、3次元形状測定のオン/オフを切り替えるボタン等を備えていてもよい。これにより、3次元形状測定を特定のタイミングで行うことができる。
1,30 蛍光観察装置
9 スキャンミラー(走査装置)
10 拡散レンズ(励起光出射端)
21 蛍光撮像部(蛍光検出部)
22 反射光撮像部(反射光画像取得部)
25 3次元形状構成部(距離算出部)
26 角度算出部
27 補正部
31 参照光光源(参照光照射部)
32 シャッタ部
33 シャッタ制御部(タイミング調節部)
Claims (6)
- 観察対象部位に対して拡散する励起光を出射する励起光出射端と、
該励起光出射端からの励起光の照射により前記観察対象部位の各位置から発生する蛍光を検出する蛍光検出部と、
前記励起光出射端と前記観察対象部位の各位置との距離を検出する距離検出部と、
該距離検出部により検出された距離に基づいて、前記励起光出射端と前記観察対象部位の各位置とを結ぶ直線と、前記観察対象部位の各位置における法線とのなす角度を算出する角度算出部と、
前記距離検出部により検出された距離と、前記角度算出部により算出された角度とに基づいて、前記蛍光検出部により検出された蛍光の輝度情報を補正する補正部とを備える蛍光観察装置。 - 前記距離検出部が、前記観察対象部位に対して直線的なライン状の参照光を照射する参照光照射部と、該参照光照射部の光軸に交差する方向に離れた位置に配置され、該参照光照射部から照射された参照光が前記観察対象部位の表面において反射して戻る反射光を撮影して反射光画像を取得する反射光画像取得部と、該反射光画像取得部により取得された反射光画像のライン形状に基づいて、前記励起光出射端と前記観察対象部位の各位置との距離を算出する距離算出部とを備える請求項1に記載の蛍光観察装置。
- 前記距離検出部が、前記ライン状の参照光をその長手方向に交差する方向に移動させる走査装置を備える請求項2に記載の蛍光観察装置。
- 前記参照光が格子状である請求項2に記載の蛍光観察装置。
- 前記距離検出部が、前記観察対象部位に対してパルス状の参照光を照射する参照光照射部と、該参照光照射部から照射された参照光が前記観察対象部位の表面において反射して戻る反射光を撮影して反射光画像を取得する反射光画像取得部と、前記観察対象部位の表面からの反射光の前記反射光画像取得部への入射時間を制限するシャッタ部と、該シャッタ部の作動タイミングを調節するタイミング調節部と、該反射光画像取得部により取得された反射光画像に基づいて、前記励起光出射端と前記観察対象部位の各位置との距離を算出する距離算出部とを備える請求項1に記載の蛍光観察装置。
- 前記補正部が、下式に基づいて算出された補正係数を乗算することにより蛍光の輝度情報を補正する請求項1から請求項5のいずれかに記載の蛍光観察装置。
k=L2/cosθ
ここで、k:補正係数、θ:角度算出部により算出された角度、L:距離検出部により検出された距離である。
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