WO2017138210A1 - 撮像装置、撮像方法及び撮像システム - Google Patents

撮像装置、撮像方法及び撮像システム Download PDF

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WO2017138210A1
WO2017138210A1 PCT/JP2016/083905 JP2016083905W WO2017138210A1 WO 2017138210 A1 WO2017138210 A1 WO 2017138210A1 JP 2016083905 W JP2016083905 W JP 2016083905W WO 2017138210 A1 WO2017138210 A1 WO 2017138210A1
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imaging
speckle image
image
speckle
unit
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一木　洋
中尾　勇
哲朗 桑山
岸井　典之
悠策 中島
健 松井
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ソニー株式会社
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    • G16H30/40—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images for processing medical images, e.g. editing

Definitions

  • This technology relates to an imaging device. More specifically, the present invention relates to an imaging apparatus, an imaging method, and an imaging system capable of detecting a focus for imaging a speckle image.
  • Patent Document 1 In order to grasp the shape and structure of a biological sample such as blood vessels and cells, an imaging device and an imaging method using an optical method have been developed (see Patent Document 1).
  • an interference light image is captured by light reflected from and interfered with light from a light emitting unit at a first timing, and light emitted from the object at a second timing. Taking a luminescent image.
  • Speckle is a phenomenon in which a spot-like swaying pattern appears on the irradiated surface in accordance with the uneven shape of the irradiated surface.
  • speckle is a technique in which a method of imaging a flow path such as a blood vessel using speckle, which is one of noises.
  • Speckle is a random interference / diffraction pattern due to scattering in the optical path.
  • the magnitude of speckle is represented by an index called speckle contrast, which is a value obtained by dividing the standard deviation of the intensity distribution by the average of the intensity distribution.
  • the speckle pattern changes every moment due to changes in the fine shape caused by the flow.
  • an imaging device is installed on the image plane and the fluid is imaged with an exposure time sufficiently longer than the change in the speckle pattern, the speckle contrast of the blood flowing part, that is, the blood vessel part is time-averaged. It decreases by.
  • Angiography can be performed by utilizing such a change in speckle contrast.
  • the main object of the present technology is to provide an imaging technology that can reduce noise in a speckle image that is captured even if it is an imaging device for speckle images.
  • the present technology includes a coherent light source that irradiates an imaging target with coherent light, a first speckle image imaging unit that captures a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light, and the coherent light.
  • a second speckle image capturing unit that captures a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated, a first speckle image captured by the first speckle image capturing unit, and the second spec
  • An image synthesizing device is provided that includes an image synthesizing unit that synthesizes the second speckle image captured by the image capturing unit.
  • the imaging apparatus may further include an image superimposing unit that superimposes image information of the first speckle image and image information of the second speckle image.
  • the first speckle image imaging unit and the second speckle image imaging unit are pixel units in which pixels corresponding to each color component of a plurality of color components are regularly arranged on a plane. May be provided.
  • the pixel unit may be a Bayer array pixel unit.
  • the present technology includes a coherent light source that irradiates an imaging target with coherent light, a first speckle image imaging device that captures a speckle image obtained from scattered light of the imaging target that is illuminated with the coherent light, and the coherent light.
  • a second speckle image capturing device that captures a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated, a first speckle image captured by the first speckle image capturing device, and the second spec
  • an imaging system including an image synthesis device that synthesizes the second speckle image captured by the image imaging device.
  • the imaging system may further include an image superimposing device that superimposes image information of the first speckle image and image information of the second speckle image.
  • the first speckle image imaging device and the second speckle image imaging device include a pixel unit in which pixels corresponding to each color component of a plurality of color components are regularly arranged on a plane. Also good.
  • the pixel unit may be a Bayer array pixel unit.
  • the present technology includes a coherent light irradiation step of irradiating an imaging target with coherent light, and a first first speckle image imaging step of capturing a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light; A first speckle image capturing step for capturing a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light, and a first image captured by the first first speckle image capturing step.
  • an imaging method including an image synthesizing step of synthesizing a speckle image and the second speckle image captured in the second first speckle image imaging step.
  • the image synthesizing unit since the image synthesizing unit is provided, noise in the captured image can be reduced, and a speckle image with high resolution can be captured.
  • the effect described here is not necessarily limited, and may be any effect described in the present technology.
  • Imaging device Pixel unit Imaging system according to the present technology (1) Coherent light source (2) First speckle image imaging device (3) Second speckle image imaging device (4) Image composition device (5) Analysis device (6) Storage device (7) Display device (8) Image superimposing device (9) Parallax information acquiring device (10) Image processing device Imaging Method in First Embodiment (1) Coherent Light Irradiation Step (2) First First Speckle Image Imaging Step (3) Second First Speckle Image Imaging Step (4) Image Composition Step (5) Analysis Step ( 5-1) Parallax information acquisition process (5-2) Image processing process (6) Storage process (7) Display process
  • FIG. 1 is a schematic conceptual diagram schematically showing a first embodiment of an imaging device according to the present technology.
  • the imaging device 1 according to the first embodiment includes at least a coherent light source 11, a first speckle image imaging unit 12, a second speckle image imaging unit 13, and an image synthesis unit 14.
  • an analysis unit 15 a storage unit 16, a display unit 17, and the like as necessary.
  • the coherent light source 11 irradiates the imaging target O with coherent light.
  • the coherent light emitted from the coherent light source 11 means that the phase relationship of light waves at two arbitrary points in the light beam is constant in time and constant, and is divided again by giving a large optical path difference after dividing the light beam by an arbitrary method. Together, this refers to light that exhibits complete coherence.
  • the type of the coherent light source 11 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired.
  • An example is laser light.
  • Examples of the coherent light source 11 that emits laser light include an argon ion (Ar) laser, a helium-neon (He-Ne) laser, a die laser, a krypton (Cr) laser, a semiconductor laser, or a semiconductor laser and a wavelength.
  • One or more solid lasers combined with conversion optical elements can be used in any combination.
  • the imaging device 1 includes a first speckle image imaging unit 12.
  • the first speckle image capturing unit 12 captures speckles based on scattered light obtained from the imaging target O irradiated with the coherent light.
  • the speckle image captured by the first speckle image capturing unit 12 is referred to as a “first speckle image”.
  • the imaging method performed by the first speckle image imaging unit 12 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired, and one or more known imaging methods are selected and used in any combination. Can do.
  • an imaging method using an imaging element such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor can be given.
  • the first speckle image capturing unit 12 automatically measures the speckle luminance distribution in the captured image.
  • speckle due to scattering of the object is observed on the image plane.
  • the first speckle image capturing unit 12 measures the speckle brightness distribution in the captured image using, for example, a luminance meter.
  • the method for measuring the luminance distribution is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired, and one or more known calculation methods can be selected and used in any combination.
  • the first speckle image capturing unit 12 for example, an image in which a pseudo blood vessel in which pseudo blood flows is mapped based on the speckle luminance distribution is generated.
  • the speckle is a random interference / diffraction pattern as described above, when the scattering fluid such as blood moves or changes with time, the speckle also changes with time. For this reason, the boundary between the fluid and the other part can be observed.
  • the first speckle image capturing unit 12 is configured to perform leveling using, for example, a plurality of speckle images and to reduce unevenness of the speckle images in order to clarify a portion where speckles are generated. May be provided.
  • the imaging device 1 according to the present technology includes a second speckle image imaging unit 13.
  • speckle imaging is performed based on scattered light obtained from the imaging target O irradiated with the coherent light.
  • the imaging device 1 according to the present technology employs a so-called compound-eye imaging device configuration, and each imaging unit is configured to capture a speckle image.
  • the second speckle image imaging unit 13 captures the imaging object O from a direction different from that of the first speckle image imaging unit 12, which is a so-called stereo camera. The configuration is adopted.
  • the configuration of the second speckle image capturing unit 13 is the same as the configuration of the first speckle image capturing unit 12, the description thereof is omitted.
  • the speckle image captured by the second speckle image capturing unit 13 is referred to as a “second speckle image”.
  • the imaging device 1 includes an image composition unit 14.
  • the image synthesizing unit 14 synthesizes the first speckle image and the second speckle image. Specifically, for example, the image information of the first speckle image (for example, the number of pixels, the color tone of the pixel, etc.) and the image information of the second speckle image are combined to generate a single speckle composition. Create an image.
  • the image composition unit 14 may, for example, convert the first speckle image and the second speckle image.
  • the luminance value of the speckle combined image may be corrected based on the luminance value of each speckle image so that the luminance distribution in the speckle combined image is uniform. This correction method is not particularly limited, and a known method can be used.
  • the imaging device 1 may include the analysis unit 15 as necessary.
  • the state of the imaging object O is analyzed using the speckle composite image created by the image synthesis unit 14.
  • the speckles also change with time.
  • the blood flow velocity can be measured by the analysis unit 15.
  • the analysis unit 15 is not essential for the imaging device 1 according to the present technology, and can also analyze the state of the imaging target O using an external analysis device or the like.
  • the imaging device 1 includes a speckle image captured by the first speckle image imaging unit 12, a non-speckle image captured by the second speckle image imaging unit 13, and the image.
  • the storage unit 16 may further include a speckle composite image created by the synthesis unit 14 and an analysis result analyzed by the analysis unit 15.
  • the storage unit 16 is not essential in the imaging device 1 according to the present technology.
  • an external storage device can be connected to store the speckle image or the like.
  • the imaging device 1 includes a speckle image captured by the first speckle image capturing unit 12, a non-speckle image captured by the second speckle image capturing unit 13, and the image.
  • the display unit 17 may further include a speckle composite image created by the synthesizing unit 14 and an analysis result analyzed by the analyzing unit 15.
  • the display unit 17 can display the luminance distribution measured by the first speckle image capturing unit 12 so as to be superimposed on the speckle image.
  • the display unit 17 is not essential in the imaging device 1 according to the present technology.
  • the imaging unit O can be irradiated with light using an external monitor or the like.
  • the imaging device 1 according to the present technology can be suitably used for imaging using the imaging target O including a fluid. Due to the nature of speckles, speckles are unlikely to be generated from the fluid. Therefore, when imaging is performed using the imaging apparatus 1 according to the present technology and includes a fluid, the boundary between the fluid and other portions, the flow velocity of the fluid, and the like can be obtained.
  • the imaging object O can be a living body, and the fluid can be blood.
  • the imaging apparatus 1 according to the present technology is mounted on a surgical microscope, a surgical endoscope, or the like, it is possible to perform a surgery while confirming the position of a blood vessel. Therefore, safer and more accurate surgery can be performed, which can contribute to further development of medical technology.
  • the imaging device 1 In the imaging device 1 according to the first embodiment as described above, two imaging units, a first speckle image imaging unit 12 and a second speckle image imaging unit 13, are provided, and a so-called stereo camera configuration is adopted. Therefore, a parallax is given between the two imaging units. For this reason, the wavefront information of the imaging target O that reaches the imaging units 12 and 13 is different, and the image noise caused by the speckle shape is different between the first speckle image and the second speckle image.
  • the imaging apparatus 1 according to the present technology includes the image synthesis unit 14, noise averaging occurs by synthesizing the first speckle image and the second speckle image. The image noise on the speckle composite image can be reduced.
  • a high-resolution speckle composite image can be obtained. Therefore, for example, when imaging blood vessels through which blood flows, speckles according to temporal changes in blood can be observed, so that an image capable of accurately recognizing blood cell channels can be acquired. it can. As a result, it is possible to accurately observe the relative position of the blood vessel with respect to the living tissue (for example, the heart).
  • each of the imaging units 12 and 13 contributes to speckle imaging, even if one imaging unit does not function, the other imaging unit Thus, speckle can be imaged, so that the observation of the imaging object O can be continued. For this reason, for example, when the imaging apparatus 1 according to the present technology is used for medical surgery, even if one imaging unit does not function, the surgery can be continued.
  • FIG. 2 is a schematic conceptual diagram illustrating an imaging device according to a second embodiment to which the present technology can be applied.
  • the imaging apparatus 201 according to the second embodiment is different from the imaging apparatus 1 according to the first embodiment in that the image composition unit 14 includes an image superimposing unit 21.
  • the image composition unit 14 includes an image superimposing unit 21.
  • at least a coherent light source 11, a first first speckle image capturing unit 12, a second speckle image capturing unit 13, and an image compositing unit 14 are the same, and analysis is performed as necessary.
  • storage part 16, the display part 17, etc. is also the same.
  • the imaging device 201 includes the image superimposing unit 21.
  • the image superimposing unit 21 superimposes the image information of each speckle image when the image synthesizing unit 14 synthesizes the first speckle image and the second speckle image.
  • the superimposing method is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a method of adding and averaging each speckle image can be used.
  • the imaging device 201 according to the second embodiment including the image superimposing unit 21 has the same effect as the imaging device 1 according to the first embodiment, and particularly includes the image superimposing unit 21. Since the noise is averaged by synthesizing the first speckle image and the second speckle image, the image noise on the speckle synthesized image can be reduced. As a result, a high-resolution speckle composite image can be obtained.
  • FIG. 3 is a schematic conceptual diagram illustrating an imaging device according to a third embodiment to which the present technology can be applied.
  • the imaging apparatus 301 according to the third embodiment includes a parallax information acquisition unit 31 that acquires parallax information between the imaging units 12 and 13, the analysis unit 15 includes an image processing unit 32, and the display unit 17 includes It differs from the imaging device 1 according to the first embodiment in that the imaging target O is displayed in a three-dimensional manner by a stereo method.
  • at least a coherent light source 11, a first first speckle image capturing unit 12, a second speckle image capturing unit 13, and an image compositing unit 14 are the same, and analysis is performed as necessary.
  • storage part 16, the display part 17, the image superimposition part 21, etc. is also the same.
  • the description of the imaging device 301 according to the third embodiment below the description of the configuration common to the imaging device 1 according to the first embodiment is omitted.
  • the parallax information acquisition unit 31 and the image processing unit 32 will be described.
  • the imaging apparatus includes two imaging units, the first speckle image imaging unit 12 and the second speckle image imaging unit 13, and is configured as a so-called stereo camera. Therefore, parallax is given between the two imaging units.
  • the parallax information acquisition unit 31 performs processing for acquiring information related to the parallax.
  • the parallax information indicates, for example, numerical data of parallax in each speckle image.
  • the information acquisition method in this parallax information acquisition part 31 is not specifically limited, A well-known method can be used.
  • the analysis unit 15 includes an image processing unit 32.
  • the image processing unit 32 is configured to obtain the state information of the imaging target O based on the parallax information acquired by the parallax information acquisition unit 31.
  • the display unit 17 displays the imaging target O in a three-dimensional manner using a stereo method. In such a case, since vertical parallax is not captured, three-dimensional display in which only horizontal parallax exists can be performed.
  • the display unit 17 can perform a three-dimensional display of the speckle composite image in which only a horizontal parallax exists. it can. For this reason, the imaging object O can be observed not only in two dimensions but also in three dimensions. Therefore, for example, when imaging blood that is a scattering fluid, three-dimensional information of blood vessels through which the blood flows can be acquired.
  • FIG. 4 is a schematic conceptual diagram illustrating an imaging device according to a fourth embodiment to which the present technology can be applied.
  • the imaging apparatus 301 according to the fourth embodiment is different from the imaging apparatus 1 according to the first embodiment in that the first speckle image imaging unit 12 and the second speckle image imaging unit 13 each include a pixel unit 41.
  • the coherent light source 11, the first speckle image capturing unit 12, the second speckle image capturing unit 13, and the image composition unit 14 are the same, and the analysis unit 15 is provided as necessary.
  • the storage unit 16, the display unit 17, and the like can be further provided. For this reason, in the description of the imaging device 401 according to the fourth embodiment below, the description of the configuration common to the imaging device 1 according to the first embodiment is omitted.
  • the pixel unit 41 will be described.
  • the speckle image imaging units 12 and 13 each include a pixel unit 41.
  • Each pixel unit 41 has a configuration in which pixels corresponding to each color component of a plurality of color components are regularly arranged on a plane.
  • the configuration of the pixel unit 41 is not particularly limited, but a Bayer having pixels corresponding to R, G, and B color components in order to improve the resolution of each speckle image to be captured. It is preferable to employ an arrangement configuration. In this case, as shown in FIG.
  • the spectral sensitivity of each pixel with respect to the wavelength of speckle illumination is obtained, and the spectral sensitivity is made the same between the pixels. It becomes easy to correct so that.
  • the solid line indicates the relative spectral sensitivity regarding the blue (B) color component
  • the one-dot chain line indicates the relative spectral sensitivity regarding the green (G) color component
  • the two-dot chain line indicates the relative spectral sensitivity regarding the red color component.
  • each pixel unit 41 has a Bayer array having pixels corresponding to R, G, and B color components.
  • correction can be performed so that the spectral sensitivities between the R, G, and B pixels are the same.
  • a speckle image can be acquired using signals of R, G, and B pixels. Therefore, the resolution of the first speckle image and the second speckle image can be improved.
  • FIG. 6 is a schematic conceptual diagram schematically showing the imaging system 501 according to the first embodiment of the present technology.
  • the imaging system 501 includes at least a coherent light source 110, a first speckle image imaging device 120, a second speckle image imaging device 130, and an image composition device 140.
  • each device will be described.
  • the coherent light source 110 irradiates the imaging target O with coherent light.
  • the type of the coherent light source 110 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired.
  • An example is laser light.
  • Examples of the coherent light source 110 that emits laser light include an argon ion (Ar) laser, a helium-neon (He-Ne) laser, a die laser, a krypton (Cr) laser, a semiconductor laser, or a semiconductor laser and a wavelength.
  • Ar argon ion
  • He-Ne helium-neon
  • Cr krypton
  • One or more solid lasers combined with conversion optical elements can be used in any combination.
  • An imaging system 501 includes the first speckle image imaging device 120.
  • speckle imaging is performed based on scattered light obtained from the imaging object O irradiated with the coherent light.
  • the speckle image captured by the first speckle image capturing device 120 is referred to as a “first speckle image”.
  • the imaging method performed by the first speckle imaging device 120 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired, and one or more known imaging methods can be selected and used in any combination. Can do.
  • an imaging method using an imaging element such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor can be given.
  • the first speckle image capturing device 120 may include a pixel unit (not shown).
  • the pixel portion has a configuration in which pixels corresponding to each color component of a plurality of color components are regularly arranged on a plane.
  • the configuration of the pixel portion is not particularly limited, it is preferable to adopt a Bayer array configuration having pixels corresponding to R, G, and B color components in order to improve the resolution of each speckle image to be captured. .
  • the spectral sensitivity of each pixel with respect to the speckle illumination wavelength is obtained, and then the spectral sensitivity is corrected to be the same among the pixels. It becomes easy.
  • the first speckle image capturing device 120 may be configured to measure the speckle luminance distribution in the captured image.
  • speckle luminance distribution when an object illuminated with coherent light is observed with an imaging optical system, speckle due to scattering of the object is observed on the image plane.
  • a brightness distribution of speckles in a captured image is measured using a luminance meter.
  • the method for measuring the luminance distribution is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired, and one or more known calculation methods can be selected and used in any combination.
  • the first speckle image capturing apparatus 120 for example, an image in which a pseudo blood vessel in which pseudo blood flows is mapped based on the speckle luminance distribution is generated.
  • the speckle is a random interference / diffraction pattern as described above, when the scattering fluid such as blood moves or changes with time, the speckle also changes with time. For this reason, the boundary between the fluid and the other part can be observed.
  • a configuration is used in which leveling is performed using a plurality of speckle images to reduce unevenness of speckle images. May be provided.
  • An imaging system 501 according to the present technology includes the second speckle image imaging device 130.
  • speckle imaging is performed based on the scattered light obtained from the imaging target O irradiated with the coherent light.
  • the imaging system 501 according to the present technology employs a so-called compound-eye imaging device configuration, and each imaging device is configured to capture a speckle image.
  • the second speckle image imaging device 130 captures the imaging object O from a different direction from the first speckle image imaging device 120, so-called stereo camera. The system configuration is adopted.
  • the speckle image captured by the second speckle image capturing device 130 is referred to as a “second speckle image”.
  • the imaging system 501 includes an image synthesizer 140 as necessary.
  • the image synthesizing device 140 synthesizes the first speckle image and the second speckle image. Specifically, for example, the image information of the first speckle image (for example, the number of pixels, the color tone of the pixel, etc.) and the image information of the second speckle image are combined to generate a single speckle composition. Create an image.
  • the speckle composite image needs to be shown to such an extent that the state of the imaging target O can be analyzed, in the image composition device 140, for example, the first speckle image and the second speckle image are displayed.
  • the luminance value of the speckle combined image may be corrected based on the luminance value of each speckle image so that the luminance distribution in the speckle combined image is uniform. This correction method is not particularly limited, and a known method can be used.
  • the imaging system 501 according to the present technology may include the analysis device 150 as necessary.
  • the analysis device 150 the state of the imaging object O is analyzed using the speckle composite image created by the image composition device 140.
  • the imaging target O is a blood vessel
  • a scattering fluid such as blood moves or changes with time
  • the speckles also change with time.
  • the blood flow velocity can be measured by the analysis device 150.
  • the analysis device 150 is not essential to the imaging system 501 according to the present technology, and the state of the imaging target O can be analyzed using an external analysis device or the like.
  • the imaging system 501 includes a speckle image captured by the first speckle image capturing device 120, a non-speckle image captured by the second speckle image capturing device 130, and the image.
  • the storage device 160 may further include a speckle composite image created by the synthesis device 140, an analysis result analyzed by the analysis device 150, and the like.
  • the storage device 160 is not essential in the imaging system 501 according to the present technology.
  • an external storage device can be connected to store the speckle image or the like.
  • the imaging system 501 includes a speckle image captured by the first speckle image capturing device 120, a non-speckle image captured by the second speckle image capturing device 130, and the image.
  • a display device 170 that displays the speckle composite image created by the synthesis device 140, the analysis result analyzed by the analysis device 150, and the like can be further provided.
  • the luminance distribution measured by the first speckle image capturing device 120 can be displayed superimposed on the speckle image.
  • the display device 170 is not essential in the imaging system 501 according to the present technology.
  • the imaging target O can be irradiated with light using an external monitor or the like.
  • the imaging system 501 may include the image superimposing device 180 as necessary.
  • the image superimposing device 180 superimposes the image information of each speckle image when the image synthesizing device 140 synthesizes the first speckle image and the second speckle image.
  • the superimposing method is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a method of adding and averaging each speckle image can be used.
  • the imaging system 501 includes two imaging devices, the first speckle image imaging device 120 and the second speckle image imaging device 130, and is a so-called stereo camera. Since the configuration is adopted, parallax is given between the two imaging devices.
  • the parallax information acquisition device 190 performs processing for acquiring information related to the parallax.
  • the parallax information indicates, for example, numerical data of parallax in each speckle image.
  • the information acquisition method in the parallax information acquisition device 190 is not particularly limited, and a known method can be used.
  • the imaging system 501 preferably includes the image processing device 210.
  • the image processing apparatus 210 is configured to obtain the state information of the imaging target O based on the parallax information acquired by the parallax information acquisition apparatus 190.
  • the display device 170 displays the imaging target O in a three-dimensional manner using a stereo method. In such a case, since vertical parallax is not captured, three-dimensional display in which only horizontal parallax exists can be performed.
  • the imaging system 501 According to the imaging system 501 according to the present technology, two imaging devices, the first speckle image imaging device 120 and the second speckle image imaging device 130, are provided and adopt a so-called stereo camera configuration. Parallax is given between the imaging devices. For this reason, the wavefront information of the imaging object O reaching the imaging devices 120 and 130 is different. For this reason, the image noise resulting from the shape of speckle differs between the first speckle image and the second speckle image.
  • the imaging system 501 according to the present technology includes the image synthesis device 140, noise averaging occurs by synthesizing the first speckle image and the second speckle image. The image noise on the speckle composite image can be reduced. As a result, a high-resolution speckle composite image can be obtained.
  • each imaging device contributes to speckle imaging. Therefore, even if one imaging device does not function, the other imaging device uses the speckle. Therefore, the observation of the imaging object O can be continued. Furthermore, even when the imaging system 501 according to the present technology includes the image superimposing device 180, a speckle composite image with high resolution can be obtained.
  • the imaging system 501 when the imaging system 501 according to the present technology includes the parallax information acquisition device 190 and the image processing device 210, the display device 170 performs a three-dimensional display of the speckle composite image in which only horizontal parallax exists. Can do. For this reason, the imaging object O can be observed not only in two dimensions but also in three dimensions. Therefore, for example, when imaging blood that is a scattering fluid, three-dimensional information of blood vessels through which the blood flows can be acquired.
  • each pixel unit 41 selects pixels corresponding to R, G, and B color components.
  • correction can be performed so that the spectral sensitivities between the R, G, and B pixels are the same.
  • a speckle image can be acquired using signals of R, G, and B pixels. Therefore, the resolution of the first speckle image and the second speckle image can be improved.
  • FIG. 7 is a flowchart of the imaging method according to the present technology.
  • the imaging method according to the first embodiment includes at least a coherent light irradiation step, a first speckle image imaging step, a second speckle image imaging step, and an image synthesis step, and if necessary, an analysis step, a storage A process, a display process, an image superimposition process, a parallax information acquisition process, and an image processing process may be included.
  • FIG. 7 also shows the analysis step, the storage step, the display step, the image superimposition step, the parallax information acquisition step, and the image processing step. However, as described above, these steps are not essential.
  • a coherent light irradiation step S1 for irradiating the imaging target O with coherent light is performed.
  • the light source of the coherent light is not particularly limited as long as the effects of the present technology are not impaired, and examples thereof include laser light.
  • Examples of the coherent light source 11 that emits laser light include an argon ion (Ar) laser, a helium-neon (He-Ne) laser, a die laser, a krypton (Cr) laser, a semiconductor laser, or a semiconductor laser and a wavelength.
  • Ar argon ion
  • He-Ne helium-neon
  • Cr krypton
  • One or more solid lasers combined with conversion optical elements can be used in any combination.
  • the first speckle image capturing step is performed based on the scattered light obtained from the imaging target O irradiated with the coherent light.
  • the image is captured.
  • the imaging method in the first speckle image imaging step S2 is not particularly limited, and one or more known imaging methods can be selected and used in any combination.
  • an imaging method using an imaging element such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor can be given.
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • a sensitivity correction step S21 using a Bayer array having pixels corresponding to R, G, and B color components. May be included. That is, when the coherent light irradiation step S1 is completed and imaging of the first speckle image is started, first, the spectral sensitivity of each pixel with respect to the wavelength of speckle illumination is obtained. Thereafter, the spectral sensitivity is corrected to be the same between the pixels. And after correction
  • Second speckle image imaging step In the imaging method according to the present technology, after the first speckle image is captured, the second speckle image is captured.
  • the imaging method according to the present technology employs a stereo system that captures the first speckle image and the second speckle image from different directions with respect to the imaging target O. Since the imaging method in the second speckle image imaging step is the same as that in the first speckle image imaging step, the description thereof is omitted. Further, in the second speckle image capturing step S3, a sensitivity correction step using a Bayer array may be provided as in the first speckle image capturing step S2.
  • the imaging method includes a first speckle image captured in the first speckle image capturing process S2 and a non-speckle image captured in the second speckle image capturing process S3. And an image composition step S4 for compositing the images.
  • this image synthesis step S4 the image information of the first speckle image (for example, the number of pixels, the color tone of the pixel, etc.) and the image information of the second speckle image are synthesized to produce a single speckle synthesis. Create an image.
  • the speckle composite image needs to be shown to such an extent that the state of the imaging target O can be analyzed
  • the image composition step S4 for example, the first speckle image and the second speckle image are displayed.
  • the luminance value of the speckle combined image may be corrected based on the luminance value of each speckle image so that the luminance distribution in the speckle combined image is uniform.
  • This correction method is not particularly limited, and a known method can be used.
  • the first speckle image and the second speckle image may be superimposed to create a speckle composite image.
  • the superimposing method is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a method of adding and averaging each speckle image can be used.
  • FIG. 8 is a flowchart showing details of the analysis step S5.
  • the state of the imaging object O is analyzed using the speckle composite image created in the image composition step S4.
  • the speckles also change with time.
  • the analysis step S5 according to the present technology may include a parallax information acquisition step S51 and an image processing step 52 as illustrated in FIG. Each step will be described below.
  • the imaging method according to the present technology employs a stereo system that captures the first speckle image and the second speckle image from different directions with respect to the imaging target O. Therefore, parallax occurs between the first speckle image and the second speckle image.
  • the analysis step S5 when the analysis step S5 is started, first, the parallax information acquired by the first speckle image imaging step S2 and the second speckle image imaging step S3 is acquired.
  • this parallax information for example, numerical data of parallax in each speckle image can be cited.
  • the information acquisition method in this parallax information acquisition process S51 is not specifically limited, A well-known method can be used.
  • (5-2) Image processing step In the imaging method according to the present technology, after the parallax information acquisition step S51 is performed, image processing for obtaining state information of the imaging target O based on the acquired parallax information Step S52 is performed. As described above, since the imaging method according to the present technology adopts the stereo method, in the image processing step S52, the imaging target in which only the horizontal parallax exists among the parallax information acquired by the parallax information acquisition step. The three-dimensional information of O can be analyzed. In the imaging method according to the present technology, the analysis step S5 is completed when the processing in the image processing step S52 is completed.
  • the imaging method according to the present technology may include a storage process S6 as necessary.
  • this storage step S6 the speckle image picked up by the first speckle image pick-up step S2, the non-speckle image picked up by the second speckle image pick-up step S3, and the speckle created by the image composition step S4
  • the synthesized image, the analysis result analyzed in the analysis step S5, and the like are stored.
  • the imaging method according to the present technology may include a display process S7 as necessary.
  • this display step S7 the speckle image captured by the first speckle image capturing step S2, the non-speckle image captured by the second speckle image capturing step S3, and the speckle created by the image combining step S4.
  • the composite image and the analysis result analyzed in the analysis step S5 are displayed.
  • the first speckle image imaging step S2 and the second speckle image imaging step S3 are included, and a so-called stereo method is adopted. Is given. For this reason, the image noise resulting from the shape of speckle differs between the first speckle image and the second speckle image.
  • the imaging method according to the present technology includes the image synthesis step S4, noise averaging occurs by synthesizing the first speckle image and the second speckle image. Image noise on the speckle composite image can be reduced. As a result, a high-resolution speckle composite image can be obtained.
  • the speckle composite image can be displayed in a three-dimensional manner in which only horizontal parallax exists. For this reason, the imaging object O can be observed not only in two dimensions but also in three dimensions. Therefore, for example, when imaging blood that is a scattering fluid, three-dimensional information of blood vessels through which the blood flows can be acquired.
  • the sensitivity correction step S21 using the Bayer array is performed in each speckle image imaging step, the spectral sensitivity between the R, G, and B pixels is high. It is possible to acquire a speckle image using the signals of all the pixels with the same correction. As a result, the resolution of the first speckle image and the second speckle image can be improved.
  • the imaging apparatus may also have the following configuration.
  • a coherent light source that irradiates the imaging target with coherent light; and A first speckle image capturing unit that captures a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light; A second speckle image capturing unit that captures a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light;
  • An image combining unit that combines the first speckle image captured by the first speckle image capturing unit and the second speckle image captured by the second speckle image capturing unit;
  • An imaging apparatus comprising: (2) Further, an image superimposing unit that superimposes image information of the first speckle image and image information of the second speckle image,
  • the imaging apparatus according to (1) comprising: (3) Further, a parallax information acquisition unit for obtaining parallax information generated in the first speckle image capturing unit and the second speckle image capturing unit, An image processing unit that obtains state information of an imaging target based on the parallax information obtained by the parallax
  • the first speckle image capturing unit and the second speckle image capturing unit include a pixel unit in which pixels corresponding to each color component of a plurality of color components are regularly arranged on a plane.
  • (1) to (3) The imaging device according to any one of the above.
  • the imaging system according to the present technology can also have the following configuration. (6) A coherent light source that irradiates the imaging target with coherent light; and A first speckle image capturing device that captures a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light; A second speckle image capturing device that captures a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light; An imaging system comprising: an image synthesis device that synthesizes a first speckle image captured by the first speckle image imaging device and a second speckle image captured by the second speckle image imaging device.
  • an image superimposing device that superimposes image information of the first speckle image and image information of the second speckle image
  • the imaging system according to (6) comprising: (8) Furthermore, a parallax information acquisition device for obtaining parallax information generated in the first speckle image imaging device and the second speckle image imaging device; An image processing device for obtaining state information of an imaging target based on the disparity information obtained by the disparity information acquiring device; The imaging system according to (6) or (7).
  • the first speckle image capturing device and the second speckle image capturing device each include a pixel unit in which pixels corresponding to each color component of a plurality of color components are regularly arranged on a plane (6) to (8) The imaging system according to any one of the above.
  • Imaging device 11 Coherent light source 12
  • Second speckle image imaging unit 14 Image composition unit

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Abstract

【課題】スペックル画像の撮像装置において、撮像されるスペックル画像のノイズを低減することを主目的とする。【解決手段】コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第一スペックル画像撮像部と、前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第二スペックル画像撮像部と、前記第一スペックル画像撮像部により撮像された第一スペックル画像と前記第二スペックル画像撮像部により撮像された第二スペックル画像とを合成する画像合成部とを備える、撮像装置を提供する。

Description

撮像装置、撮像方法及び撮像システム
　本技術は、撮像装置に関する。より詳しくは、スペックル画像を撮像するための焦点を検出可能な撮像装置、撮像方法及び撮像システムに関する。
　従来、血管や細胞などといった生体試料の形状や構造等を把握するため、光学的手法を用いた撮像装置や撮像方法が開発されている（特許文献１参照）。
　この特許文献１に記載の撮像システムでは、第一のタイミングで発光部からの光がオブジェクトに反射して干渉した光により干渉光画像を撮像し、第二のタイミングでオブジェクトから発せられた光の発光画像を撮像している。
　一方、血管等の流路を撮像対象とした、光学的手法を用いたイメージング技術においては、様々なノイズの発生が検出精度の低下をもたらすことが懸念されており、そのノイズの一つとして、スペックルが知られている。スペックルは、照射面の凹凸形状に応じて、照射面上に斑点状の揺れ動くパターンが出現する現象である。近年では、ノイズの一つであるスペックルを利用した血管等の流路を撮像する方法に関しても技術が開発されつつある。
　スペックルは、光路中の散乱等によるランダムな干渉・回折パターンである。また、スペックルの大小は、強度分布の標準偏差を強度分布の平均で割った値であるスペックルコントラストという指標で表される。コヒーレント光を用いて照明された撮像対象を、結像光学系を用いて観察すると、像面で撮像対象の散乱によるスペックルが観測される。そして、撮像対象が動いたり形状変化したりすると、それに応じたランダムなスペックルパターンが観測される。
　血液のような光散乱流体を観察すると、流れによる微細形状の変化によってスペックルパターンは刻一刻と変化する。その際、像面に撮像素子を設置し、スペックルパターンの変化よりも十分長い露光時間で流体を撮影すると、血液の流れている部分、即ち血管の部分のスペックルコントラストは、時間平均化することにより減少する。このようなスペックルコントラストの変化を利用することで、血管造影を行うことができる。
特開２００９－１３６３９６号公報
　このようなスペックルを用いた撮像装置では単眼のカメラによりスペックルパターンを測定しているため、通常の明視野撮像に比べ、撮像の焦点を確認することができない。また、スペックルに起因する粒子性ノイズが大きい、撮像される画像の奥行情報が取得できないなどの課題があった。
　そこで、本技術では、スペックル画像の撮像装置であっても、撮像されるスペックル画像においてノイズを低減することができる撮像技術を提供することを主目的とする。
　本技術は、コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第一スペックル画像撮像部と、前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第二スペックル画像撮像部と、前記第一スペックル画像撮像部により撮像された第一スペックル画像と前記第二スペックル画像撮像部により撮像された第二スペックル画像とを合成する画像合成部と、を備える、撮像装置を提供する。
　この撮像装置において、更に、前記第一スペックル画像の画像情報と前記第二スペックル画像の画像情報とを重畳する画像重畳部と、を備えていてもよい。
　また、この撮像装置において、更に、前記第一スペックル画像撮像部及び第二スペックル画像撮像部に生じる視差情報を得る視差情報取得部と、前記視差情報取得部が得た視差情報に基づいて、撮像対象の状態情報を得る画像処理部と、を備えていてもよい。
　更に、本技術に係る撮像装置において、前記第一スペックル画像撮像部及び第二スペックル画像撮像部は、複数の色成分の各色成分に対応する画素を平面上に規則的に配置した画素部を備えていてもよい。この撮像装置において、前記画素部は、ベイヤー配列の画素部であってもよい。
　本技術は、コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第一スペックル画像撮像装置と、前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第二スペックル画像撮像装置と、前記第一スペックル画像撮像装置により撮像された第一スペックル画像と前記第二スペックル画像撮像装置により撮像された第二スペックル画像とを合成する画像合成装置と、を備える、撮像システムをも提供する。
　この撮像システムにおいて、更に、前記第一スペックル画像の画像情報と前記第二スペックル画像の画像情報とを重畳する画像重畳装置と、を備えていてもよい。
　またこの撮像システムにおいて、更に、前記第一スペックル画像撮像装置及び第二スペックル画像撮像装置に生じる視差情報を得る視差情報取得装置と、前記視差情報取得装置が得た視差情報に基づいて、撮像対象の状態情報を得る画像処理装置と、を備えていてもよい。
　更にこの撮像システムにおいて、前記第一スペックル画像撮像装置及び第二スペックル画像撮像装置は、複数の色成分の各色成分に対応する画素を平面上に規則的に配置した画素部を備えていてもよい。この撮像システムにおいて、前記画素部は、ベイヤー配列の画素部であってもよい。
　本技術は、コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光照射工程と、前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第一第一スペックル画像撮像工程と、前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第二第一スペックル画像撮像工程と、前記第一第一スペックル画像撮像工程により撮像された第一スペックル画像と前記第二第一スペックル画像撮像工程により撮像された第二スペックル画像とを合成する画像合成工程と、を含む、撮像方法をも提供する。
　本技術によれば、前記画像合成部を備えているため、撮像された画像におけるノイズを低減することができ、もって解像度の高いスペックル画像を撮像することができる。
　なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術に係る撮像装置の第一実施形態の概念を模式的に示す模式概念図である。 本技術に係る撮像装置の第二実施形態の概念を模式的に示す模式概念図である。 本技術に係る撮像装置の第三実施形態の概念を模式的に示す模式概念図である。 本技術に係る撮像装置の第四実施形態の概念を模式的に示す模式概念図である。 図４に示す撮像装置の画素部における各画素の相対分光感度の測定結果を示すグラフ代用図面である。 本技術に係る撮像システムの概念を模式的に示す模式概念図である。 本技術に係る撮像方法のフローチャートである。 本技術に係る撮像方法における解析工程の詳細を示すフローチャートである。
　以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．第一実施形態に係る撮像装置
　（１）コヒーレント光源
　（２）第一スペックル画像撮像部
　（３）第二スペックル画像撮像部
　（４）画像合成部
　（５）解析部
　（６）記憶部
　（７）表示部
　（８）撮像対象
　２．第二実施形態に係る撮像装置
　（１）画像重畳部
　３．第三実施形態に係る撮像装置
　（１）視差情報取得部
　（２）画像処理部
　４．第四実施形態に係る撮像装置
　（１）画素部
　５．本技術に係る撮像システム
　（１）コヒーレント光源
　（２）第一スペックル画像撮像装置
　（３）第二スペックル画像撮像装置
　（４）画像合成装置
　（５）解析装置
　（６）記憶装置
　（７）表示装置
　（８）画像重畳装置
　（９）視差情報取得装置
　（１０）画像処理装置
　６．第一実施形態に撮像方法
　（１）コヒーレント光照射工程
　（２）第一第一スペックル画像撮像工程
　（３）第二第一スペックル画像撮像工程
　（４）画像合成工程
　（５）解析工程
　（５－１）視差情報取得工程
　（５－２）画像処理工程
　（６）記憶工程
　（７）表示工程
　 １．　第一実施形態に係る撮像装置
　図１は、本技術に係る撮像装置の第一実施形態を模式的に示す模式概念図である。第一実施形態に係る撮像装置１は、コヒーレント光源１１、第一スペックル画像撮像部１２、第二スペックル画像撮像部１３、画像合成部１４、を少なくとも備える。また、必要に応じて、解析部１５、記憶部１６、表示部１７、などを更に備えることも可能である。以下、各部について詳細に説明する。
　　（１）　コヒーレント光源
　コヒーレント光源１１からは、撮像対象Ｏに対するコヒーレント光の照射が行われる。コヒーレント光源１１が発するコヒーレント光とは、光束内の任意の二点における光波の位相関係が時間的に不変で一定であり、任意の方法で光束を分割した後、大きな光路差を与えて再び重ねあわせても完全な干渉性を示す光をいう。
　コヒーレント光源１１の種類は、本技術の効果を損なわない限り特に限定されない。一例としては、レーザー光等を挙げることができる。レーザー光を発するコヒーレント光源１１としては、例えば、アルゴンイオン（Ar）レーザー、ヘリウム－ネオン（He-Ne）レーザー、ダイ（dye）レーザー、クリプトン（Cr）レーザー、半導体レーザー、または、半導体レーザーと波長変換光学素子を組み合わせた固体レーザー等を、１種又は２種以上、自由に組み合わせて用いることができる。
　　（２）　第一スペックル画像撮像部
　本技術に係る撮像装置１は、第一スペックル画像撮像部１２を備える。この第一スペックル画像撮像部１２では、前記コヒーレント光が照射された前記撮像対象Ｏから得られる散乱光に基づいて、スペックルの撮像が行われる。尚、以下の説明において、当該第一スペックル画像撮像部１２により撮像されたスペックル画像を「第一スペックル画像」と称す。
　前記第一スペックル画像撮像部１２が行う撮像方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の撮像方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサー等の撮像素子を用いた撮像方法を挙げることができる。
　また、第一スペックル画像撮像部１２では、撮像された撮像画像におけるスペックルの輝度分布の測定が自動的に行われる。ここで、コヒーレント光を用いて照明された物体を結像光学系により観察すると、像面で物体の散乱によるスペックルが観測される。この第一スペックル画像撮像部１２では、例えば輝度計を用いて、撮像画像におけるスペックルの輝度分布が測定される。その他には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子より撮影した画像からスペックル輝度分布を算出することが可能である。
　この輝度分布の測定方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の算出方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。
　この第一スペックル画像撮像部１２では、例えば、疑似血液が流れている疑似血管を、前記スペックル輝度分布に基づいてマッピングした画像等が生成される。ここで、前述の如く、スペックルはランダムな干渉・回析パターンであるため、血液などの散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、前記スペックルも時間的に変動する。このため、流体とそれ以外の部分の境界を観察することができる。
　尚、前記第一スペックル画像撮像部１２では、スペックルが生じている部分をより明確にするため、例えば複数のスペックル画像を用いて平準化を行い、スペックル画像のムラを低減させる構成を備えていてもよい。
　　（３）　第二スペックル画像撮像部
　本技術に係る撮像装置１は、第二スペックル画像撮像部１３を備える。この第二スペックル画像撮像部１３では、前記第一スペックル画像撮像部１２と同様、前記コヒーレント光が照射された前記撮像対象Ｏから得られる散乱光に基づいて、スペックルの撮像が行われる。すなわち、本技術に係る撮像装置１では、所謂複眼撮像装置の構成を採用しており、且つ、各撮像部がスペックル画像を撮像するように構成されている。
　また、本技術に係る撮像装置１では、前記第二スペックル画像撮像部１３が前記第一スペックル画像撮像部１２とは異なる方向から撮像対象Ｏを撮像するようになっており、所謂ステレオカメラの構成を採用している。
　当該第二スペックル画像撮像部１３の構成は、前記第一スペックル画像撮像部１２の構成と同一であるため、その説明を割愛する。尚、以下の説明において、当該第二スペックル画像撮像部１３により撮像されたスペックル画像を「第二スペックル画像」と称す。
　　（４）　画像合成部
　本技術に係る撮像装置１は、画像合成部１４を備える。この画像合成部１４は、前記第一スペックル画像と前記第二スペックル画像と、を合成する。具体的には、例えば、前記第一スペックル画像の画像情報（例えば、ピクセルの数やピクセルの色調など）と、第二スペックル画像の画像情報と、を合成させ、単一のスペックル合成画像を作成する。
　ここで、スペックル合成画像は、撮像対象Ｏの状態を解析可能な程度に作成されている必要があるため、前記画像合成部１４では、例えば、第一スペックル画像と第二スペックル画像を合成する際、各スペックル画像の輝度値に基づいて、スペックル合成画像における輝度分布が一様になるように、スペックル合成画像の輝度値を補正するようにしてもよい。この補正方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
　　（５）　解析部
　本技術に係る撮像装置１は、必要に応じて、解析部１５を備えていてもよい。この解析部１５では、前記画像合成部１４により作成されたスペックル合成画像を利用し、前記撮像対象Ｏの状態が解析される。
　かかる場合、例えば、撮像対象Ｏを血管とした場合、血液などの散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、これに応じてスペックルも時間的に変動することとなる。このため、前記解析部１５により、血流の速度を測定することができる。
　尚、この解析部１５は、本技術に係る撮像装置１に必須ではなく、外部の解析装置等を用いて撮像対象Ｏの状態を解析することも可能である。
　　（６）　記憶部
　本技術に係る撮像装置１には、第一スペックル画像撮像部１２によって撮像されたスペックル画像、第二スペックル画像撮像部１３によって撮像された非スペックル画像、前記画像合成部１４によって作成されたスペックル合成画像、前記解析部１５によって解析された解析結果などを記憶する記憶部１６を更に備えることができる。
　この記憶部１６は、本技術に係る撮像装置１においては必須ではなく、例えば、外部の記憶装置を接続して、前記スペックル画像等を記憶することも可能である。
　　（７）　表示部
　本技術に係る撮像装置１には、第一スペックル画像撮像部１２によって撮像されたスペックル画像、第二スペックル画像撮像部１３によって撮像された非スペックル画像、前記画像合成部１４により作成されたスペックル合成画像、前記解析部１５によって解析された解析結果などを表示する表示部１７を更に備えることができる。また、この表示部１７においては、前記第一スペックル画像撮像部１２により測定された輝度分布を、前記スペックル画像に重畳させて表示することもできる。この表示部１７は、本技術に係る撮像装置１においては必須ではなく、例えば、外部のモニター等を用いて撮像対象Ｏに光照射を行うことも可能である。
　（８）　撮像対象
　本技術に係る撮像装置１は、様々なものを撮像対象Ｏとすることができるが、例えば、流体を含むものを撮像対象Ｏとするイメージングに、好適に用いることができる。スペックルの性質上、流体からはスペックルが発生しにくいという性質がある。そのため、本技術に係る撮像装置１を用いて流体を含むものをイメージングとすると、流体とそれ以外の部分の境界や流体の流速等を、求めることができる。
　より具体的には、撮像対象Ｏを生体とし、流体としては血液を挙げることができる。例えば、本技術に係る撮像装置１を、手術用顕微鏡や手術用内視鏡などに搭載すれば、血管の位置を確認しながら手術を行うことが可能である。そのため、より安全で高精度な手術を行うことができ、医療技術の更なる発展にも貢献することができる。
　以上のような第一実施形態に係る撮像装置１では、第一スペックル画像撮像部１２と第二スペックル画像撮像部１３の二つの撮像部が設けられ、所謂ステレオカメラの構成を採用しているため、両撮像部の間には視差が与えられている。
　このため、各撮像部１２，１３に到達する撮像対象Ｏの波面情報が異なり、第一スペックル画像と第二スペックル画像との間ではスペックルの形状に起因する画像ノイズが異なる。
　これに対して、本技術に係る撮像装置１では、前記画像合成部１４を備えているため、第一スペックル画像と第二スペックル画像とを合成することにより、ノイズの平均化が起こるため、前記スペックル合成画像上の画像ノイズを低減することができる。その結果、解像度の高いスペックル合成画像を得ることができる。
　それ故、例えば、血液が流れる血管を撮像した際、血液の時間的変動に従ったスペックルが変動を観測することができるため、血球の流路を正確に認識可能な画像を取得することができる。その結果、生体組織（例えば、心臓など）に対する血管の相対的位置を正確に観測することができる。
　また、本技術に係る撮像装置１によれば、各撮像部１２，１３はスペックルの撮像に寄与しているため、仮に一方の撮像部が機能しない場合であっても、もう一方の撮像部によりスペックルを撮像することができるため、前記撮像対象Ｏの観察を継続することができる。このため、例えば、医療手術に本技術に係る撮像装置１を用いた場合、仮に一方の撮像部が機能しない場合であっても、当該手術を継続することができる。
　　２．　第二実施形態に係る撮像装置
　図２は、本技術を適用可能な第二実施形態に係る撮像装置を示す模式概念図である。
　この第二実施形態に係る撮像装置２０１は、前記画像合成部１４が画像重畳部２１を備えている点が第一実施形態に係る撮像装置１と異なる。
　その一方で、コヒーレント光源１１、第一第一スペックル画像撮像部１２、第二スペックル画像撮像部１３、画像合成部１４、を少なくとも備える点は同一であり、また、必要に応じて、解析部１５、記憶部１６、表示部１７、などを更に備えることが可能な点も同一である。
　このため、以下の第二実施形態に係る撮像装置２０１の説明において、第一実施形態に係る撮像装置１と共通する構成についてはその説明を省略する。以下、前記画像重畳部２１について説明する。
　　（１）　画像重畳部
　第二実施形態に係る撮像装置２０１は、前記画像重畳部２１を備える。この画像重畳部２１は、前記画像合成部１４が第一スペックル画像と第二スペックル画像とを合成する際、各スペックル画像の画像情報同士を重畳させる。この重畳方法に関しては特に限定されず、公知の方法を用いることができ、例えば、各スペックル画像同士を加算平均処理する方法などを用いることができる。
　この画像重畳部２１を備える第二実施形態に係る撮像装置２０１であっても、第一実施形態に係る撮像装置１と同一の効果を奏し、特に、前記画像重畳部２１を備えているため、第一スペックル画像と第二スペックル画像とを合成することにより、ノイズの平均化が起こるため、前記スペックル合成画像上の画像ノイズを低減することができる。その結果、解像度の高いスペックル合成画像を得ることができる。
　　３．　第三実施形態に係る撮像装置
　図３は、本技術を適用可能な第三実施形態に係る撮像装置を示す模式概念図である。
　この第三実施形態に係る撮像装置３０１は、両撮像部１２，１３間の視差情報を取得する視差情報取得部３１、前記解析部１５が画像処理部３２を備える点、及び前記表示部１７がステレオ方式により撮像対象Ｏを三次元で表示する点が第一実施形態に係る撮像装置１と異なる。
　その一方で、コヒーレント光源１１、第一第一スペックル画像撮像部１２、第二スペックル画像撮像部１３、画像合成部１４、を少なくとも備える点は同一であり、また、必要に応じて、解析部１５、記憶部１６、表示部１７、画像重畳部２１、などを更に備えることが可能な点も同一である。
　このため、以下の第三実施形態に係る撮像装置３０１の説明において、第一実施形態に係る撮像装置１と共通する構成についてはその説明を省略する。以下、前記視差情報取得部３１及び画像処理部３２について説明する。
　　（１）　視差情報取得部
　前述の如く、本技術に係る撮像装置は、第一スペックル画像撮像部１２と第二スペックル画像撮像部１３の二つの撮像部が設けられ、所謂ステレオカメラの構成を採用しているため、両撮像部の間には視差が与えられている。
　前記視差情報取得部３１では、当該視差に関する情報を取得する処理を行う。この視差情報とは、例えば、各スペックル画像における視差の数値データ等を指す。この視差情報取得部３１における情報取得方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
　　（２）　画像処理部
　第三実施形態に係る撮像装置３０１は、前記解析部１５が画像処理部３２を備える。
　この画像処理部３２では、前記視差情報取得部３１が取得した視差情報に基づいて、前記撮像対象Ｏの状態情報を得るように構成されている。
　前述の如く、第三実施形態に係る撮像装置３０１では、前記表示部１７がステレオ方式により撮像対象Ｏを三次元で表示する。かかる場合、垂直視差を撮像していないため、水平視差のみが存在する三次元表示を行うことができる。
　これら視差情報取得部３１及び画像処理部３２を備える第三実施形態に係る撮像装置３０１によれば、前記表示部１７において、スペックル合成画像を水平視差のみが存在する三次元表示を行うことができる。このため、撮像対象Ｏを二次元だけでなく、三次元でも観察することができる。従って、例えば、散乱流体である血液を撮像する場合、当該血液が流れる血管の三次元情報を取得することができる。
　　 ４．　第四実施形態に係る撮像装置
　　図４は、本技術を適用可能な第四実施形態に係る撮像装置を示す模式概念図である。
　この第四実施形態に係る撮像装置３０１は、第一スペックル画像撮像部１２及び第二スペックル画像撮像部１３がそれぞれ画素部４１を備えている点が第一実施形態に係る撮像装置１と異なる。
　その一方で、コヒーレント光源１１、第一スペックル画像撮像部１２、第二スペックル画像撮像部１３、画像合成部１４、を少なくとも備える点は同一であり、また、必要に応じて、解析部１５、記憶部１６、表示部１７、などを更に備えることが可能な点も同一である。
　このため、以下の第四実施形態に係る撮像装置４０１の説明において、第一実施形態に係る撮像装置１と共通する構成についてはその説明を省略する。以下、前記画素部４１について説明する。
　　（１）　画素部
　第四実施形態に係る撮像装置４０１では、各スペックル画像撮像部１２，１３がそれぞれ画素部４１を備える。
　各画素部４１は、複数の色成分の各色成分に対応する画素が平面上に規則的に配置された構成をなしている。
　本技術に係る撮像装置４０１において、前記画素部４１の構成は特に限定されないものの、撮像される各スペックル画像の解像度を向上させるため、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応する画素を有するベイヤー配列の構成を採用することが好ましい。
　かかる場合、図５に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応する画素において、スペックル照明の波長に対する各画素の分光感度を求めた上で、各画素間で分光感度を同じになるように補正することが容易となる。ここで、図５中、実線は青色（Ｂ）の色成分に関する相対分光感度を、一点鎖線は緑色（Ｇ）の色成分に関する相対分光感度を、二点鎖線は赤色の色成分に関する相対分光感度を示す。尚、画素部４１をベイヤー配列で構成した場合、当該ベイヤー配列による画素補間の方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
　各スペックル画像撮像部１２、１３が前記画素部４１を備える第四実施形態に係る撮像装置４０１によれば、各画素部４１がＲ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応する画素を有するベイヤー配列である場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素間での分光感度が同じとなるように補正を行うことが可能となる。その結果、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素の信号を用いてスペックル画像を取得することができる。それ故、第一スペックル画像及び第二スペックル画像の解像度を向上させることができる。
　　５．撮像システム
　本技術は、撮像システムをも提供する。
　図６は、本技術の第一実施形態に係る撮像システム５０１を模式的に示す模式概念図である。当該撮像システム５０１は、少なくとも、コヒーレント光源１１０、第一スペックル画像撮像装置１２０、第二スペックル画像撮像装置１３０、画像合成装置１４０、を少なくとも備える。また、必要に応じて、解析装置１５０、記憶装置１６０、表示装置１７０、画像重畳装置１８０、視差情報取得装置１９０、画像処理装置２１０を備えていてもよい。以下、各装置について説明する。
　　（１）　コヒーレント光源
　コヒーレント光源１１０からは、撮像対象Ｏに対するコヒーレント光の照射が行われる。当該コヒーレント光源１１０の種類は、本技術の効果を損なわない限り特に限定されない。一例としては、レーザー光等を挙げることができる。レーザー光を発するコヒーレント光源１１０としては、例えば、アルゴンイオン（Ar）レーザー、ヘリウム－ネオン（He-Ne）レーザー、ダイ（dye）レーザー、クリプトン（Cr）レーザー、半導体レーザー、または、半導体レーザーと波長変換光学素子を組み合わせた固体レーザー等を、１種又は２種以上、自由に組み合わせて用いることができる。
　　（２）　第一スペックル画像撮像装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、第一スペックル画像撮像装置１２０を備える。このスペックル画像撮像装置１３０では、前記コヒーレント光が照射された前記撮像対象Ｏから得られる散乱光に基づいて、スペックルの撮像が行われる。以下の説明において、第一スペックル画像撮像装置１２０が撮像するスペックル画像を「第一スペックル画像」と称す。
　前記第一スペックル画像撮像装置１２０が行う撮像方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の撮像方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサー等の撮像素子を用いた撮像方法を挙げることができる。
　また、第一スペックル画像撮像装置１２０は、画素部（図示外）を備えていてもよい。
　当該画素部は、複数の色成分の各色成分に対応する画素が平面上に規則的に配置された構成をなしている。この画素部の構成は特に限定されないものの、撮像される各スペックル画像の解像度を向上されるため、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応する画素を有するベイヤー配列の構成を採用することが好ましい。
　かかる場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応する画素において、スペックル照明の波長に対する各画素の分光感度を求めた上で、各画素間で分光感度を同じになるように補正することが容易となる。
　更に、第一スペックル画像撮像装置１２０では、撮像された撮像画像におけるスペックルの輝度分布の測定が行われるように構成してもよい。ここで、コヒーレント光を用いて照明された物体を結像光学系により観察すると、像面で物体の散乱によるスペックルが観測される。この第一スペックル画像撮像装置１２０では、例えば輝度計を用いて、撮像画像におけるスペックルの輝度分布が測定される。その他には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子より撮影した画像からスペックル輝度分布を算出することが可能である。
　この輝度分布の測定方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の算出方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。
　この第一スペックル画像撮像装置１２０では、例えば、疑似血液が流れている疑似血管を、前記スペックル輝度分布に基づいてマッピングした画像等が生成される。ここで、前述の如く、スペックルはランダムな干渉・回析パターンであるため、血液などの散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、前記スペックルも時間的に変動する。このため、流体とそれ以外の部分の境界を観察することができる。
　尚、前記第一スペックル画像撮像装置１２０では、スペックルが生じている部分をより明確にするため、例えば複数のスペックル画像を用いて平準化を行い、スペックル画像のムラを低減させる構成を備えていてもよい。
　　（３）　第二スペックル画像撮像装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、第二スペックル画像撮像装置１３０を備える。この第二スペックル画像撮像装置１３０では、前記第一スペックル画像撮像装置１２０と同様、前記コヒーレント光が照射された前記撮像対象Ｏから得られる散乱光に基づいて、スペックルの撮像が行われる。すなわち、本技術に係る撮像システム５０１では、所謂複眼撮像装置の構成を採用しており、且つ、各撮像装置がスペックル画像を撮像するように構成されている。
　また、本技術に係る撮像システム５０１では、前記第二スペックル画像撮像装置１３０が前記第一スペックル画像撮像装置１２０とは異なる方向から撮像対象Ｏを撮像するようになっており、所謂ステレオカメラシステムの構成を採用している。
　当該第二スペックル画像撮像装置１３０の構成は、前記第一スペックル画像撮像装置１２０の構成と同一であるため、その説明を割愛する。尚、以下の説明において、当該第二スペックル画像撮像装置１３０により撮像されたスペックル画像を「第二スペックル画像」と称す。
　　（４）　画像合成装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、必要に応じて、画像合成装置１４０を備える。この画像合成装置１４０では、前記第一スペックル画像と前記第二スペックル画像と、を合成させる。具体的には、例えば、前記第一スペックル画像の画像情報（例えば、ピクセルの数やピクセルの色調など）と、第二スペックル画像の画像情報と、を合成させ、単一のスペックル合成画像を作成する。
　ここで、スペックル合成画像は、撮像対象Ｏの状態を解析可能な程度に示されている必要があるため、前記画像合成装置１４０では、例えば、第一スペックル画像と第二スペックル画像を合成する際、各スペックル画像の輝度値に基づいて、スペックル合成画像における輝度分布が一様になるように、スペックル合成画像の輝度値を補正するようにしてもよい。この補正方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
　　（５）　解析装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、必要に応じて、解析装置１５０を備えていてもよい。この解析装置１５０では、前記画像合成装置１４０により作成されたスペックル合成画像を利用し、前記撮像対象Ｏの状態が解析される。
　かかる場合、例えば、撮像対象Ｏを血管とした場合、血液などの散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、これに応じてスペックルも時間的に変動することとなる。このため、前記解析装置１５０により、血流の速度を測定することができる。
　尚、この解析装置１５０は、本技術に係る撮像システム５０１に必須ではなく、外部の解析装置等を用いて撮像対象Ｏの状態を解析することも可能である。
　　（６）　記憶装置
　本技術に係る撮像システム５０１には、第一スペックル画像撮像装置１２０によって撮像されたスペックル画像、第二スペックル画像撮像装置１３０によって撮像された非スペックル画像、前記画像合成装置１４０によって作成されたスペックル合成画像、前記解析装置１５０によって解析された解析結果などを記憶する記憶装置１６０を更に備えることができる。
　この記憶装置１６０は、本技術に係る撮像システム５０１においては必須ではなく、例えば、外部の記憶装置を接続して、前記スペックル画像等を記憶することも可能である。
　　（７）　表示装置
　本技術に係る撮像システム５０１には、第一スペックル画像撮像装置１２０によって撮像されたスペックル画像、第二スペックル画像撮像装置１３０によって撮像された非スペックル画像、前記画像合成装置１４０により作成されたスペックル合成画像、前記解析装置１５０によって解析された解析結果などを表示する表示装置１７０を更に備えることができる。また、この表示装置１７０においては、前記第一スペックル画像撮像装置１２０により測定された輝度分布を、前記スペックル画像に重畳させて表示することもできる。この表示装置１７０は、本技術に係る撮像システム５０１においては必須ではなく、例えば、外部のモニター等を用いて撮像対象Ｏに光照射を行うことも可能である。
　　（８）　画像重畳装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、必要に応じて、前記画像重畳装置１８０を備えていてもよい。この画像重畳装置１８０は、前記画像合成装置１４０が第一スペックル画像と第二スペックル画像とを合成する際、各スペックル画像の画像情報同士を重畳させる。この重畳方法に関しては特に限定されず、公知の方法を用いることができ、例えば、各スペックル画像同士を加算平均処理する方法などを用いることができる。
　　（９）　視差情報取得装置
　前述の如く、本技術に係る撮像システム５０１は、第一スペックル画像撮像装置１２０と第二スペックル画像撮像装置１３０の二つの撮像装置が設けられ、所謂ステレオカメラの構成を採用しているため、両撮像装置の間には視差が与えられている。
　前記視差情報取得装置１９０では、当該視差に関する情報を取得する処理を行う。この視差情報とは、例えば、各スペックル画像における視差の数値データ等を指す。この視差情報取得装置１９０における情報取得方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
　　（１０）　画像処理装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、前記視差情報取得装置１９０を備えている場合には、画像処理装置２１０を備えていることが好ましい。
　この画像処理装置２１０では、前記視差情報取得装置１９０が取得した視差情報に基づいて、前記撮像対象Ｏの状態情報を得るように構成されている。
　前述の如く、本技術に係る撮像システム５０１では、前記表示装置１７０がステレオ方式により撮像対象Ｏを三次元で表示する。かかる場合、垂直視差を撮像していないため、水平視差のみが存在する三次元表示を行うことができる。
　本技術に係る撮像システム５０１によれば、第一スペックル画像撮像装置１２０と第二スペックル画像撮像装置１３０の二つの撮像装置が設けられ、所謂ステレオカメラの構成を採用しているため、両撮像装置の間には視差が与えられている。このため、各撮像装置１２０，１３０に到達する撮像対象Ｏの波面情報が異なる。
　このため、第一スペックル画像と第二スペックル画像との間ではスペックルの形状に起因する画像ノイズが異なる。
　これに対して、本技術に係る撮像システム５０１では、前記画像合成装置１４０を備えているため、第一スペックル画像と第二スペックル画像とを合成することにより、ノイズの平均化が起こるため、前記スペックル合成画像上の画像ノイズを低減することができる。その結果、解像度の高いスペックル合成画像を得ることができる。
　それ故、例えば、血液が流れる血管を撮像した際、血液の時間的変動に従ったスペックルが変動を観測することができるため、血球の流路を正確に認識可能な画像を取得することができる。その結果、生体組織（例えば、心臓など）に対する血管の相対的位置を正確に観測することができる。
　また、本技術に係る撮像システム５０１によれば、各撮像装置はスペックルの撮像に寄与しているため、仮に一方の撮像装置が機能しない場合であっても、もう一方の撮像装置によりスペックルを撮像することができるため、前記撮像対象Ｏの観察を継続することができる。更に、本技術に係る撮像システム５０１が、前記画像重畳装置１８０を備えている場合であっても、解像度の高いスペックル合成画像を得ることができる。
　また、本技術に係る撮像システム５０１において、視差情報取得装置１９０及び画像処理装置２１０を備える場合には、前記表示装置１７０において、スペックル合成画像を水平視差のみが存在する三次元表示を行うことができる。このため、撮像対象Ｏを二次元だけでなく、三次元でも観察することができる。従って、例えば、散乱流体である血液を撮像する場合、当該血液が流れる血管の三次元情報を取得することができる。
　更に、本技術に係る撮像システム５０１において、各スペックル画像撮像装置１２０，１３０が前記画素部を備えている場合には、各画素部４１がＲ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応する画素を有するベイヤー配列である場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素間での分光感度が同じとなるように補正を行うことが可能となる。その結果、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素の信号を用いてスペックル画像を取得することができる。それ故、第一スペックル画像及び第二スペックル画像の解像度を向上させることができる。
　　６．　撮像方法
　本技術は、撮像方法をも提供する。
　図７は、本技術に係る撮像方法のフローチャートである。第一実施形態に係る撮像方法は、コヒーレント光照射工程、第一スペックル画像撮像工程、第二スペックル画像撮像工程、画像合成工程、を少なくとも含み、また、必要に応じて、解析工程、記憶工程、表示工程、画像重畳工程、視差情報取得工程、画像処理工程を含んでいてもよい。
　尚、図７では、前記解析工程、記憶工程、表示工程、画像重畳工程、視差情報取得工程、画像処理工程に関しても示されているが、前述の如くこれらの工程は必須ではないため、本技術に係る撮像方法にて行わなくとも差支えない。但し、各工程の内、解析工程、記憶工程、表示工程、画像重畳工程、視差情報取得工程、画像処理工程を含むことにより、所定の効果を発揮するため、これらの工程に関しては含まれていることが好ましい。各工程について、以下に、本技術に係る撮像方法を実行する順序に説明する。
　　（１）　コヒーレント光照射工程
　本技術に係る撮像方法では先ず、前記撮像対象Ｏに対して、コヒーレント光を照射するコヒーレント光照射工程Ｓ１を行う。このコヒーレント光の光源としては、本技術の効果を損なわない限り特に限定されず、一例としては、レーザー光等を挙げることができる。レーザー光を発するコヒーレント光源１１としては、例えば、アルゴンイオン（Ar）レーザー、ヘリウム－ネオン（He-Ne）レーザー、ダイ（dye）レーザー、クリプトン（Cr）レーザー、半導体レーザー、または、半導体レーザーと波長変換光学素子を組み合わせた固体レーザー等を、１種又は２種以上、自由に組み合わせて用いることができる。
　　（２）　第一スペックル画像撮像工程
　本技術に係る撮像方法では、前記コヒーレント光照射工程Ｓ１の後、前記コヒーレント光が照射された前記撮像対象Ｏから得られる散乱光に基づいて、第一スペックル画像の撮像が行われる。
　この第一スペックル画像撮像工程Ｓ２における撮像方法は特に限定されず、公知の撮像方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサー等の撮像素子を用いた撮像方法を挙げることができる。
　　（２－１）　感度補正工程
　本技術に係る撮像方法において、前記第一スペックル画像撮像工程Ｓ２では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応する画素を有するベイヤー配列を用いた感度補正工程Ｓ２１を含んでいてもよい。
　すなわち、前記コヒーレント光照射工程Ｓ１が完了し、第一スペックル画像の撮像が開始される際、先ず、スペックル照明の波長に対する各画素の分光感度を求める。その後、各画素間で分光感度を同じになるように補正する。そして、分光感度の補正が完了した後、各画素全ての信号を用いて第一スペックル画像の撮像を行う。
　　（３）　第二スペックル画像撮像工程
　本技術に係る撮像方法では、第一スペックル画像の撮像が行われた後、第二スペックル画像の撮像が行われる。すなわち、本技術に係る撮像方法では、撮像対象Ｏに対して互いに異なる方向から第一スペックル画像の撮像、及び第二スペックル画像の撮像を行うステレオ方式を採用している。この第二スペックル画像撮像工程における撮像方法は、前記第一スペックル画像撮像工程のそれと同一であるため、その説明は割愛する。また、この第二スペックル画像撮像工程Ｓ３では、前記第一スペックル画像撮像工程Ｓ２と同様、ベイヤー配列を用いた感度補正工程を備えていてもよい。
　　（４）　画像合成工程
　本技術に係る撮像方法は、前記第一スペックル画像撮像工程Ｓ２により撮像された第一スペックル画像と、前記第二スペックル画像撮像工程Ｓ３により撮像された非スペックル画像と、を合成する画像合成工程Ｓ４を含む。
　この画像合成工程Ｓ４では、前記第一スペックル画像の画像情報（例えば、ピクセルの数やピクセルの色調など）と、第二スペックル画像の画像情報と、を合成させ、単一のスペックル合成画像を作成する。
　ここで、スペックル合成画像は、撮像対象Ｏの状態を解析可能な程度に示されている必要があるため、前記画像合成工程Ｓ４では、例えば、第一スペックル画像と第二スペックル画像を合成する際、各スペックル画像の輝度値に基づいて、スペックル合成画像における輝度分布が一様になるように、スペックル合成画像の輝度値を補正するようにしてもよい。この補正方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
　本技術に係る撮像方法において、前記画像合成工程Ｓ４では、第一スペックル画像と第二スペックル画像とを重畳させて、スペックル合成画像を作成するようにしても差し支えない。この重畳方法に関しては特に限定されず、公知の方法を用いることができ、例えば、各スペックル画像同士を加算平均処理する方法などを用いることができる。
　　（５）　解析工程
　次に、図７及び図８を用いて、本技術に係る撮像方法における解析工程について説明する。図８は、前記解析工程Ｓ５の詳細を示すフローチャートである。
　この解析工程Ｓ５では、前記画像合成工程Ｓ４により作成されたスペックル合成画像を利用し、前記撮像対象Ｏの状態の解析を行う。
　例えば、撮像対象Ｏを血管とした場合、血液などの散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、これに応じてスペックルも時間的に変動することとなる。このため、この解析工程Ｓ５において、血流の速度を測定することができる。
　本技術にかかる解析工程Ｓ５は、図８に示すように、視差情報取得工程Ｓ５１と、画像処理工程５２を含んでいてもよい。各工程について、以下に説明する。
　　（５－１）　視差情報取得工程
　本技術に係る撮像方法では、撮像対象Ｏに対して互いに異なる方向から第一スペックル画像の撮像、及び第二スペックル画像の撮像を行うステレオ方式を採用しているため、第一スペックル画像と第二スペックル画像との間に視差が生じる。
　本技術に係る撮像方法では、解析工程Ｓ５が開始されると、先ず、前記第一スペックル画像撮像工程Ｓ２及び第二スペックル画像撮像工程Ｓ３により取得された視差情報を取得する。この視差情報としては、例えば、各スペックル画像における視差の数値データ等が挙げられる。この視差情報取得工程Ｓ５１における情報取得方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
　　（５－２）　画像処理工程
　本技術に係る撮像方法において、前記視差情報取得工程Ｓ５１が行われた後、取得された視差情報に基づいて、前記撮像対象Ｏの状態情報を得るための画像処理工程Ｓ５２が行われる。
　前述の如く、本技術に係る撮像方法ではステレオ方式を採用しているため、当該画像処理工程Ｓ５２では、前記視差情報取得工程により獲得された視差情報のうち、水平視差のみが存在する、撮像対象Ｏの三次元情報を解析することができる。
　本技術に係る撮像方法では、前記画像処理工程Ｓ５２による処理が完了することで、前記解析工程Ｓ５が完了する。
　　（６）　記憶工程
　本技術に係る撮像方法は、必要に応じて、記憶工程Ｓ６を含んでいてもよい。
　この記憶工程Ｓ６では、第一スペックル画像撮像工程Ｓ２によって撮像されたスペックル画像、第二スペックル画像撮像工程Ｓ３によって撮像された非スペックル画像、前記画像合成工程Ｓ４によって作成されたスペックル合成画像、前記解析工程Ｓ５によって解析された解析結果などを記憶する。
　　（７）　表示工程
　本技術に係る撮像方法は、必要に応じて、表示工程Ｓ７を含んでいてもよい。
　この表示工程Ｓ７では、第一スペックル画像撮像工程Ｓ２によって撮像されたスペックル画像、第二スペックル画像撮像工程Ｓ３によって撮像された非スペックル画像、前記画像合成工程Ｓ４によって作成されたスペックル合成画像、前記解析工程Ｓ５によって解析された解析結果を表示する。
　本技術に係る撮像方法によれば、第一スペックル画像撮像工程Ｓ２と第二スペックル画像撮像工程Ｓ３が含まれ、所謂ステレオ方式を採用しているため、両スペックル画像の間には視差が与えられている。
　このため、第一スペックル画像と第二スペックル画像との間ではスペックルの形状に起因する画像ノイズが異なる。
　これに対して、本技術に係る撮像方法では、前記画像合成工程Ｓ４を備えているため、第一スペックル画像と第二スペックル画像とを合成することにより、ノイズの平均化が起こるため、前記スペックル合成画像上の画像ノイズを低減することができる。その結果、解像度の高いスペックル合成画像を得ることができる。
　それ故、例えば、血液が流れる血管を撮像した際、血液の時間的変動に従ったスペックルが変動を観測することができるため、血球の流路を正確に認識可能な画像を取得することができる。その結果、生体組織（例えば、心臓など）に対する血管の相対的位置を正確に観測することができる。
　また、本技術に係る撮像方法において、視差情報取得工程Ｓ５１及び画像処理工程Ｓ５２を備える場合には、スペックル合成画像を水平視差のみが存在する三次元表示を行うことができる。このため、撮像対象Ｏを二次元だけでなく、三次元でも観察することができる。従って、例えば、散乱流体である血液を撮像する場合、当該血液が流れる血管の三次元情報を取得することができる。
　更に、本技術に係る撮像方法において、各スペックル画像撮像工程において、ベイヤー配列を用いた感度補正工程Ｓ２１を行う態様とした場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素間での分光感度が同じに補正した上で、各画素全ての信号を用いてスペックル画像を取得することができる。その結果、第一スペックル画像及び第二スペックル画像の解像度を向上させることができる。
　なお、本技術に係る撮像装置は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
　コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、
　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第一スペックル画像撮像部と、
　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第二スペックル画像撮像部と、
　前記第一スペックル画像撮像部により撮像された第一スペックル画像と前記第二スペックル画像撮像部により撮像された第二スペックル画像とを合成する画像合成部と、
を備える、撮像装置。
（２）
　更に、前記第一スペックル画像の画像情報と前記第二スペックル画像の画像情報とを重畳する画像重畳部と、
を備える、（１）に記載の撮像装置。
（３）
　更に、前記第一スペックル画像撮像部及び第二スペックル画像撮像部に生じる視差情報を得る視差情報取得部と、
　前記視差情報取得部が得た視差情報に基づいて、撮像対象の状態情報を得る画像処理部と、
を備える、（１）又は（２）に記載の撮像装置。
（４）
　前記第一スペックル画像撮像部及び第二スペックル画像撮像部は、複数の色成分の各色成分に対応する画素を平面上に規則的に配置した画素部を備える、（１）～（３）のいずれかに記載の撮像装置。
（５）
　前記画素部は、ベイヤー配列の画素部である、（４）記載の撮像装置。
　更に、本技術に係る撮像システムは、以下のような構成も取ることができる。
（６）
　コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、
　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第一スペックル画像撮像装置と、
　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第二スペックル画像撮像装置と、
　前記第一スペックル画像撮像装置により撮像された第一スペックル画像と前記第二スペックル画像撮像装置により撮像された第二スペックル画像とを合成する画像合成装置と、を備える、撮像システム。
（７）
　更に、前記第一スペックル画像の画像情報と前記第二スペックル画像の画像情報とを重畳する画像重畳装置と、
を備える、（６）に記載の撮像システム。
（８）
　更に、前記第一スペックル画像撮像装置及び第二スペックル画像撮像装置に生じる視差情報を得る視差情報取得装置と、
　前記視差情報取得装置が得た視差情報に基づいて、撮像対象の状態情報を得る画像処理装置と、
を備える、（６）又は（７）に記載の撮像システム。
（９）
　前記第一スペックル画像撮像装置及び第二スペックル画像撮像装置は、複数の色成分の各色成分に対応する画素を平面上に規則的に配置した画素部を備える、（６）～（８）のいずれかに記載の撮像システム。
（１０）
　前記画素部は、ベイヤー配列の画素部である、（９）記載の撮像システム。
１、１０１、２０１、３０１、４０１　撮像装置
１１　コヒーレント光源
１２　第一スペックル画像撮像部
１３　第二スペックル画像撮像部
１４　画像合成部

Claims (11)

  1. 　コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、
    　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第一スペックル画像撮像部と、
    　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第二スペックル画像撮像部と、
    　前記第一スペックル画像撮像部により撮像された第一スペックル画像と前記第二スペックル画像撮像部により撮像された第二スペックル画像とを合成する画像合成部と、
    を備える、撮像装置。
  2. 　更に、前記第一スペックル画像の画像情報と前記第二スペックル画像の画像情報とを重畳する画像重畳部と、
    を備える、請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　更に、前記第一スペックル画像撮像部及び第二スペックル画像撮像部に生じる視差情報を得る視差情報取得部と、
    　前記視差情報取得部が得た視差情報に基づいて、撮像対象の状態情報を得る画像処理部と、
    を備える、請求項１に記載の撮像装置。
  4. 　前記第一スペックル画像撮像部及び第二スペックル画像撮像部は、複数の色成分の各色成分に対応する画素を平面上に規則的に配置した画素部を備える、請求項１に記載の撮像装置。
  5. 　前記画素部は、ベイヤー配列の画素部である、請求項４に記載の撮像装置。
  6. 　コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、
    　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第一スペックル画像撮像装置と、
    　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第二スペックル画像撮像装置と、
    　前記第一スペックル画像撮像装置により撮像された第一スペックル画像と前記第二スペックル画像撮像装置により撮像された第二スペックル画像とを合成する画像合成装置と、を備える、撮像システム。
  7. 　更に、前記第一スペックル画像の画像情報と前記第二スペックル画像の画像情報とを重畳する画像重畳装置と、
    を備える、請求項６に記載の撮像システム。
  8. 　更に、前記第一スペックル画像撮像装置及び第二スペックル画像撮像装置に生じる視差情報を得る視差情報取得装置と、
    　前記視差情報取得装置が得た視差情報に基づいて、撮像対象の状態情報を得る画像処理装置と、
    を備える、請求項６に記載の撮像システム。
  9. 　前記第一スペックル画像撮像装置及び第二スペックル画像撮像装置は、複数の色成分の各色成分に対応する画素を平面上に規則的に配置した画素部を備える、請求項６に記載の撮像システム。
  10. 　前記画素部は、ベイヤー配列の画素部である、請求項９に記載の撮像システム。
  11. 　コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光照射工程と、
    　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第一第一スペックル画像撮像工程と、
    　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する第二第一スペックル画像撮像工程と、
    　前記第一第一スペックル画像撮像工程により撮像された第一スペックル画像と前記第二第一スペックル画像撮像工程により撮像された第二スペックル画像とを合成する画像合成工程と、
    を含む、撮像方法。
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